基于Ti-MgF2金属陶瓷的高效率四层光热转换薄膜的研究

理论上研究了吸收层材料的光学常数,该常数满足从紫外线到近红外波长范围的四层结构的光子-热转换的高效率。通过使用有效介质近似（EMA）模型,复合材料（金属陶瓷）的光学性能与模拟材料的光学性能非常吻合。此外,提出了使用Ti-MgF₂金属陶瓷作为吸收层的具有高光子-热转换效率的四层膜结构,其在300~1 600 nm的波长范围内具有约95.1％的高吸收率。研究结果为实现高效率的光热转换器件提供了新途径,显示了优良的应用前景。     

薄膜光学常数的原位测定

薄膜的光学常数（折射率和消光系数）精度直接影响设计和制造的光学器件的性能。大多数光学常数的测定方法较为复杂,不能直接应用在镀膜过程中。提出了一种薄膜光学常数原位实时测量的方法,通过监测沉积材料的透射率可以快速准确地测量光学常数。测量了高吸收材料Si、低吸收材料Ta₂O₅和超低吸收材料SiO₂的近红外光学常数,用这种方法测得光学常数分别为n=3.22,k=4.6×10^-3,n=2.06,k=1.3×10^-3和n=1.46,k=6.6×10^-5。该方法适用于强吸收材料和弱吸收材料光学常数的测定,为在线精确测量薄膜的光学常数提供了一种有效的方法,对设计和制造高质量的光学器件具有重要意义。     

运用铬钨合金提升四层膜系结构的宽光谱光热转换效率

基于铬钨合金能带结构的研究,得到了可表述任意铬钨合金组分光学性质的数学模型,并将其应用于实际光热器件特性分析.根据由模型获得特定组分铬钨合金的光学性质,设计了一个含有单层铬钨合金吸收层的四层膜结构,显示出优异的宽光谱(300～1 000 nm)光热转换性能.     

运用铬钨合金提升四层膜系结构的宽光谱光热转换效率（英文）

基于铬钨合金能带结构的研究,得到了可表述任意铬钨合金组分光学性质的数学模型,并将其应用于实际光热器件特性分析.根据由模型获得特定组分铬钨合金的光学性质,设计了一个含有单层铬钨合金吸收层的四层膜结构,显示出优异的宽光谱(300～1 000 nm)光热转换性能.     

金膜光学常数的椭圆偏振光谱测量精度研究

为了利用可变入射角椭圆偏振光谱仪最佳地测出固体材料的光学常数,我们特别对金膜从理论和实验两方面研究了不同入射波长下入射角的选取对光学常数测量精度的影响,发现对不同的入射波长,在相应的主角下测出的光学常数具有最高的精度,主入射角下测量最佳条件对其它固体材料光学常数的测量同样适用。     

含偶氮苯侧链型聚酰亚胺的合成及光致变色性能

用5,5′-(六氟异丙基)-二-(2-氨基苯酚)(6FHP)、均苯四甲酸酐(PMDA)及分散红1(DR1)合成了具有光致变色性能的含偶氮苯侧链型聚酰亚胺。利用红外(IR)、紫外-可见(UV-Vis)、示差扫描量热(DSC)和热失重分析(TGA)等手段对该光致变色聚合物材料进行了结构和热性能表征。示差扫描量热分析测得其玻璃化转变温度为298℃,热重分析测得其热分解温度为365℃,表明具有非常好的热稳定性。研究了该材料的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液和聚合物薄膜在紫外光诱导下的光异构化及热回复异构化行为。结果表明,在一定波长(365 nm)紫外光诱导下均能发生光致变色现象,对于实现偶氮材料的永久光致双折射和永久光存储具有一定意义。     

缺陷为增益介质的光子晶体光放大特性的研究

为了研究含缺陷层为增益介质的三元1维光子晶体的光学特性,采用光学传输矩阵的方法进行了理论分析。结果表明,增益缺陷层厚度及光学常数的变化对于红外区的禁带结构影响不大,增益介质层主要对中心波长为1.8μm所处的透射带带边波长的放大效应特别明显。还研究了增益介质缺陷层的厚度、光学常数的变化对于红外区透射带边(2.1869μm)波长的光放大效应;当增益介质厚度为0.0101μm,n=5.03+0.124i时,可以获得在波长2.1869μm处透射系数为428的光放大。在红外区,光放大波长随着中心波长的变化而变化,但该波长都是在中心波长所处透射带的带边处。该结果可为以光子晶体作为激光增益介质的研究提供理论指导。     

菌紫质LB膜的三阶非线性光学性能的研究

在ITO导电玻璃上,制作38层Z型细菌视紫红质(bR)的LB膜;控制平均转移比在0.93以上。测量了这个LB膜的紫外-可见吸收谱。利用Z扫描技术在输出飞秒激光,波长为400nm和800nm处对菌紫质LB膜的三阶非线性光学性能进行了研究。在800nm处,它的三阶非线性光学极化率为10-9esu,而在400nm处为10-8esu。这表明菌紫质LB膜在非线性光学器件方面具有潜在的应用前景。     

紫外─远红外宽波段NiMn2O4及Mn1.56Co0.96Ni0.48O4光学性质的研究

Mn-Co-Ni-O作为一种重要的热探测材料被广泛应用于各类领域。作者使用研磨和烧结的方法制备了NiMn2O4和Mn1.56Co0.96Ni0.48O4块体材料。通过X射线衍射实验研究了两种块体的结晶情况,发现半径较大的Co阳离子的加入会导致块体结晶性变差。通过椭圆偏振光谱测试分别获得了NiMn2O4和Mn1.56Co0.96Ni0.48O4在紫外-远红外宽波段的光学常数和介电常数,发现添加离子后二者光学性质(光学常数的强度和峰位)具有一定区别。利用傅里叶光谱仪得到了两种材料的反射光谱,并与用光学常数计算出的数值进行了比较,最后评估了表面粗糙度对反射谱的影响。     

掺铝对ZnO薄膜光学常数的影响

采用溶胶-凝胶法在(0001)蓝宝石衬底上制备了ZnO:Al薄膜,利用Kramers-Kronig色散关系对ZnO∶Al薄膜在300～600 nm波长区域的光学常数进行计算,研究了掺杂浓度对薄膜光学常数的影响.计算结果显示,在可见光区,薄膜的光学常数受铝掺杂浓度的影响很小,折射率、消光系数、复介电常数实部和虚部的数值基本恒定,分别约为1.6,0.08,0.27和2.5.在紫外区,薄膜光学常数受掺杂浓度的影响明显,随掺杂浓度提高,光学常数数值均减小,并且都在激子吸收峰(370 nm)处出现一极大值.     

一种高性能聚碳酸酯薄膜的制备及表征

研究了一种高性能聚碳酸酯(PC)薄膜.将PC粉末配成不同浓度的聚碳酸酯溶液,用旋转涂覆法在玻璃衬底上制备了均匀透明的聚碳酸酯薄膜,并对材料和薄膜的热性能及光学性能等分别进行了表征.对材料通过示差扫描量热法(DSC)测得了玻璃化转变温度;对薄膜用紫外光谱法测量了吸收谱及光损耗,并用棱镜耦合仪测量了其折射率、膜厚及折射率随温度的变化;另外,还分析了不同实验条件对材料成膜性的影响.实验结果表明,这种新型聚碳酸酯材料具有高玻璃化温度和低吸收损耗等优点,适用于制作光波导器件芯层.     

B掺杂ZnO纳米薄膜的结构和光学特性研究

采用脉冲磁控溅射法制备了B掺杂ZnO(ZnO:B)纳米薄膜,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计分别研究了薄膜的结构和光学特性。结果表明:ZnO:B为多晶纳米薄膜,具有六方钎锌矿结构,且薄膜沿着c轴取向择优生长;在可见光和近红外光谱区的透光性能良好,其中在可见光区的平均透光率大于84%,而在近红外区的透光率随着波长增加而逐渐降低至45%。运用逐点无约束最优化法分析计算了薄膜的光学常数,在可见光区,ZnO:B纳米薄膜的光学常数随波长的变化很小且数值基本恒定,折射率约为2.0,而在紫外区,光学常数随波长的变化显著。     

椭圆仪多入射角法研究半导体离子注入层光学常数

本文概述了椭园仪在研究半导体表面离子注入层的应用,并给出了用椭园仪多入射角法测得的砷化镓单晶抛光面的光学常数及离子注入硅表面的光学常数。根据测量结果算出了测量砷化镓衬底上薄膜所需的(ψ,△)-(n,δ)关系表,并与实际测量结果进行了比较。最后用阳极氧化剥层法研究了离子注入层光学常数的分布剖面及500℃下退火后光学常数的变化。     

nc-Si／SiO2多层薄膜的三阶非线性光学性质

用简并四波混频技术研究了 nc- Si/Si O2 多层薄膜的三阶非线性光学性质 ,观察到了位相共轭信号 ,测得实验用样品在光波波长为 5 89nm处的三阶非线性极化率χ( 3) 为 4.1× 10 - 7esu,并对该材料的光学非线性产生机理作了探讨。     

薄膜热释电红外探测器吸收和响应性能的模拟研究

采用吸收、热传导和热释电响应模型，对薄膜热释电红外探测器的吸收和响应性能进行了模拟研究。当膜系中各膜层材料的物性参数确定时，对于不同波长的红外辐射及在不同的调制频率下，探测器主要性能的优劣与探测系统的结构设计密切相关。     

Ag-In-Te-Sb-O薄膜光学及短波长静态记录特性的研究

以Ag In Te Sb合金靶采用射频反应溅射在不同氧分压下制备了单层Ag In Te Sb O薄膜。对薄膜的反射光谱及光学常数 (n ,k)的研究结果表明 :在分压比PO2 /PAr =2 %～ 4%时制备的薄膜反射率较高 ,氩气保护下在30 0℃退火 30min后 ,在 5 0 0～ 70 0nm波长范围薄膜反射率增长可达 17%～ 2 5 % ;分压比PO2 /PAr=2 %时 ,薄膜在40 0～ 65 0nm波长范围有较强吸收 ,光学常数在退火前后也有较大差别。对薄膜静态记录性能的测试结果表明 :记录功率为 10mW ,脉宽为 10 0ns时 ,薄膜在记录前后反射率对比度高达 2 0 % ,具有良好写入灵敏性。连续多次进行写入 /擦除循环 ,擦除前后反射率对比度稳定 ,薄膜具有一定的可擦除性能。退火前后薄膜的X射线衍射 (XRD)结果说明退火后薄膜中仅有Sb的晶相 ,与Ag In Te Sb薄膜的结晶特性明显不同。薄膜的成分及各元素的化学状态用光电子能谱 (XPS)进行了分析。这类薄膜有望作为短波长高密度光存储材料。     

吸收膜的选择及其在红外激光金属表面处理中的应用

研究了二氧化碳激光在吸收膜-金属表面的吸收问题,通过研究电磁学、光学常数和表面吸收率的关系,总结出在金属材料表面提高吸收率的表面膜材料的选择原则和有关最佳材料范围。     

非均匀介质的光学常数

提出了一种计算非均匀介质光学常数的新方法,该方法仔细地考虑了光在非均匀介质中的吸收和散射.研究了非均匀介质层的厚度、介质中颗粒粒径、衬底反射性能等对介质光学常数的影响.这种研究将有利于同有关的测量实验结合和比较.     

可溶性聚吡咯甲烯衍生物的光电性能研究

在酸性条件下制备可溶性聚{(3-丙酰基)吡咯-[2,5-二(对硝基苯甲烯)]}(PPPDNBE),并且对PPPDNBE的热稳定性能、光物理性能和电化学性能进行研究.热失重曲线显示,PPPDNBE的初始分解温度为187.41℃.紫外-可见吸收光谱表明,PPPDNBE溶液和薄膜的共轭吸收峰分别位于476 nm和484 nm.PPPDNBE为橙色发光材料,最大发射波长为612 nm.PPPDNBE的光学带隙和电化学带隙分别为1.68 eV和1.62 ev.此外,PPPDNBE还可以用作电容器的阴极材料,随着电压扫描速率增加,储存的电量逐渐增大.     

可溶性聚(2,5-二己氧基)对苯乙炔三阶非线性光学特性

报道了利用脱氯化氢反应制备可溶性聚(2,5二己氧基)对苯乙炔(PDHOPV),这种聚对苯乙炔(PPV)衍生物在波长450～550nm范围内具有强的光学吸收,最大吸收峰位于499nm处。采用简并四波混频(DFWM)技术对PDHOPV薄膜的非线性光学特性进行研究。结果表明:PDHOPV具有大的三阶非线性光学特性;激发波长为532nm的共振三阶非线性系数和1.064μm的非共振三阶非线性系数分别为9.6×10-10esu和2.1×10-11esu;电子共振增强有利于提高三阶非线性光学系数。