离子束技术对氧化铪薄膜性能的影响

在基底清洗、薄膜沉积和薄膜后处理三个阶段均采用离子束技术,制备了氧化铪薄膜,并对薄膜的光学性能、表面特性和激光损伤阈值特性进行测试和研究。结果表明,利用离子束技术清洗基底可以增强表面吸附;离子束辅助沉积在合适离子束能量下可以得到高堆积密度、高损伤阈值的薄膜;离子束后处理氧化铪薄膜可以降低表面粗糙度,改善抗激光损伤阈值。说明在三个薄膜制备阶段同时采用合适的离子束参数可以制备出结构致密、阈值高、表面粗糙度好的氧化铪薄膜。

高功率激光系统中光学薄膜的现状及发展趋势

概括介绍了高功率激光系统光学薄膜的种类及特点,详细阐述了高功率激光薄膜研究进展,并对高功率激光薄膜的研究趋势进行了展望。

过渡金属离子(Mn,Fe,Co)掺杂铝酸锂晶体的生长及光谱分析

采用提拉法分别生长了掺杂Mn、Fe以及Co元素的LiAlO2晶体,并对其结晶质量和光谱特性进行了研究。结果表明,LiAlO2:Mn、LiAlO2:Fe和LiAlO2:Co晶体的X射线双晶摇摆曲线半高宽分别为23.2arcsec、12.9arcsec和23.8arcsec。LiAlO2:Mn与LiAlO2:Fe晶体在可见至近红外波段具有较高的透过率,而LiAlO2:Co晶体在500～700nm波段存在吸收带;光致激发与发射光谱表明Mn2+在LiAlO2:Mn晶体中处于四面体晶体场内,而Fe3+替代Li+处于八面体格位;X射线激发发射光谱分析得出空气退火后γ-LiAlO2晶体出现了较强的缺陷发光,可归结为Li2O挥发后形成的F+心,而在同样退火条件下掺杂LiAlO晶体中相应的缺陷发光不明显,说明LiO的挥发被抑制,晶体的热稳定性得到了改善。

高功率激光器光学元件镀膜前后评价参数探讨

利用ZYGO MarkⅢ-GPI干涉仪对120 mm×88 mm元件镀膜前后进行了面形测量,获得了峰谷值(PV)和均方根梯度(GRMS),并对镀膜前后的PV,GRMS值进行了比较,发现镀膜后PV,GRMS值分别有所增加,同时对两者进行了线性拟合,结果表明两者在一定程度上存在着线性关系,并从理论上进行了模拟论证。同时对个别样品进行了功率谱密度(PSD)分析,发现镀膜后PSD曲线较镀膜前有所升高,这与基片的抛光程度以及镀膜过程有着密切联系。

掺铈铝酸钇闪烁晶体自吸收问题研究

研究了掺铈铝酸钇(Ce:YAP)晶体的自吸收机理以提高其光产额等闪烁性能。用提拉法生长了不同掺杂摩尔分数的Ce:YAP闪烁晶体。室温下测试了不同厚度、不同摩尔分数和不同退火条件下Ce:YAP晶体的透过、荧光、X射线激发发射等光谱特征,并对可能存在的自吸收机理进行了分析。结果表明,Ce:YAP晶体的自吸收主要由Ce4+离子与氧离子配体之间的电荷转移吸收引起,根据电荷转移吸收理论可得其吸收峰在303 nm左右,与实验结果基本一致。本实验表明通过一定的退火工艺和掺杂控制减少Ce4+离子,将能有效地使样品的吸收边蓝移,从而减少Ce:YAP晶体的自吸收,提高闪烁性能。

不同沉积速率下热蒸发银膜的光学性能和结构分析

实验分别采用5种不同的沉积速率(0.44,0.30,0.18,0.08和0.04nm/s)制备了金属银薄膜,膜系结构为基底/Al2O3/Ag/Al2O3/Air。光谱测试结果表明,沉积速率0.18nm/s的样品具有最高的平均反射率。采用X射线衍射(XRD)仪分析了5个样品的X射线衍射谱。银膜择优取向(111)晶向,0.18nm/s的样品衍射峰强度最大、衍射峰半峰全宽最小、晶粒尺寸最大,说明此沉积速率下结晶程度最高。过快或者过慢的沉积速率会导致银膜结晶程度下降,从而导致平均消光系数增大和反射率下降。在实验条件下,银膜的最佳沉积速率在0.18nm/s附近,此时制备的银膜具备最好的结晶程度和最高的反射率,此结论不同于传统意义上认为热蒸发银膜速率越快,成膜质量越高、光谱特性越好的观点。

波长分离膜在2μm飞秒激光作用下的损伤特性

用离子束溅射的方法在红外石英玻璃基底上制备了Ta2O5/SiO2(1.064μm波长下高透,2.128μm波长下高反)波长分离膜,利用飞秒激光系统(输出波长为2μm,脉宽为80 fs)测试了它的激光损伤情况,同时用光学显微镜和扫描电镜观察了样品的损伤形貌,根据不同能量作用下破斑面积与能量密度的关系拟合得到样品的损伤阈值。实验结果表明,2μm飞秒激光作用在波长分离膜的损伤形貌为层状分布,破斑边缘比较清晰,没有热扩散和热传导现象,属于本征损伤。利用基于导带电子数密度的理论模型,并结合电场分布与带隙理论讨论了2μm飞秒激光作用于光学薄膜的损伤机制,确定了损伤起源于高低折射率界面处的窄带隙材料。

半金属锑薄膜中电子动力学研究

采用时间分辨抽运-探测透射光谱,研究了不同波长和不同激发流密度下半金属Sb薄膜的超快电子动力学过程.透射变化率的时间延迟扫描曲线显示在延迟零点附近出现强的振荡,正的吸收饱和峰在亚皮秒时间内衰减为负的吸收增强峰.之后,负的吸收增强峰在数皮秒时间内甚至再次演变为吸收饱和.正饱和峰和负吸收峰幅度正比于激发流密度和光波长.对这些现象进行了分析,引入"缺陷"态模型及考虑"缺陷"态对光激发电子的快速俘获和逐渐释放,能够合理、半定量地解释实验观察到的所有现象.

基于泄漏模共振的多层介质膜光栅宽角谱特性实现

基于泄漏模共振产生多层介质膜光栅(MDG)的-1级高衍射效率的理论,重点分析了产生MDG的-1级宽衍射角谱的物理机理,提出薄匹配层能有效提高MDG的-1级衍射角谱带宽.采用傅里叶模式理论计算MDG的衍射效率,给出了中心波长为1040nm,Littrow角37.9°附近±11°范围内衍射效率大于90%的宽角谱MDG设计结果,且设计参数具有良好的工艺宽容度.