水热法制备的ZnO纳米线的微结构、光学性质以及光学模型

在90°C的温度环境下,采用水热化学沉积法制备ZnO纳米线薄膜,然后用扫描电子显微镜、透射光谱和X射线衍射等技术对所制备的纳米薄膜进行表征。结果表明,制备的纳米ZnO薄膜的光学带隙在3.274到3.347 eV之间。调节pH值可以控制膜的孔隙率和显微结构。SEM照片清楚地显示两层结构,且这两层的空隙率不同。XRD结果显示(002)取向的优先生长。针对纳米结构的ZnO薄膜建立一个完整的光学模型,包括Bruggeman有效介质近似、粗糙表面的光散射和O’Leary-Johnson-Lim带间吸收模型。利用此光学模型,拟合实验测量的纳米结构ZnO薄膜的透射光谱,拟合结果同实验结果具有很高的一致性。

新型光室结构的主流式NDIR呼吸CO2监测系统

针对主流式非分散红外(NDIR)呼吸CO2监测系统灵敏度及信噪比低下的问题,提出利用复合抛物面聚光器(CPC)提升监测系统性能的方法。利用ZEMAX模拟光室并优化CPC和常用的圆管聚光器以及锥形聚光器,采用单光源双光路的主流式一体化方法进行监测系统的气室设计,以STM32F100为主控芯片实现硬件系统控制,对具有不同光室结构的监测系统进行CO2浓度标定和实时人体呼吸检测实验,获取其CO2浓度与系统输出信号的对应关系和CO2波形图。结果表明,CPC光室其模拟光学效率为4.3%,比常用的聚光器最高可提升89.77倍;装有CPC的监测系统其灵敏度与信噪比为8.9407、24.65,比装有常用聚光器的系统的灵敏度最高可提升3.811倍、信噪比提升1.926倍;并且安装CPC的系统运行稳定,响应快,能够实时的反应出被测者的呼吸CO2波形图。

氢辅助脉冲直流溅射沉积的碳化硼薄膜的红外光学性质与机械性质的研究

采用氢气为辅助气体,在不同氢气流速下用微波等离子体辅助脉冲直流磁控溅射系统制备碳化硼薄膜。碳化硼薄膜的设计厚度为1200 nm,过渡层非晶硅的设计厚度为500 nm。所用的基板为载玻片、Ge、Si、Si wafer、GaAs和JGS3。之后,采用傅里叶红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)、维氏硬度计(Vicker indenter),分析了氢气流速(0、3、7和10 mL/min)对碳化硼薄膜的光学性质和机械性质的影响。结果表明,氢气流速的增加,可以明显提高红外光学透过率,降低红外光光吸收率。与此同时,氢气的增加还能降低薄膜应力,使薄膜易于附着在基底上。然而,氢气也会使得碳化硼薄膜硬度降低。