纳秒激光辐照对类金刚石薄膜的损伤及改性

利用Nd:YAG纳秒激光(波长分别为355、532和1 064 nm)辐照由电子束蒸发技术制备的类金刚石(DLC)薄膜,通过光学显微镜、光学轮廓仪和拉曼光谱仪等分析了辐照后的薄膜样品,结果表明:不同波长的单脉冲激光辐照时,DLC膜的激光损伤阈值不同;同一波长的多脉冲激光辐照时,损伤阈值低于单脉冲辐照阈值;脉冲激光辐照对DLC膜具有改性作用,受辐照薄膜区域表层发生了石墨化、剥落和气化效应,致使DLC膜表面出现了隆起和弹坑,隆起高度和弹坑深度与激光能量密度大小和脉冲个数有关.     

利用线阵CCD实现宽波段、大视场短脉冲激光波长的远场测量

介绍了一种利用线阵ＣＣＤ实现宽波段、大视场脉冲激光波长及方向远场测量的原理和实验装置；对强烈背景下激光信号的提取与处理方法进行了理论分析和实验研究，给出了系统信噪比与探测器件工作频率的理论公式；最后简要介绍了远场实验和测试结果     

飞秒激光烧蚀MgAl2O4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阈值后，透过率降低20％左右．     

激光辐照对类金刚石薄膜改性及损伤研究

介绍了激光损伤的检测及损伤阈值的测量方法.讨论激光辐照对类金刚石结构和性质的影响规律.并论述不同工作参数的激光对类金刚石薄膜的激光破坏行为及其损伤阈值.在此基础上分析类金刚石薄膜激光损伤的机理.还从物理特性及制备技术方面着手,比较分析金刚石及类金刚石薄膜各自的优缺点和实际应用状况,并提出类金刚石薄膜的应用前景和有待进一步研究的问题.     

激光剥离Al2O3/GaN中GaN材料温度场的模拟

对激光剥离Al2O3/GaN技术,建立了紫外脉冲激光辐照过程中GaN外延层内热传导理论模型。计算分析了不同能量密度脉冲激光辐照时,GaN外延层内的温度场分布,由此得到激光剥离的阈值条件。采用紫外KrF准分子激光器对Al2O3/GaN样品进行激光剥离实验,样品表面显微镜和端面扫描电镜(SEM)测试照片说明,计算结果与实验现象相符。进一步分析表明,脉冲激光的能量密度和频率是实现激光剥离的关键参数,适当选取这些参数能将GaN材料内的高温区控制在100nm以内,实现高效低损伤激光剥离。     

高斯激光对红外成像制导系统的干扰效果分析

考虑激光器系统像差、大气湍流、跟踪测量设备的跟瞄误差以及激光光轴的抖动误差等诸因素的影响,以激光辐照在红外成像制导系统探测器光敏面的功率(能量)密度参数作为衡量高斯激光干扰效果的评价指标,结合探测器自身致眩阈值,提出了一套高斯激光最大干扰距离的估算方法。以高功率脉冲CO2激光干扰导弹红外导引头为例,计算了不同激光发射功率下的最大干扰距离。结果表明,激光最大干扰距离随着脉冲激光峰值发射功率的增大而增大,这种变化趋势随激光峰值功率的增大而趋于平缓,而且激光正入射的干扰效果要优于斜入射情况。     

热释光探测器刻度中关于电子平衡的初步实验研究

热释光探测器广泛应用于环境辐射监测与个人剂量监测,为了保证热释光探测器在辐射场中剂量刻度的准确,尤其是采用能量较高的伽马射线Lγ-ray)辐照过程中,待辐照的热释光探测器前表面需要覆盖电子平衡材料.本文进行了一系列在不同辐射场中热释光探测器使用不同厚度有机玻璃作为电子平衡材料对其计量刻度准确性影响的实验研究.结果表明,...     

飞秒激光辐照对GaAs太阳能电池损伤的试验研究

开展了飞秒激光对GaAs太阳能电池表面辐照损伤的试验研究。研究结果表明,在能量密度0.27J/cm2时,飞秒激光对GaAs太阳能电池表面开始造成损伤,其损伤程度随着激光能量密度的增加而增加;在相同激光能量密度的条件下,其损伤程度随着扫描速度的增加而减小。采用光学显微镜对其表面损伤形貌进行分析发现,其烧蚀面积随着激光能量密度的增大而不断增大,这是因为飞秒激光的光斑能量成高斯型分布。根据烧蚀区域光斑直径与脉冲能量的关系,对GaAs太阳能电池表层TiO2/SiO2薄膜的损伤阈值进行了理论计算,其阈值为0.35J/cm2大于实验测试结果0.27J/cm2。这可能是由于理论计算中对激光光斑模式的简化以及材料特性均化处理等不确定度因素影响的结果。     

激光辐照参数对光导型光电探测器响应的影响

文章针对激光照射下光导型碲镉汞光电探测器的响应特性展开了研究,主要讨论了强激光照射下辐照时间、波长及光功率密度对探测器响应特性的影响.从传统载流子的漂移扩散模型出发,在考虑温度的变化下推导出描述半导体载流子的动态方程,并通过数值模拟,给出了理论上的激光辐照主要参数对探测器电阻及输出电压的影响.结果表明:半导体探测器材料...     

InGaAs红外探测器的γ辐照研究

研究了γ射线辐照对InGaAs红外探测器性能的影响。γ射线的辐照剂量分别为10Mrad、20Mrad、30Mrad。测量了器件在不同γ辐照剂量下的响应光谱、电流一电压特性、信号、噪声。通过对实验结果的分析,发现器件的响应光谱和信号没有发生明显变化;暗电流和噪声随γ辐照剂量增加而递增,表明探测器的性能随γ辐照剂量的增加而逐步衰减。     

半导体可饱和吸收镜的光损伤阈值测量

半导体可饱和吸收镜(SESAM)在飞秒脉冲激光器锁模中，是一种非常有潜力的锁模启动器．其损伤闽值的高低与连续锁模阈值比较相近，极易损伤，因而研究在飞秒激光作用下SESAM的损伤阈值很有必要．利用飞秒激光分别对单晶硅、自然生长SESAM及腐蚀后SESAM在50fs、200fs和400fs脉宽下进行了表面烧蚀研究，并且保证每次烧蚀的激光脉；中个数为50个．结果发现单晶硅和自然生长SESAM的损伤阈值要高于腐蚀乓SESAM，随脉宽的增加而逐渐增大；而腐蚀后SESAM的损伤阈值却随脉宽的增加而逐渐减小．     

类金刚石薄膜的激光损伤特性测试与分析

使用脉宽12ns，波长1064nm调Q Nd：YAG激光器对真空阴极电弧沉积（VCAD）法制备的类金刚石薄膜进行抗激光损伤测试，结果表明，VCAD法镀制的薄膜抗激光损伤阈值为0．6J／cm^2。通过对热冲击效应的数值计算，得到了光斑中心的温度场和薄膜表面的应力场分布。研究表明，热应力在类金刚石薄膜的破坏过程中起主导作用，脉冲电弧沉积的DIE薄膜的激光损伤主要源于应力破坏。     

单电子脉冲的多道快速检测

采用MCP、光子学传输、计算机控制光电二极管阵列构成了可用于电子谱的多道检测系统。与一般光谱探测器不同，该系统在单电子脉冲计数方式下工作，与计算机适配性好，并有极低的检测下限。曾设计了放大、采样保持、阈值辨别以及移位寄存等硬件电路和以并行采集、真伪判别为主的软件程序。软件划分64像素为16道，以1000～7140次/s的频率扫描，饱和计数率可高达105次/s。同时给出该系统初步的实验结果，对此探测器在实际X射线光电子能谱仪中应用的优越性作了评论。     

制备条件对ZrO2光学薄膜特性的影响

以锆酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶工艺,制备了性能稳定的ZrO2溶胶,通过在其中添加有机粘合剂PVP和旋涂镀膜法分别制得了ZrO2薄膜和ZrO2-PVP复合薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、椭圆偏振光谱仪、红外分光光度计(FTIR)、原子力显微镜(AFM)等方法研究了不同热处理温度下的ZrO2和ZrO2-PVP复合薄膜的特性,并用输出波长1.06μm、脉宽10ns的电光调Q激光系统产生的强激光进行辐照实验,测试其激光损伤阈值,观察其损伤形貌.实验发现,经过粘合剂添加能很好地提高薄膜的激光损伤阈值,300℃是比较适合的热处理温度.热处理300℃的ZrO2-PVP复合薄膜的激光损伤阈值可达到52 J/cm2.     

熔石英光学元件纳米划痕亚表面损伤特性

为了实现熔石英光学元件激光损伤阈值的提升,本文分析了划痕对熔石英激光损伤的影响,利用纳米压痕实验区分塑脆划痕,通过时域有限差分(FDTD)算法仿真给出不同深度、不同宽深比的划痕对光场调制的影响结果,最后选取典型划痕进行R-on-1激光阈值测试实验.结果表明,深度在53 nm以下的塑性划痕对激光损伤无影响,处于塑脆转变阶段的划痕有一定几率诱导损伤,脆性划痕处损伤阈值远远低于基底阈值,仅为基底阈值的43.1%,是降低光学元件激光损伤阈值的重要因素.实验数据与理论仿真具有一致性.     

脉冲激光除漆机理及工艺参数的研究

研究了 YAG脉冲激光除漆的工艺参数和机理 ,给出了脉冲激光清洗 3种颜色漆层的实验结果。结果表明 :其他参数不变 ,只改变激光能量密度时 ,激光清洗油漆存在着 4种阈值。激光除漆工艺参数适当时 ,脉冲激光能完全清洗漆板表面的油漆而不损伤其基体     

双向光收发组件探测器端耦合和封装工艺分析

探测器响应度直接影响双向光收发组件（bi-directional optical sub-assembly，BOSA）的性能，探测器端的耦合和封装在BOSA生产中占据重要地位。为了系统分析BOSA生产中各偏移因素对探测器端耦合的影响，选择探测器电流响应度作为耦合标准进行实验，并通过分析实验结果来得出BOSA探测器端耦合和封装过程中的改进措施。参考BOSA的实际光路，建立光纤-波片-芯片耦合模型，模拟了光束偏移与耦合效率的关系；研究了BOSA耦合和封装工艺中产生的偏移，并分析它们对探测器端耦合效率的影响。随后使用自动耦合设备，对BOSA探测器端进行耦合实验，并分析波片角度偏移、波片与探测器透镜的高度差、探测器透镜水平偏移对耦合效率的影响。实验结果表明：探测器透镜水平偏移对耦合效率的影响最大，波片角度偏移、波片与探测器透镜的高度差对耦合效率的影响较小。研究结果为BOSA探测器端的耦合和封装提供了系统的理论指导，对BOSA的实际生产有一定参考价值。     

单电子脉冲的多道快速检测

采用ＭＣＰ、光子学传输、计算机控制光电二极管阵列构成了可用于电子谱的多道检测系统。与一般光谱探测器不同，该系统在单电子脉冲计数下工作，与计算机适配性好，并有极低的检测下限，曾设计了放大、采样保持、阈值辨别以及移位寄存等硬件电路和以并行采集、真伪判别为主的软件程序。软件发６４像素为１６道。以１０００－－７１４０次／ｓ的频率扫描，饱和计数率可高达１０＾５次／ｓ。同时给出该系统初步的实验结果，对此探测顺     

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方式的阈值测试,比较分析了蚀刻前后基片激光损伤阈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阈值.     

重频脉冲激光辐照光学材料特性的研究进展

综述了重复频率脉冲激光辐照下光学材料特性的研究进展,重点介绍了重频激光辐照下光学材料损伤的规律,发现缺陷造成的亚损伤状态是诱导材料重频损伤的关键。详细阐述了热吸收性杂质模型、化学键断裂模型、色心模型的亚损伤机理,同时介绍了重频工作模式下激光增益介质和倍频晶体的材料特性,展望了重频激光辐照光学材料特性研究的发展和前景。