金属-电介质多层膜结构亚波长成像特性分析(英文)

分析了由Ag和Si3N4多层纳米薄膜组成的特异材料的模式特性,使用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件模拟了该结构的亚波长成像行为,在法布里-珀罗(Fabry-Perot)条件(结构的长度是半波长的整数倍)条件下,研究发现邻近系统的点源会在另一侧成实像,这种成像基于自准直而并不是负折射.研究结果证实了金属-电介质多层膜结构可以在光波段实现近场成像.

介质多层膜的热吸收

根据薄膜光学基本理论,利用一级近似数学方法,给出了S,P偏振态平行光在两弱吸收介质边界反射率及透射率的简单表达式,并依此研究了弱吸收介质单层膜及多层膜的热吸收。结果表明,单一膜层的热吸收率,在膜层参数确定的条件下,不仅取决于此膜层材料的消光系数,而且取决于相邻膜层的消光系数。

退火温度对宽带脉冲压缩光栅载体金属/介质多层高反膜的影响

分别以金(Au)作为金属层材料,氧化铪(HfO2)与氧化硅(SiO2)作为高低折射率层材料,利用物理气相沉积方法制备了用于宽带脉冲压缩光栅制作的金属/介质多层高反膜,研究了退火温度对其表面均方根粗糙度、反射率及抗化学清洗破坏能力的影响。实验结果表明:退火前后样品表面均方根粗糙度变化很小;提高退火温度能提高金属/介质多层膜的抗化学清洗破坏能力,但反射率会随之下降。250℃退火10 h后金属/介质多层膜不仅可以承受住化学清洗过程,而且反射率下降也比较小,可以作为金属/介质多层膜的最佳退火工艺。

多层介质膜光谱调制反射镜的反应离子束刻蚀误差容限

在千焦拍瓦高功率放大系统设计中,激光脉冲的时空和光谱整形技术一直受到人们的广泛关注。利用反应离子束刻蚀等微纳超精细加工而成的多层电介质结构反射镜可在高功率条件下实现啁啾脉冲的光谱整形。在光谱整形介质结构反射镜的设计与制造中,需要根据要求的反射率来合理提出反应离子束刻蚀误差容限指标。推导出反应离子束刻蚀误差容限的解析表达式。针对神光Ⅱ千焦拍瓦高功率放大系统设计中提出的多层介质光谱调制反射镜,分析了调制结构反射镜各层加工的容许误差,确定了反应离子束刻蚀误差容限指标。研究表明:刻蚀高折射率介质的加工误差容限为35 nm;刻蚀低折射率介质的加工误差容限为62 nm。此外,还从使用需要和加工难易的角度,对刻蚀方案进行了讨论。就加工难易程度而言,优选反应离子束刻蚀方案,且采用刻蚀并残留低折射率介质的方案更容易实现。

一维光子晶体与光学多层介质膜

本文阐述了一维光子晶体和光子禁带的概念，对比了一维光子晶体与光学多层介质膜在结构和特性方面的联系和差别，运用薄膜光学的理论和方法讨论了多层介质膜的高反射带与光子禁带和膜系结构参量的关系.

多层介质膜MIM薄膜二极管的I-V特性研究

制备了一种用于有源矩阵液晶显示的具有对称结构、较好 I-V特性对称性和较高电流通断比的 MIM薄膜二极管。采用了基于反应溅射的多层膜工艺制备其 Ta2 O5绝缘层。采用原子力显微镜 (AFM)对 Ta2 O5膜进行了表面分析 ,并对 MIM薄膜二极管的 I-V特性进行了测试。AFM分析结果表明 ,电子束蒸发 /反应溅射 /电子束蒸发法工艺制备的绝缘膜表面平整 ,膜层较致密 ;I-V特性测试结果显示 ,MIM-TFD的电流通断比约为 1 0 5,I-V特性曲线的非线性系数为 1 0 ,左右阈值电压分别为 6.3 V和 5 .8V,具有良好的对称性。该

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。

杂乱层厚的多层介质膜干涉滤光片

杂乱层厚的多层介质膜干涉滤光片张道中，李兆霖，程丙英（中国科学院物理所光物理实验室北京１００（）８０）利用光束在多层介质膜中的干涉效应，可以得到窄的透过带宽、一定透过率的干涉滤光片。这种干涉滤光片尽管理论上透过带宽十分窄，但由于存在镀膜材料的吸收和膜...

多层介质高反膜理论设计与光学特性分析

用膜系设计软件EssentialMacloed,模拟多孔介质薄膜,用堆积密度的概念模拟了溶胶-凝胶法制备的纳米多孔薄膜的折射率;利用反射率增幅分析和膜层制备难度分析来选择理想的膜系设计;通过计算分析了经典四分之一波长膜系的光学特性,为多层高反膜的化学法制备与实际应用提供了重要依据。

适用于WDM中高质量多层介质膜的设计和生长

我们利用有效反射率方法，研究了多层半导体介质膜的光传输特性，然后设计并生长了TiO2+ZrO2和SiO2组成的多层介质膜。测试结果表明45度入射时，滤长为0．85微米的大部分光被反向，而1．31微米波长的光能够透射，可以被应用在波分复用中。

涡旋光辐照多层介质膜温升的模拟

搭建了涡旋光在多层介质膜中的传输模型,分析了涡旋光垂直入射下膜系内的温升分布。结果表明,膜系内的温升分布与涡旋光入射面密切相关。当涡旋光在初始面入射时,膜系的温升区域集中在入射中心。当涡旋光在空间中传输一定距离后再入射膜系时,膜系温升区域向入射中心的两侧发散,且最大温升大于初始面入射时的温升。当传输距离足够远时,膜系最大温升随传输距离的增加而减小。另外,在一定传输距离内,膜系最大温升随拓扑荷数的增大而增加。传输距离足够远时,最大温升随拓扑荷数的增大而减小。

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。

提高多层介质膜脉宽压缩光栅阈值的清洗方法(英文)

采用HPM溶液(盐酸、双氧水和去离子水的混合液)结合氧等离子体对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗研究。用X射线光电子能谱检测光栅表面的元素成分及其原子含量的变化。实验结果表明,氧等离子体处理能有效去除光栅表面残留光刻胶和碳氟化合物;再经HPM溶液清洗,反应离子束刻蚀和氧等离子体处理过程产生的金属污染物被进一步去除。经过上述清洗工艺处理后,光栅一级衍射效率仍保持在95%以上,光栅表面激光诱导损伤阈值达到1.6J/cm2(1053nm,10ps)。实验结果说明了氧等离子体和HPM溶液相结合能有效清洗多层介质膜脉宽压缩光栅,并显著提高光栅损伤阈值。

基于多层介质膜光栅的谱合成系统光束特性分析

针对多层介质膜光栅在光束谱合成系统中的应用,利用光线追迹方法,建立了基于多层介质膜光栅的谱合成系统光传输模型.多层介质膜光栅引入的相位调制包括浮雕表面上光程差与浮雕结构光程差两部分,且受到光栅槽深、占空比和光束入射角等因素的影响.利用衍射积分方法和光束非相干叠加原理,计算模拟了基于多层介质膜光栅的谱合成系统的合成光束光强分布.在此基础上,利用强度二阶矩方法分析了合成光束的光束质量,并讨论了多层介质膜光栅的槽深、占空比和制作误差等因素对合成光束特性的影响.结果表明:改变多层介质膜光栅的槽深和占空比以及中心光束入射角会影响合成光束能量,但不会影响合成光束的光束质量,合成光束的光束质量始终保持与单个子光束的光束质量相当;多层介质膜光栅的制作误差对合成光束的光束质量和能量均存在明显影响.

多层介质膜偏振无关光栅的研制

介绍了一种应用于光纤激光光谱合束的高衍射效率多层介质膜偏振无关光栅的设计及制作,给出了设计参数、制作流程和最终制作的偏振无关光栅的测量结果,在1.044-1.084μm波长范围内,实验测得的TE偏振光、TM偏振光的平均衍射效率分别为89.7%,93.8%。

HfO_2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅的Piranha溶液清洗

为了提高HfO2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅(PCG)的抗激光损伤性能,使用Piranha溶液(浓硫酸和双氧水的混合液)清洗PCG去除其制作工艺和使用过程中残留在表面的污染物,包括CHF3作为工作气体对HfO2进行反应离子束刻蚀生成的碳氟化合物及金属氟化物。对Piranha溶液的清洗温度、组成成分、清洗时间、清洗遍数等参数进行了系统研究,用扫描电子显微镜(SEM)观察清洗前后的PCG表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)检测清洗前后PCG表面的元素成分及其原子分数的变化,并分析了各残留污染物的去除机理。实验结果表明:Piranha溶液能有效去除PCG表面污染物,而且清洗温度越高,清洗遍数越多,对PCG表面残留污染物的去除效果越显著。在90℃下60min有效活性时间内,使用浓硫酸和双氧水体积比为2∶1的Piranha溶液清洗3遍以上,PCG表面残留的F元素的原子分数接近0.1%(XPS的分辨极限),达到良好的清洗效果。

多层介质膜脉宽压缩光栅清洗方法研究

采用SPM(Sulfuric-Peroxide Mixtures,98wt%H2SO4+30wt%H2O2)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM(Hydrochloric/Peroxide Mixture,37wt%HCl+30wt%H2O2+DIH2O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗,并对清洗前后样品的表面元素含量、衍射效率、表面粗糙度、表面温升以及激光损伤阈值等参数进行测量以评估两种清洗方法清洗效果。在入射角70°,脉宽12 ns,s偏振,波长1064 nm的激光辐照下,经过清洗方法1清洗后的光栅样品单脉冲激光损伤阈值为7.55 J/cm2,而方法2清洗后的样品损伤阈值为5.32 J/cm2。另外,虽然经过方法2清洗后样品表面杂质含量更低,但是在衍射效率、表面粗糙度和表面温升都劣于经方法1清洗后的样品,进一步分析发现方法2中氧等离子体清洗过程引入的Fe元素影响了其样品损伤性能和温升性能。因此,SPM清洗方法可以作为多层介质膜脉宽压缩光栅提升抗激光损伤性能的优化清洗方案。

多层介质膜脉冲压缩光栅激光损伤特性研究进展

本文结合国内外研究情况,概括性介绍了用于啁啾脉冲放大系统中的多层介质膜脉冲压缩光栅的激光损伤特性研究进展,包括多层介质膜的损伤、表面浮雕结构的损伤,以及介质膜光栅损伤的影响因素。在关于介质膜光栅激光损伤的影响因素中又分别介绍了槽型结构、制备工艺、激光参数、脉冲数量、热应力和杂质缺陷对其抗激光损伤阈值的影响。最后,从结构设计、制备工艺以及后期处理等方面,介绍了提高多层介质膜光栅抗激光损伤阈值的常用方法。

多层介质膜红外空芯光纤的传输特性

提出了一种计算多层介质膜空芯光纤损耗谱特性的方法,理论分析了介质—金属膜结构红外空芯光纤的传输损耗特性.将各层膜的厚度、材料色散和表面粗糙度等特性引入理论计算后,根据实测损耗谱估算了每层介质膜厚度.通过比较实测和理论计算损耗谱,调整优化了工艺参数.采用液相镀膜法,制作了在中红外波长带有低损耗特性的Ag/SiO2/AgI/SiO2三层介质膜结构空芯光纤.

光波经多层介质膜反射的时延表达式

利用基于多光束干涉原理的等效腔模型导出了多层介质膜的反射系数的递推式,在此基础上证明了在中心频率附近,复反射系数可表示为中心频率处的反射系数与相位因子的积,进而导出了相位角的函数和反射时延的表达式。