CO_2激光和等离子体清洗提高石英基片损伤阈值

采用连续CO2激光和真空等离子体相结合的方法对石英基片进行清洗。通过光学显微图、水接触角、透过率和损伤阈值测量分别表征了CO2激光和等离子体对真空硅脂蒸发物污染过的石英基片的清洗效果。研究表明:对于真空硅脂蒸发物污染后的石英基片,可以先采用低能量的CO2激光进行大面积清洗,再用真空等离子体进行精细清洗。光学显微图像表明:清洗后的基片表面的油珠被清除干净;水滴接触角由63°下降到4°;在400 nm附近,基片透过率由92.3%上升到93.3%;损伤阈值由3.77 J/cm2上升到5.09 J/cm2。

基于石英基片工艺的D频段平衡式二倍频器设计(英文)

设计了一款D频段基于商用平面肖特基二极管DBES105a以及石英基片的二倍频器.通过对传统的用于平衡式混频器及倍频器的鳍线/悬置微带线巴伦耦合器进行改进,提出了一种方便为肖特基二极管外加偏置的平衡式倍频结构.首先,提出了一种适用于石英基片的波导/鳍线过渡结构,并且通过仿真及实验对该结构进行了验证,测试结果表明,这种过渡结构的损耗只有0.15 dB.在驱动功率为26.3 mW、外加反偏电压为0.4 V时,倍频器的测试最大输出功率为3.39 mW,对应倍频效率为12.9%.在外加偏置电压偏离最佳偏置点时,倍频器的输出功率从3.1mW降低到2.0 mW.这也说明:为了达到最大倍频输出功率,也需要为肖特基变阻二极管倍频器提供外加直流偏置.

基于分立器件和石英基片的0.68 THz和1.00 THz三倍频器（英文）

介绍了基于反向平衡式二极管和石英基片完成,而非集成电路的0. 68 THz和1. 00 THz频段平衡式三倍频.此项工作提高了二极管等效电路模型,该二极管模型不仅包括I/V和C/V,同时还加入了等离子体共振和趋肤效应,将薄膜电路减薄至15μm,机械加工精度提高至3μm内,使工作频率提高至1. 2 THz.通过场路协同仿真,利用高精度太赫兹装配工艺,最终实现工作频率为0. 68 THz和倍频效率为1%的三倍频器,工作频率为1. 00 THz和倍频效率为0. 6%的三倍频器,输出相对带宽均大于10%.

不同化学蚀刻法对石英基片激光损伤阈值的影响

为提高三倍频光学元件的表面损伤阈值，采用了不同方式对石英基片进行酸蚀刻，利用原子力显微镜观测了基片蚀刻前后的表面微观形貌，并在激光损伤测量装置上进行了R：1方式的阂值测试，比较分析了蚀刻前后基片激光损伤闽值和表面形貌的变化，并比较了不同抛光质量石英基片蚀刻效果的差异。通过实验研究，总结了不同蚀刻方式的优缺点，研究表明酸蚀刻法可以有效提高石英基片激光损伤阂值。

Y旋转ST-石英基片上的准纵漏表面声波

文章主要研究了Y旋转ST 石英基片上准纵漏表面声波 (快速声表面波 )的传播特性。它的相速度是常规瑞利波的两倍 ,在某些传播方向可高达 70 0 0m/s ;在理论与实验上寻找了束偏向和延时温度系数均较小的切割传播方向 ,例如 ,沿欧拉角 (0° ,15 5 .2 5°,42°)方向的准纵漏表面声波的相速度为 6 15 3m/s,延时温度系数为 11ppm/℃ ,其声波能流方向基本上与波的传播矢量方向相一致。实验证明放置于基片表面的液体对准纵漏表面声波的吸收不大 ,说明声波的质点振动与传播方向一致 (沿表面方向 ) ,具有纵波的性质。

基于石英基片的W频段微带平行耦合滤波器研究

文章介绍了一种应用于W频段的新型微带平行耦合滤波器。由于采用低损耗的石英基片,该滤波器成为W频段集成化低损耗带通滤波器。实测结果表明:该滤波器在4.8 GHz的带宽内,损耗优于2 dB,驻波比优于2,对偏离中心频率12.2 GHz的下边带信号的抑制大于50 dBc,对偏离中心频率11.8 GHz的上边带信号的抑制大于30 dBc。相较于传统的腔体滤波器,该滤波器具有体积小、重量轻、易于一体集成等优点,非常适合与W频段的芯片集成,可大幅度减小收发组件的体积重量。

利用CO_2激光预处理提高熔石英基片的损伤阈值

为了提高熔石英基片对351nm短波长激光的损伤阈值,采用光栅式扫描方式,利用CO2激光器输出10.6μm波长的激光,对氢氟酸蚀刻后的小口径熔石英基片表面进行功率周期递增的辐照扫描。结果表明,经过CO2激光预处理后的熔石英基片,表面微观形貌得到了有效改善;利用S:1的方法测量熔石英基片损伤阈值。结果发现,在中度激光抛光的程度下,其零概率损伤阈值提高了30%左右,且对透射波前没有造成不利影响,从而证明了CO2激光预处理提高熔石英基片抗激光损伤能力的有效性。

Y旋转切割石英基片上的准纵漏表面声波

在理论和实验上对Y旋转切割石英基片上的准纵漏表面声波(快速声表面波)的传播特性作了比较全面的研究。准纵漏表面声波的相速度可以达到6200m/s～7100m/s,是常规声表面波相速度的两倍,接近纵波速度。理论计算和实验结果均表明:在Y旋转切割石英基片的某些传播方向上,准纵漏表面声波的束偏向角和延迟温度系数均较小。例如,沿欧拉角(0°,155.25°,42°)方向的准纵漏表面声波的相速度和延迟温度系数的实验测量值分别为6201m/s和12.9 ppm/℃。实验还表明,放置于基片表面的液体对准纵漏表面声波的吸收不大,说明此种声波质点振动集中在传播方向(沿表面方向),具有纵波的性质。

熔石英表面铜颗粒污染激光诱导损伤

利用SAGA-S激光器输出的355 nm波长激光,研究了熔石英表面铜颗粒污染的激光损伤规律。采用磁控溅射的方式在洁净熔石英表面制备不同尺寸的颗粒状污染物,用1-on-1,10-on-1,20-on-1的方式测试经污染后的熔石英基底的损伤阈值,并采用光学显微镜观察损伤形貌、CCD在线测量损伤斑尺寸。结果表明:污染后的熔石英基底的损伤主要发生在后表面,而且以热烧蚀和热应力为主,基底的损伤阈值与熔石英前表面污染颗粒尺寸呈负指数关系,随后表面污染物颗粒尺寸的增大呈略微下降。前表面颗粒污染物诱导损伤斑尺寸为颗粒污染物尺寸的4倍,后表面颗粒污染物引起的损伤斑尺寸约为颗粒污染物尺寸的2倍。并绘出损伤斑尺寸与颗粒尺寸、辐照方式之间的关系。

三种不同波长的激光对熔石英损伤行为的对比研究

利用SAGA激光器,输出脉宽为7.2ns、波长分别为1064nm、532nm、355nm的基频光和倍频光,对相同类型的5块石英基片用R∶1的方法分别测量了其损伤阈值,对比不同波长激光对石英材料的损伤行为差异。得出其损伤阈值在三种不同波长激光作用下分别为:46.78J/cm2、13.4J/cm2、9.28J/cm2;并利用尼康E600W光学显微镜对三种不同波长激光造成的损伤形貌进行了观察,结合当前光学材料的损伤机理,对比得出倍频激光对石英基片的损伤破坏能力远大于基频光,且对石英材料的损伤机理主要表现为多光子吸收导致的雪崩电离破坏,而基频光的损伤多为表面缺陷及杂质引起的热破坏的结论。

激光陀螺基片散射收集系统的设计与分析

研究了散射测量在激光陀螺用石英基片表面检测中的应用.比较发现,收集物镜比积分球更有利于体散射的消除,更适用于直接检测超光滑石英基片表面的散射测试系统.用ZEMAX设计了散射光收集物镜,使其数值孔径达到了0.4,并完全消除了轴上距离大于1.5 mm的散射点的体散射;为了消除光电倍增管输出本身随时间长漂的问题,设计了特定的散射光收集系统的结构,将散射光和反射光分时打在同一个光电倍增管上.分析发现,这种设置能有效消除光电倍增管输出随时间趋势性漂移的问题,增强了系统长时间的稳定性,有效保障了其工程实用性.

基于肖特基二极管的450 GHz二次谐波混频器

为了在亚毫米波波段进行遥感探测,研制了450GHz的二次谐波混频器.混频器的核心部件是一对反向并联的肖特基二极管,长度为74μm,截止频率高达8THz.在石英基片上搭建悬置微带的匹配电路,并采用一分为二的金属腔体.在二极管的仿真中获得二极管管芯的输入阻抗,然后考虑二极管的封装、匹配电路,仿真得到混频器的单边带变频损耗为8.0dB,所需本振功率为4mW.测试表明,本混频器的单边带变频损耗的最佳值为14.0dB,433~451GHz之间的损耗小于17.0dB,3dB带宽为18GHz,所需的本振功率为5mW.

0.1THz鳍线单平衡式基波混频电路研究

研究了一种基于石英基片的0.1THz频段的鳍线单平衡混频电路,混频电路的射频和本振信号分别从WR10标准波导端口通过波导单面鳍线微带过渡和波导微带探针过渡输入,中频信号通过本振中频双工器输出。这是一种新型的混频电路形式,与传统的W波段混频器相比,混频电路可以省略一个复杂的W波段滤波器,具有电路设计简单、安装方便的特点。该电路使用两只肖特基二极管通过倒装焊工艺粘结在厚度为75μm的石英基片上,石英基片相对传统基板,可以极大提高电路加工精度。在固定50MHz中频信号时,射频90~110GHz范围内,0.1THz混频器单边带变频损耗小于9dB。

不同制备方法下银薄膜的光电学性质比较

分别用磁控溅射和热蒸发的方法,在空白石英基片上室温沉积厚度300 nm的银薄膜样品,研究不同制备方法对样品的微观结构和光电学性质的影响.微观结构利用X-射线粉末衍射仪和扫描电镜观测,光电学性质应用分光光度计及Van der Pauw方法检测.结果表明,制备方法不同引起银薄膜样品的晶粒择优取向不同,磁控溅射制备的银薄膜(Sputtering Ag)的结晶性能比热蒸发制备的银薄膜(Evaporation Ag)结晶性能好;两种方法制备的银薄膜的光学反射率随波长的变化规律基本相同,在可见光和红外光区域,Evaporation Ag的光学反射率比Sputtering Ag稍高,且均超过95%;薄膜的电阻率都接近银块体材料的电阻率,但Sputtering Ag的电阻率为2.6μΩ·cm比Evaporation Ag的电阻率(2.8μΩ·cm)小.

基于临时键合与解键合技术的THz集成电路研究

太赫兹频段部件的工艺实现是决定器件性能的关键环节。从太赫兹频段部件用50μm超薄石英基片薄膜电路的集成工艺技术难点和可实现性出发,重点介绍了一种灵活快速的解决方案——临时键合与解键合技术。结果表明,临时键合与解键合技术克服了超薄石英基片脆性大、易破碎的弊端,在50μm及以下厚度超薄石英基片薄膜电路集成中具有很好的应用前景。

K9和石英玻璃基片上Au膜真空紫外反射特性研究

采用离子束溅射法,分别在经过不同前期清洗方法处理过的K9及石英玻璃光学基片上,选择不同的镀膜参量,镀制了多种厚度的Au膜。对镀制的Au膜在真空紫外波段较宽波长范围内的反射率进行了连续测量。测试结果表明:辅助离子源的使用方式、Au膜厚度对反射镜的反射率有重大影响。基片材料、镀前基片表面清洗工艺等对反射率也有一定影响。采用镀前离子轰击,可显著提高Au膜反射率及膜与基底的粘合力;获得最高反射率时的最佳膜厚与基片材料、镀膜工艺密切相关。对经过离子清洗的石英基片,膜厚在30 nm左右反射率最高;比较而言,石英基片可获得更高的反射率;辅助离子源的使用还显著影响获得最高反射率时对应的最佳膜厚值,且对K9基片的影响更显著。

(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3薄膜的结构与光学特性研究

采用sol-gel法制备(Pb1-xSrx)TiO3(x=0.40,0.50,0.60,0.70,简称PST40,PST50,PST60与PST70)前驱体溶液,通过旋涂工艺在石英玻璃基片上沉积PST薄膜。研究了PST薄膜的结构和光学特性。结果显示,经750℃退火30min,所得PST薄膜为晶化良好的钙钛矿立方结构,薄膜平均晶粒尺寸为200～300nm。750℃退火的PST40、PST50、PST60和PST70薄膜样品的直接带隙能分别为3.74,3.79,3.80和3.85eV。随着Sr含量的增加,带隙能增加。

(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3薄膜的表面化学态研究

用溶胶-凝胶法制备(Pb0.5Sr0.5)TiO3(简称PST)前驱体溶液,以三水醋酸铅、醋酸锶、钛酸丁酯为原料,乙二醇甲醚、去离子水、乙酰丙酮做溶剂,通过旋涂工艺在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片上沉积PST薄膜。薄膜经320～380℃热分解,再经650℃退火30min,得到晶化好的薄膜样品,X射线衍射结果表明PST薄膜为钙钛矿立方相结构,其晶格常数为a=0.3919nm。用原子力显微镜观测其表面形貌,薄膜平均晶粒尺寸为300nm。用XPS测量了650℃退火PST薄膜样品的表面化学态,结果表明表面富铅,接近表面区域的原子比率Pb∶Sr∶Ti∶O是0.52∶0.50∶1.0∶3.02,接近(Pb0.5Sr0.5)TiO3的理想配比。