飞秒激光加工单晶金刚石锥形阵列的试验研究

针对单晶金刚石加工难的问题,采用脉宽为250fs的飞秒激光器,开展了不同工艺参数下的单晶金刚石晶体飞秒激光烧蚀试验研究,同时采用超景深显微镜检测单晶金刚石烧蚀的宽度、深度及表面质量,研究了激光平均功率、光斑重叠率和扫描次数对单晶金刚石烧蚀深度、宽度及表面质量的影响。结果表明,飞秒激光成型烧蚀加工单晶金刚石时,当采用激光平均功率为11.1 W,光斑重叠率为61.9%,循环扫描次数为100次作为最佳工艺参数组合时,能够获得具有较高表面质量的最大烧蚀效率,通过激光分层成型烧蚀,在单晶金刚石片上加工出大小、突出高度和排布方式可以精确控制的锥形阵列,制造出无需结合剂的高品质端面金刚石砂轮。

CVD金刚石薄膜锥形阵列微孔激光加工实验研究

采用光纤脉冲激光器对化学气相沉积金刚石薄膜进行了锥形微孔阵列加工,研究了激光扫描速度、扫描次数和脉冲宽度等参数对微孔形状和尺寸的影响规律。研究发现,激光扫描速度对微孔尺寸的影响不明显。而激光扫描次数对微孔出口直径影响明显。随着激光脉宽的增加,微孔深度和出口直径均增加,但微孔锥度减小。

硅纳米锥阵列结构参数对抗反射性能研究

为得到太阳能硅基板上不同尺寸纳米锥阵列结构对抗反射性能的影响规律,采用时域有限差分法进行仿真分析。在已完成的3个模型基础上,以0.3μm~1.2μm光源波段内的平均反射率作为目标函数,对硅纳米锥阵列结构的高度、周期以及上、下端面直径进行研究分析,得到了硅纳米锥阵列结构参数变化对平均反射率的影响规律。根据影响规律进行参数选择,分别建立了3个优化模型。通过优化后的模型与初始模型的对比可以发现,优化后的模型抗反射性能有较大提升。

用于二维角度估计的新型阵列结构及性能分析

为提高天线在低信噪比情况下的波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计能力和估计精度,基于柱形多层均匀圆阵,提出了一种新型锥形多层均匀圆阵。将该阵列在锥面各条母线上的阵元等效为均匀线阵,并将各线阵上接收的数据构成新的阵列流形矩阵。对比分析2种阵列流形的克拉美罗界(Cramer-Rao bound,CRB),得出该阵列在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)、大仰角情况下相对柱形多层均匀圆阵可以获得更高的估计精度和估计成功概率。在仿真中,用二维多重信号分类(Two-Dimensional Multiple Signal Classification,2-D MUSIC)算法验证了该阵列在多信源、低信噪比和大仰角时的优越性,同时给出了空间角对该阵列DOA估计性能的影响。

应用于空间光通信的锥形光纤阵列

空间光到光纤的耦合是自由空间光通信的关键技术,针对光纤纤芯直径很小,给耦合带来很大困难这一问题,文章先分析了空间光到单光纤的耦合模型,然后提出了采用锥形光纤阵列提高耦合效率的接收方法,之后,在实验室试制了锥形光纤阵列样品,并在微振动环境下采用两种方法测量接收光功率,第一种方法是采用一个大靶面雪崩光电二极管(APD)同时接收九根光纤光功率,第二种方法是采用熔融拉锥型光分路器将9根光纤中的光合并进入一根光纤,然后用光功率计进行测量,测量结果表明,采用第一种方法比第二种方法得到的光功率稍高,这是因为熔融拉锥后的光纤会有能量泄露。从总体上看,两种接收方法均说明锥形光纤阵列样品达到了预期的接收效果。

硅基场发射阴极材料研究进展

场发射显示技术在原理上具有多种优越性能,可能在未来平板显示技术中居主导地位。硅基场发射阴极易于与其周边驱动电路实现集成,因而更具有明显的开发前景。在综述硅基场发射阴极材料最新研究进展的基础上,就其所面临的问题、可能的解决方案和未来的发展趋势做出了评述。

大带宽集成光学电场传感器的频率响应特性分析

采用马赫-曾德尔光波导干涉仪与锥形天线阵列,研制了基于铌酸锂(LiNbO_3)结构、可用于电力电场测量的大带宽电场传感器,并通过实验对传感器性能进行了测试。结果表明,该传感器在10kHz～18GHz的大带宽范围内,频响特性波动小于±10dB,最小可测电场强度达到0.4V/m,可测量场强达103V/m的纳秒脉冲电场。