电容器用介质薄膜多物理场下电导测量实验平台

金属化膜电容器具有更高的工作电压和储能密度,现阶段广泛应用于新能源电力系统中。然而这些应用场景对金属化膜电容器在复杂环境下的性能提出了更高的要求。其中介质薄膜作为核心元件,其电学性能直接关系到电容器的耐压程度和储能密度等重要参数,现有测量标准仅对室温下的介质薄膜进行电导测量,缺乏复杂环境对介质薄膜影响的测量方法。本文针对换流阀中电容器的应用场景,搭建多物理场下介质薄膜电导测量实验平台,模拟并扩大工况的环境范围,对介质薄膜施加电、热、力环境并准确测量泄漏电流。研究结果可以为介质薄膜改性提供指导方向。

脉宽压缩光栅用多层膜制备和性能测试

给出了以413nm作为写入波长,1053nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,计算表明膜系H3L(H2L)^9H0.5L2.03H满足光栅膜的要求·最后给出了制备得到的样品光学特性测试,结果表明在使用波长和曝光波长处满足设计要求,其抗激光损伤阈值在光正入射和51.2°入射时分别为14.14J/cm2和9.32J/cm2,膜系的应力表现为压应力·

多层金属/介质膜系中Al层的作用分析

设计了一维金属/介质多层膜系,膜系由几个周期的高折射率(Al2O3)/低折射率(MgF2)材料所组成。在低折射率材料中插入金属层(Al),对膜系进行了优化,利用电子束蒸发方法制备了该膜系。实验表明,不仅Al层的总厚度直接影响透射谱的形状,在同样Al层总厚度情况下,Al层厚度分布对膜系也有影响。寻找到了最佳Al层分布结果,并通过了实验验证,制备出了能很好抑止BaF2晶体发射光谱的长波成分的膜系。

3ω法测量纳米流体热导率

设计加工了可用于3ω法测量导电流体热导率的实验装置,推导了衬底/绝缘层/流体系统中加热器温度振荡量的表达式,进而研究了绝缘层对流体热导率测量结果的影响。结果表明,当加热器宽度远小于热渗透厚度时,加热器温度振荡量的实部随对数频率增加而线性减小,通过拟合对应的斜率可得流体和衬底材料的热导率之和;当绝缘层热无限薄时,绝缘层对流体热导率测量结果的影响可以忽略;纳米流体有效热导率随多壁碳纳米管浓度的变化关系与Hamilton-Crosser模型的理论预测结果吻合较好。

阴极射线投影管中微腔荧光屏的研制

提出法布里-波罗微腔结构的荧光屏.该微腔荧光屏由前反射镜、薄膜荧光粉层、后反射镜三部分组成.前后反射镜是由多层介质膜构成的布喇格反射镜,作为腔体的薄膜荧光粉层发出的光通过微腔效应在需要的颜色波段得到增强并且发光集中在较小的角度范围内,从而分别提高了图像色纯度和屏幕亮度.采用Matlab进行了蓝色微腔荧光屏的模拟设计,在TXX550电子束镀膜机上进行了实际制作.测试结果表明,微腔荧光屏的发射光谱的半高宽仅24 nm,比相应的薄膜荧光屏窄化了3 .4倍,发光强度增加了8倍.实验与模拟设计基本吻合.

节瘤缺陷对薄膜热力损伤的有限元分析

在多层介质薄膜中,节瘤缺陷是影响薄膜激光损伤的关键因素。为了理解节瘤缺陷对薄膜激光损伤的影响,以热传导理论为依据,通过有限元方法模拟了多层介质薄膜中的节瘤缺陷在激光辐照下的热力响应,分析了节瘤缺陷的大小和深度对热力响应的灵敏度。发现大而浅的节瘤缺陷有较高的热力响应灵敏度,因此,消除直径较大的膜层表面附近的缺陷有助于提高薄膜抗激光损伤的能力。

用递推关系推导多层介质膜中的菲涅尔系数

研究多层介质膜中菲涅尔系数的递推关系。从理论上对电磁波在多层介质膜中传播时的菲涅尔系数(反射系数和透射系数)进行分析和推导,并将其写成一个简单紧凑的递推关系以避免类似在教材中出现繁琐冗长的多项式。结果表明,电磁波不管经过多少层中间介质,菲涅尔系数都可以统一成一个简单的递推关系。

用金属有机溶液和浸渍法制备SiO_2和TiO_2光学薄膜

采用TiO_2和SiO_2的金属烃氧基在乙醇溶液中进行水解反应,制成胶状非晶态物质溶液.用浸渍法在玻璃基底上制备出多层TiO_2/SiO_2介质复合膜.它具有涂膜设备和工艺简单,成本低等特点.作者对溶液配制、涂膜工艺和膜的结构进行了初步研究.由实验得出膜厚d与溶液浓度C及提拉速度V的关系;给出了膜厚随其热处理温度的变化;并用扫描电镜对膜的表面结构进行了分析.

一种多层介质膜光管及其对激光光场的影响研究

带有光管的光学系统中,当采用激光光源时,光管对激光的特性影响应当被考虑到。利用ZEMAX仿真软件,对532nm激光通过一种71层高反射多层介质膜光管结构后特性进行了仿真分析;并搭建测量光路对仿真数据进行验证。实验结果表明,镀有多层介质膜的光管可以有效增加光的反射率,使激光光源的偏振形状和方向多样化,因此,该类光管可被用于调制激光的偏振度。

二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈三元复合材料的介电性能

通过溶剂流延成膜法配合超声辅助分散制备一种二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈(TiO2/MWCNT/PEN)三组分复合材料薄膜。对纯PEN薄膜和TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜的脆断面形貌进行表征,对比分析了TiO2/PEN二组分复合材料薄膜、MWCNT/PEN二组分复合材料薄膜以及TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜在50 Hz^100 kHz频率内的介电性能。结果表明:超声分散技术使TiO2和MWCNT在PEN基体中分散均匀;同时加入20%TiO2和3%MWCNT的TiO2/MWCNT/PEN复合材料薄膜的介电常数达到26(50Hz),说明这两种填料对复合材料介电常数的提高有协同作用。

多元高k氧化物材料的研究进展

近年来,多元高k氧化物材料一直是高k材料研究的热点。从材料结构以及物理性能研究方面对多元高k氧化物如多元稀土氧化物、多元过渡金属氧化物、稀土氧化物-过渡金属化合物的最新研究进行了总结。并对高k材料中最有应用潜力的氮氧化物和叠层栅的物理性能和研究状况进行了评述。

利用分光计测量介质薄膜的厚度与折射率

提出一个在分光计平台上同时测量介质薄膜厚度与折射率的实验方案。改变光线入射角,测量薄膜样品的反射率,利用数值拟合的方法同时得到了薄膜的参数。实验结果与厂家提供的参考值及由椭偏仪测试结果吻合得较好。该实验内容可作为分光计及偏振光的拓展。

飞秒激光用多层介质膜脉宽压缩光栅的设计

以薄膜光学的干涉理论和衍射光学的傅里叶模式理论为基础,给出了0·8μm飞秒激光器用多层介质膜脉宽压缩光栅的理论设计;设计采用H3L(HL)^9H0·5L2·4H的多层介质膜为基底,当刻蚀后表面浮雕结构的占宽比为0·35,线密度为1480线/mm,槽深为0·2μm,顶层HfO2的剩余厚度为0·15μm时,对于Littrow角度(36·7°)和TE波模式入射的衍射光栅其-1级衍射效率达到95%以上.

梯形介质膜光栅衍射特性分析

基于严格耦合波理论建立了梯形介质膜光栅的衍射机理模型,利用该模型讨论了底角为70°的梯形介质膜光栅-1级的衍射行为。通过对梯形介质膜光栅的占空比、槽深和剩余厚度的优化,设计了应用于1053 nm和51.2°角度入射的梯形介质膜光栅。对于顶层为HfO2的介质膜光栅,当槽深为200 nm,剩余厚度为100 nm,占空比为0.35时,其衍射效率优于99.5%,而对于顶层为SiO2的梯形光栅,为获得99.5%的衍射效率,其槽深为800 nm,剩余厚度为320 nm。而且,获得同样的衍射效率,顶层为HfO2的梯形光栅具有更宽的光谱特性。数值计算表明,严格耦合波理论模型对梯形介质膜光栅衍射效率的计算具有很好的收敛性和稳定性。

多层介质膜脉宽压缩光栅的严格矢量分析

用于展宽和压缩激光脉冲的多层膜脉宽压缩光栅是由多层介质高反膜和位于其顶层的浮雕光栅构成。以设计的高反射多层膜为基础,利用傅里叶模式理论分析了其衍射场分布,给出了TE波自准直角入射的使用条件下,多层介质膜脉宽压缩光栅衍射效率的表达式。以-1级衍射效率为评价函数,分别讨论了HfO2和SiO2为顶层材料时,多层膜脉宽压缩光栅-1级衍射效率高于0.95的光栅结构参量范围。结果表明,在该条件下,选择HfO2为顶层材料时,光栅结构参量有较大的取值范围。给出了优化的光栅结构参量,并分析了光栅制作误差及其使用条件的宽容度,对光栅制作工艺和使用具有一定的指导意义。

激光入射角度对薄膜热场分布影响的数值分析

在多层介质薄膜中,激光的入射方式是影响薄膜抗损伤能力的关键因素之一.提出了一种模拟锥角高斯光入射多层介质薄膜后电场和热场分布的方法.该方法能够分析薄膜中高斯光各个角谱分量叠加形成的电场分布,进而得到由于薄膜本征吸收产生的热量沉积以及薄膜内部的温度场分布.针对中心波长为4.3μm的中红外高反膜进行了分析,给出了高反膜系的温升峰值随激光入射角度和偏振态的变化.结果表明:对于s偏振光,斜入射时膜系的最高温升峰值高于垂直入射峰值,而p光的结果则相反.此种模拟方法克服了原有方法对激光入射角度的限制,较好地反映出斜入射情况下激光偏振态对薄膜损伤的影响.