光学薄膜弱吸收测试装置参数优化

光学薄膜对入射光的弱吸收特性是评价元件质量的重要参数。在高能激光作用下,即使十分微弱的吸收也将足以导致薄膜元件的灾难性破坏。因此,有必要对光学薄膜的平均吸收及局部吸收进行精确、快速、实时的检测。从光热偏转技术发展而来的表面热透镜法由于其对测试装置要求的放宽,并且同样拥有较高的测试精度,是测试元件薄膜弱吸收特性的有效方法之一。通过建立实验系统,测试并确定了各个装置参数在不同设置情况下弱吸收信号的稳定性及强度,从而为测试装置的固化提供了关键的布局数据,并在此实验系统上开展了初步的弱吸收测试实验。

用表面热透镜技术测量1315nm高反射硅镜弱吸收的研究

运用表面热透镜技术精确测量了 1 31 5nm高反射硅镜的弱吸收 ,判断引起吸收的原因 。

缺陷对HfO_2薄膜的激光弱吸收与损伤阈值的影响

激光弱吸收是导致光学薄膜损伤的重要原因。在(5~43)mPa的氧分压下制备并测试了一组HfO2薄膜。实验发现,当氧分压小于20mPa时,薄膜弱吸收越大,损伤阈值越低;当氧分压大于20mPa时,薄膜的损伤阈值与弱吸收并不一一对应,具有较高弱吸收的薄膜可能同时具有较高的损伤阈值。建立了缺陷模型,采用有限元法模拟了缺陷对弱吸收测量和损伤阈值测量的影响,分析了缺陷尺寸、密度、吸收系数对弱吸收和损伤阈值的影响。研究结果显示,吸收系数高于薄膜1 000倍的缺陷可以降低薄膜的损伤阈值1 000倍,却并不影响薄膜的弱吸收。缺陷对HfO2薄膜的激光弱吸收与损伤阈值测试有完全不同的影响,是导致某些薄膜弱吸收与损伤阈值背离的原因。

基底对光学薄膜弱吸收测量的影响

对表面热透镜技术测量光学薄膜弱吸收低频调制时不同基底对测量的影响进行了理论分析。用Lambda—900分光光度计测量了K9和石英基底的Ti3O5单层膜的吸收值,将该组样品作为定标片;用表面热透镜装置分别测量了BK7和石英空白基底及HfO2,ZnO两组不同基底不同厚度单层膜样品的吸收。通过分析比较同一工艺条件下镀制的不同基底薄膜样品用与其同种和不同种基底定标片定标测量的结果,表明在低频测量时需要用与测量样品同种基底的定标片定标;不同厚度样品的测量结果表明,在不能严格满足热薄条件时,测量结果需引入修正值。

对微波弱吸收物质的辅助性加热

本文讨论了5种对微波弱吸收物质的辅助性加热方法，认为通过辅助性加热方法，微波弱吸收物质仍能被微波加热，从而可开辟微波能应用新领域。

利用唯象模型解释和理解弱吸收下降曲线

观察到了光学基片和薄膜元器在准连续激光辐照下发生了预处理效应。在532nm和355nm激光辐照下,许多样品的弱吸收值呈现出一个相似的下降曲线(ADC);但在1064nm激光辐照下没有此现象。为了解释和进一步理解该现象,合理假设该现象与辐射总能量密度有关,以此建立了一个唯象模型,并进行了一系列推算。推算结论指出:ADC的初始部分形状更多与具体发生的激光预处理机制有关,而尾部形状更多是由于高斯光分布所致;归一化后的ADC以及归一化后的上渐近线,将成为多个ADC曲线之间进行比较的天然度量衡。这些推论得到了实验数据的支持。

镀含弱吸收膜两层膜系长周期光纤光栅谐振特性及其优化

采用严格的耦合模理论,建立了两层膜系长周期光纤光栅复特征方程,用微扰法对复特征方程进行求解,结果和D.V.Ignacio的结论相符.求得的谐振波长表明其随膜层厚度和膜层折射率变化明显,受消光系数影响很小.重点提出了两种途径来优化膜层参量组合,以获得较大的谐振波长偏移量,计算结果显示,参量组合取值为(h3=122.76nm,h4=400nm)和(n3=1.5722,h4=400nm)时,谐振波长偏移量分别为10.35nm和11.74nm,远高于只镀一层敏感膜LPFG的偏移量2.78nm,从而证明敏感膜层厚度(h4)较大的参量组合可提高传感器的灵敏度.

4种玉米对镉的弱吸收特性研究

通过田间试验,研究了北京市房山区广泛种植的4种玉米对镉的吸收能力,结果表明,土壤中镉的浓度为0.271～0.337mg/kg时,受试的4种玉米对镉的吸收能力在整个生长期保持稳定,对镉的吸收能力大小依次为京玉11号<京单68<京科糯2000<京单28,京玉11号对镉的弱吸收特性最明显;玉米对镉的吸收能力与籽实生物量和玉米总生物量之间没有显著相关性。

平行光束在单层弱吸收Ⅱ型界面上反射时的纵向位移

提出了单层弱吸收II型界面的一种构型,分析了TE偏振的平行光束在这种界面上反射时的纵向位移,并进行了计算。结果表明,存在着一个临界角,当入射角小于临界角时,其纵向位移随入射角的增大而增大,而当入射角大于临界角时,纵向位移则随入射角的增大而减小。此外,还分析了纵向位移随介质层厚度以及折射率等参数的变化情况。

几种光学薄膜弱吸收测量技术研究进展

高能激光的发展要求有质量非常高的光学薄膜,而光学薄膜吸收的存在成为限制高能激光发展的主要因素之一.为了改善光学薄膜质量,提高其损伤阈值,需要精确测量光学薄膜的微弱吸收.本文对光热偏转技术这种光学薄膜吸收率测量技术的研究现状进行了综述,分析比较了三种常用的光热偏转测量装置性能,并在此基础上,把光热偏转技术与其它弱吸收测试方法进行了比较.

弱吸收物质与低浓度场的光声光谱研究

从光谱学基本原理出发，分析了一般吸收光谱和发射光谱技术在工程应用方面所存在的缺陷，介绍了一种具有较高灵敏度的光声光谱分析技术，并利用光声光谱技术对弱吸收物质的吸收特性及低浓度场中各组分浓度的监测进行了定性和定量的分析研究，给出了该技术在某些领域中的具体应用。

高反射硅镜弱吸收的研究

运用表面热透镜技术精确测量 1315nm高反射硅镜的弱吸收 ,并结合原子力显微镜所显示的薄膜表面情况判断引起吸收的原因 。

LIGO计划用大尺寸蓝宝石晶体光学均匀性和弱吸收获得进展

报道了113mm× 70mm蓝宝石晶体块的光学加工精度、光学均匀性和弱吸收等方面研究所取得的最新进展。晶体整个表面加工精度达到 3个光圈 (峰谷值约为 1 6 6 6λ) ;晶体的透过波前畸变为 1个光圈 (峰谷值约为0 5 84λ) ;在紫外波段的透过大于 80 % ,可见及红外光区的透过大于 86 % ;晶体的弱光吸收系数为 35× 10 - 6 cm～ 6 5× 10 - 6 cm。

弱吸收多层薄膜消光系数的反演

从窄带干涉滤光片的峰值透射率测量可以直接反演出弱吸收薄膜的消光系数,从而得到一种能简易而又精确地评价多层薄膜微弱吸收的新方法.推导了弱吸收窄带干涉滤光片的吸收表达式,阐述了确定弱吸收薄膜消光系数的基本原理.以离子束溅射的Ta2O5/SiO2波分复用滤光片为例,分析了这种评价方法的基本精度.

表面热透镜技术探测光学薄膜的微弱吸收

对表面热透镜技术测量光学薄膜的微弱吸收进行了理论分析 ,并以此建立了薄膜微弱吸收测量实验装置 ,对几种典型薄膜的吸收进行了测试 ,证实了这种方法的可行性。

应用强度差压缩光进行微弱吸收光谱学测量

提出一种应用强度差压缩态光场进行高灵敏度吸收光谱分析的方案，并通过半经典理论分析证明，该方案的测量灵敏度不受真空起伏限制，最小可测吸收系数低于光波场的散粒噪声极限。

量子态调控极窄线宽大气弱吸收单谱线氟化氢化学激光器

中国科学院大连化学物理研究所首次提出了量子态调控的极窄线宽大气弱吸收单谱线氟化氢(HF)化学激光器的概念,并且实现了连续波千瓦级激光输出,创造了大气弱吸收单谱线HF化学激光连续波输出功率国际报道的最高纪录,这也大大高于同波段窄线宽固态激光器的功率水平,该研究为中红外激光应用提供良好的高能激光光源。

利用散射光增强弱吸收固体混合物中主要光吸收物质的光声光谱特征

在传统的透射和反射光谱中,散射光通常是误差的主要来源之一,然而对光声光谱,散射光有可能成为促进光谱测量的积极因素.本文研究了弱吸收固体混合物——奥氮平药片及其粉末的光声光谱.为了排除光声池吸收散射光所产生背景光声信号的干扰,取试样与其空白物的差值谱进行碳黑归一化,得到了只与试样自身性质相关的归一化光声光谱.实验发现通过将药片碾成粉末,可以使奥氮平药片的主成分奥氮平原料药的光声光谱特征凸显出来.分析表明光散射效应是这一现象产生的主要原因.传统光谱技术的障碍——散射光却能促进光声光谱测量,这显示出光声技术在光谱测量领域的独特优势.上述实验提供了一种初步快速鉴别弱吸收固体混合物中少量光吸收物质的新方法,这一方法有望应用于固体药物、矿物和土壤分析等领域.

光电信号接收器尺寸对光学薄膜弱吸收测量的影响

基于表面热透镜技术搭建了光学薄膜弱吸收测量系统,使用不同功率的抽运光辐照样品,并通过光束质量分析仪记录经样品表面反射后的探测光强度的空间分布,以探测光强度最强点所对应的像素坐标为中心两边对称取多个像素点表示不同尺寸的接收器,从而分析不同尺寸光电信号接收器得到的光热信号强度。结果表明,随着接收器尺寸的增加,探测面积覆盖范围超过探测光束峰值区域,得到的光热信号与抽运光功率的比值逐渐偏离线性,从而引入的测量误差也就增大。因此,实际测量中应在保证测量极限的前提下尽量缩小探测器尺寸以提高测量的准确度。

热处理对SiO_2薄膜折射率和吸收特性的影响分析

采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了SiO2薄膜,并通过椭偏光谱法和表面热透镜技术研究了热处理对其光学特性的影响。热处理对离子束溅射SiO2薄膜折射率影响较大,随着热处理温度增加,SiO2薄膜折射率先减小后增大,当热处理温度为550℃时,折射率达到最小。经过热处理后,SiO2薄膜的弱吸收均得到了降低,在2ppm(1ppm=10-6)左右,当热处理温度为550℃时,获得的SiO2薄膜弱吸收最小仅为1.1ppm。实验结果表明:采用合适的热处理温度,能大大改善离子束溅射SiO2薄膜的折射率和吸收特性。