可见光波在天然金属基界面正负折射机理的研究和进展

Snell定律揭示了光在穿越不同介质界面时的传播和折射规律,这是现代物理光学的重要基础。追求完美光学透镜的途径之一是寻找正负折射率匹配材料,但在相当长时期内,在自然界中从未发现有违背Snell定律的天然负折射率材料存在。在本研究工作中制备了一系列入射角精确可控的楔形贵金属金和银等样品,采用不同波长的激光,对于光在最简单的天然贵金属界面传播时所发生的由负到正折射特性变化进行了定量实验测量,获得表观折射率随入射和折射角变化的定量关系。对于导致奇异光折射现象的各种争议性机理进行了细致探索和讨论,这与等离子体、负磁导率和Goos-Hanchen等效应无关。研究结果将有助于人们理解光在金属基微结构中发生正负折射传播的物理机理,从而为新型微纳光电子材料和器件的研制和应用建立基础。

激光与光谱技术的应用:复旦大学光学技术的一些历史与进展

复旦大学光学学科历经60余年的发展,在激光与光谱技术的应用领域取得了许多重要的成果,自20世纪50年代研制成功我国第一个医用X射线光管到如今各类先进光谱仪器、激光器件和国防应用特种设备的开发凝聚了几代教师的汗水与智慧.本文将简要介绍复旦大学光学与光学工程学科的发展历史,并着重介绍近年来复旦大学光科学与工程系在先进光谱学分析测试技术、超短超强激光检测技术,以及超精密光学制造与检测研究领域中取得的进展与应用成果.

二维折叠光谱分析研究

宽光谱、高分辨、高速光谱获取和分析技术在光电子材料、太阳能、化学、生物医学、环境、国防等领域具有重要的研究意义和应用价值,是现代光谱分析仪器的核心。为了实现宽光谱、高分辨率和快速的光谱测量和分析,在本研究中,突破传统单光栅和棱镜等色散元件有限色散角和光谱效率的限制,采用二维CCD面阵光电探测技术,将具有不同闪耀角和色散特性的10光栅进行集成组合,在200-1000nm光谱区,获得10重折叠光谱,成像在CCD面阵探测器的焦平面上,从而将光谱的有效探测区长度扩展了10倍,达到268mm。经系统定标后,测量结果显示,无需任何机械位移部件,新的光谱分析系统可达到优于0.1nm的分辨率,能够在0.1s时间内完成200-1000nm全光谱数据的快速获取和分析,将能够在科学研究和高科技领域获得重要应用,体现了高性能光谱分析技术研究和发展的趋势。

磁光法拉第和克尔效应原理及其测量

介绍了磁光法拉第效应、克尔效应原理及有关的测量方法。

同时旋转起偏器和检偏器的红外椭圆偏振光谱仪研制

研制成测量材料光学特性的红外椭圆偏振光谱仪，其测量波长范围为２．５～１２．５μｍ，入射角度在２０°～９０°连续可变．系统数据采集、前放自动增益控制、入射角度和波长设置及扫描均由计算机自动控制．给出了金反射率和ＧａＡｓ体材料折射率椭偏测量，并与其它方法进行了对比。

基于因特网的STM远程实时控制系统的设计与实现

在分析因特网信息传输机制的基础上，采用TCP/IP协议和客户机/服务器模式实现了多用户远程分权控制STM(扫描隧道显微镜)仪器。分析了远程实时控制系统对设备硬件及网络带宽的要求，初步探讨了因特网远程实验过程中的网络与设备安全问题与解决方案。应用本软件系统可以对远程设备进行实时控制，同时用户与操作者之间可以进行任意两者之间的语音与视觉交流，从而实现了科学实验的设备无关性，突破了现有科学研究对操作时间与地点的限制，为大幅度提高现有设备的使用效率和创建新的科研模式奠定了基础。本系统成功地实现了北京-上海两地之间的远程演示。

溅射气压对Si/Ge多层膜结构光学常数的影响

采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪 ,测量了用磁控溅射法制备的Si/Ge异质多层膜结构的光学常数 ,测量能量范围为 1.5～ 4.5eV .分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的Si/Ge异质多层膜结构的光学常数的影响 .实验结果表明 ,在低能区域 ,随压强的增加 ,多层膜结构的所有光学常数均有不同程度的增加 ,但在高能区域 ,溅射气压对光学常数的影响不再明显 .多层膜结构的复介电常数的实部和虚部及折射率n的峰位随压强增大而向低能方向位移 ;多层膜结构的消光系数k的峰位随压强的变化很小 ,但其峰值随压强的增加而增加 .

GaAs体材料折射率红外椭圆偏振光谱研究

报道了采用红外椭圆偏振光谱术测量ＧａＡｓ体材料折射率，测量范围为２．５～１２．５μｍ，并将所得实验数据与理论计算和其它实验结果进行了对比，表明了实验结果的可靠性．

面阵CCD探测的全自动椭圆偏振光谱系统研究

给出了一种椭圆偏振光谱的快速测量方法 ,并使得实验系统的结构更为紧凑和小型化 ,减轻了重量 .研究中采用了由面阵型CCD探测器和平面多光栅组成的光谱仪 ,无需光栅扫描 ,就能够在很短时间内对光谱进行快速准确的数字凝视式成像 ,光谱分辨精度优于 1.0nm ,显著提高了系统工作的可靠性和效率 .系统采取了将CCD光谱仪后置的方式 ,研究并解决了从物理光学原理、器件设计和加工、系统调试和定标、软件编制以及到光谱测量和数据分析等一系列问题 .实验中对典型贵金属Au的光学常数谱进行了测量 ,获得了满意的结果 .

单模光纤的色散和损耗特性测量系统

光纤的色散引起传输信号的畸变,而损耗则引起光能的衰减,因此色散和损耗在很大程度上决定了光传输系统的通信容量和中继距离。目前长距离、大容量光纤通信系统中多采用单模光纤,故测量单模光纤的色散和损耗特性非常重要。简要分析了光纤的色散和损耗的概念,然后分别介绍了用相位移法和插入法测量单模光纤的色散和损耗的实验方法与系统。该实验系统可以同时满足单模光纤的色散和损耗特性测量需要,设备简单、集成度高、成本低、操作简便。

光通信DWDM系统的100GHz窄带滤波片设计和研制

根据全介质F P多层介质薄膜滤波器的原理 ,设计并模拟计算了一种三腔 10 0GHz窄带通滤波片膜系结构 ,利用等离子辅助镀膜和光学监测技术 ,在F7玻璃衬底上完成了器件的制备 ,并解决了衬底减薄、抛光和后继镀膜等关键工艺 .光谱特性测量的结果表明 ,研制的器件将在光通信以及信息技术的其它领域具有重要的应用价值 .

CrO共掺杂对GaN电子结构和光学性质的影响

利用第一性原理方法研究了O、Cr和CrO共掺杂对宽禁带半导体材料GaN的结构、能带和光学性质的影响.结果表明CrO共掺的方法可以在原GaN晶体中产生中间能带,CrO共掺的方法较单个氧原子掺杂可以降低材料的形成能.中间能带的出现实现了材料对低能光子的吸收,增强了其对太阳光谱中红外波段的能量利用,从理论上预言CrO共掺GaN作为第3代太阳能电池的半导体材料的可行性.

光学滤波片薄膜镀制工艺中的监控技术模拟分析

在窄带滤波器件的研制过程中 ,模拟分析了采用极值法对膜层厚度进行光学监控及其偏差对滤波器件光学特性的影响 ,并给出了一个 4腔DWDM滤波片的理想工艺曲线以及模拟计算所得到光学特性的分布曲线 ,计算结果有利于指导高品质薄膜器件的研制 ,并研制出符合工业应用标准要求 3腔和 4腔的 10 0GHz、2 0 0GHz的DWDM滤波片以及CWDM滤波片 .

金膜光学常数的椭圆偏振光谱测量精度研究

为了利用可变入射角椭圆偏振光谱仪最佳地测出固体材料的光学常数,我们特别对金膜从理论和实验两方面研究了不同入射波长下入射角的选取对光学常数测量精度的影响,发现对不同的入射波长,在相应的主角下测出的光学常数具有最高的精度,主入射角下测量最佳条件对其它固体材料光学常数的测量同样适用。

台湾高校在“产学研”中举足轻重

应台湾交通大学邀请,由华东地区7所大学的专家学者组成的代表团,于1998年6月8～15日参加了台湾交通大学举办的"海峡两岸科技合作交流研讨会"。此间,恰逢亚洲经济危机,与东南亚一些国家正在经历的出口萎缩、市场萧条、金融几近崩溃的困境相比,台湾地区相对经济稳定,这在很大程度上归因于教育和高科技的发展水平。

反射式RAP型椭圆偏振光谱仪及其应用

介绍了椭圆偏振测量的基本物理原理。基于目前教学型椭圆偏振光谱仪多为单波长消光式,而且自动化程度不高,测量误差较大等现状,提出了一种反射式同时旋转起偏器和检偏器的动态光度式全自动椭圆偏振光谱仪,包括其工作原理与系统结构,最后,阐述了该光谱仪的实验应用结果。实验系统结构简单、集成度高、成本低、精度高、易于操作。

实验技术促进椭偏光谱研究与应用

第2届国际椭圆偏振光谱会议于1997年5月12日至15日在美国南卡罗来纳州查尔斯敦市召开,有20多个国家的200多位代表参加会议。国际凝聚态物理领域的学术会议大致可分为三类:一类像美国的三月会议,参加的人很多,内容和方向也较为分散;第二类是针对某些专门的研究领域,如半导体和表面物理会议等;第三类涉及不同的学科和研究领域,却被共同的科学方法联系在一起,如喇曼和椭偏光谱会议等。

教育科研体制须改革

应美国美中关系全国委员会的邀请,国家教委教育科技考察团于1996年11月8～23日访问了美国。主要是实地考察美国教育和科技体制,以及在信息高速网络基础上形成网络型联合实验室(或称为拟实研究中心)这样一种新的科学研究形式。美国的科技和教育制度,尤其是极具特色的高等教育制度,其科学合理的成分值得我国科技教育工作者,包括国家决策机构研究和借鉴。现就所见所闻,谈几点体会。

光纤通信WDM系统用带通滤波片

介绍了光纤通信1 550 nm波段全介质带通滤光片的设计原理、制备工艺和研制过程,获得了可供实用的光纤通信滤波器件。实验测试结果表明:所设计并研制的3腔和4腔具有0.8 nm波长间隔的窄带通滤波片,具有很好的带通透射光谱特性,其中心波长、通带宽度、通带纹波、峰值插入损耗等主要技术指标,以及温度稳定性等,均能满足光纤通信密集波分复用(D-WDM)系统应用的要求。另外,具有20 nm带宽的粗波分复用(C-WDM)滤波片,也具有符合工业应用的带通透射光谱性能。