飞秒激光烧蚀MgAl_2O_4透明陶瓷的实验研究

实验研究了800nm飞秒激光与MgAl2O4透明陶瓷的相互作用,得到其在单脉冲、多脉冲情况下的损伤阈值和损伤面积,用CCD成像技术和扫描电镜观察了烧蚀点的形貌特征,用显微红外光谱仪测试了烧蚀区域的透过光谱．结果表明:单脉冲烧蚀条件下,烧蚀面积与脉冲能量近似为线性关系,而在多脉冲烧蚀条件下,烧蚀面积随着脉冲数量的增加呈近似波尔兹曼(Boltzmann)增大;当激光功率接近损伤阈值时,烧蚀后的区域在波数为2500～7000cm-1范围内的红外透过率由82％提高到86％,当激光功率超过损伤阙值后,透过率降低20％左右．

脉冲激光沉积(La(0．2)Bi(0．8)FeO3)(0．8)-(NiFe2O4)(0．2)薄膜及其多铁性能研究

采用脉冲激光沉积法,在(100)SrTiO_3基底上,制备了(La_(0.2)Bi_(0.8)FeO_3)_(0.8)-(NiFe_2O_4)_(0.2)(LBFO-NFO)多铁薄膜,通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜确定了LBFO-NFO多铁薄膜的显微结构,通过标准铁电测试系统(RT-66A)和振动样品磁强计(VSM)分别测试了LBFO-NFO多铁薄膜的铁电性能和铁磁性能.研究发现:多铁薄膜中LBFO和NFO二相均沿(100)方向外延生长,晶粒尺寸在100～150nm之间;薄膜具有明显的电滞回线(P_=7.6μC/cm^2)和磁滞回线(M_s=4.12×10~4A/m),显示出明显的铁电铁磁共存特性.通过对薄膜生长条件的控制,可削除杂质相,减小LBFO-NFO薄膜的漏电流,提高铁电及铁磁性能.

羰基铁镍纤维的结构控制及微波磁学性能研究

将不同比例的羰基铁和羰基镍混合气体在磁场引导下加热分解、形成了铁含量分别为80、55、20(ω/%,质量分数,下同)的羰基铁镍纤维。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了羰基铁镍纤维相组成和形貌特征。将羰基铁镍纤维混合于环氧树脂中,经强磁场取向后制成同轴样品,通过矢量网络分析仪研究了其在2～18 GHz范围内的微波磁性能。结果发现:羰基铁镍纤维的直径、长径比及形貌可通过磁场大小调节。对于直径为微米级的羰基铁镍纤维,其饱和磁化强度对微波磁性能的影响远大于直径及长径比的影响。当铁含量为20%纤维的直径减小到亚微米(0.8μm)时,由于忽略了趋肤效应以及高的长径比,使其微波磁性能急剧提高。

磁性纤维吸收剂的国内外研究进展

电磁污染的日益严重和军事隐身技术的需求为吸波材料的研究和发展提供机遇。吸波材料对电磁波的吸收主要依赖于填充其中的电磁波吸收剂。磁性纤维吸收剂以其良好的电磁性能可调性,高的磁导率和磁损耗,得到国内外学者的广泛关注和研究。综述铁氧体磁性纤维、金属磁性纤维、磁性非晶纤维、纳米纤维几种吸收剂的研究现状,并对它们各自的特点及发展作了较为详尽的评述。认为磁性纤维必将向着多功能化、非晶化、纳米化的方向发展。

用干涉条纹图像重建反射镜的三维面形

给出了用干涉条纹图像重建反射镜三维面形的方法,用泰曼-格林干涉仪采集被测镜面的干涉条纹图像,通过对干涉条纹图像进行处理得到镜面高度采样,采用泽尼克多项式拟合镜面的曲面函数,测量到了镜面的三维高度数据。干涉条纹图像上相邻条纹与参考面之间的距离相差一个标准光源波长,因而该测量方法的关键是得到条纹波峰或波谷的精确位置,从而达到了镜面相对高度的采样的目的。采用巴特沃斯低通滤波对条纹图像进行滤波,去掉噪声的影响,然后对图像二值化分割出亮条纹,用数学形态法对二值条纹图像细化得到条纹的中心线,结果表明,低通滤波方法能有效地减少细化条纹的分支和断裂。最后定义每条条纹中心线的相对高度,利用前39项泽尼克多项式对镜面高度进行最小二乘法拟合,计算了镜面被测区域的曲面高度数据。该方法可以用来测量强激光引起的镜面热变形。

飞秒激光烧蚀LiNbO_3晶体的形貌特征与机理研究

采用了不同能量的单脉冲和多脉冲飞秒激光对LiNbO3晶体进行烧蚀,并刻蚀了表面衍射型光栅.通过扫描电镜和原子力显微镜观察了烧蚀点的形貌特征,首次发现利用单束飞秒激光脉冲对LiNbO3晶体烧蚀,可以得到超衍射极限的烧蚀点,当聚焦光斑直径约为2μm、能量为170nJ的单脉冲飞秒激光作用时,烧蚀点的直径约为400nm,100nJ,17个脉冲作用时烧蚀点的直径约为800nm.同时可以观察到在能量较低的多脉冲飞秒激光作用下,LiNbO3晶体呈现出大约200nm周期性分布的波纹状结构.实验结果表明,选择合适参数的飞秒激光脉冲可以对LiNbO3晶体进行超衍射极限加工,这对于利用飞秒激光制作LiNbO3基质的微纳光电子器件有十分重要的意义.

金纳米颗粒的有序制备及其光学特性

采用纳米球蚀刻技术在石英衬底上制备了不同高度的金纳米颗粒阵列.通过扫描电子显微镜对其表面形貌进行了观测,表明金纳米颗粒为有序分布的三棱柱结构.通过红外—紫外吸收光谱仪在190—900nm波长范围内对其光吸收特性进行了测量,并成功观测到了金纳米颗粒表面等离子体振荡效应引起的光吸收峰,结果表明随着金纳米颗粒高度的增加,其吸收峰的位置向短波方向移动(蓝移).同时对金纳米颗粒的光吸收特性进行了基于离散偶极子近似的理论计算,并与实验结果进行了比较.

微结构光纤次芯中的四波混频过程

利用Ti:sapphire飞秒激光脉冲在微结构光纤包层的次芯中通过参量四波混频效应获得480—550nm的反斯托克斯波,转换效率可高达28%.通过改变输入光的偏振方向可以调节反斯托克斯波的中心波长.理论模拟了飞秒激光在次芯中的模式特性和色散特性,较好地解释了实验结果.

磁控溅射制备ZnO薄膜及其声表面波特性

通过射频磁控溅射技术在GaAs,Au/GaAs,Si和玻璃基片上成功制备了ZnO多晶薄膜,利用X射线衍射对ZnO薄膜的取向、结晶性进行了表征,结果表明ZnO薄膜呈完全c轴取向,Au缓冲层可以有效地改善ZnO薄膜的晶体质量,X射线摇摆曲线结果表明ZnO(002)衍射峰的半高宽仅为2.41°,同时发现Au缓冲层的结晶质量对ZnO薄膜的c轴取向度有很大影响,通过扫描电子显微镜对ZnO/GaAs和ZnO/Au/GaAs薄膜的表面形貌进行了观测,利用网络分析仪对IDT/ZnO/GaAs薄膜的声表面波特性进行了测量.

Au纳米颗粒阵列中双光子吸收的饱和过程

采用纳米球蚀刻法制备了Au纳米颗粒阵列.并通过扫描电子显微镜观测了其表面形貌,表明三角形的Au纳米颗粒呈阵列状分布.采用Z扫描方法(800nm,50fs)测量了Au纳米颗粒阵列的三阶非线性光学特性.在较小的激发功率下,结果呈现出双光子吸收效应,随着激发功率不断增加,出现了双光子吸收饱和的过程;非线性折射则呈现出自散焦效应.这种高效率的非线性响应机理使得该种Au纳米颗粒阵列在高速全光开关中有潜在的应用价值.