激光损伤的光散射法判别研究

在激光损伤测量系统中,利用光散射法判别激光薄膜损伤,需要寻求光源和探测器之间的最佳位置。为此,在不同损伤激光脉冲能量、不同测量入射角度(0°,30°,45°,60°)和不同探测器距离(200,250 mm)条件下,研究了损伤点散射光能量的角分布。获得结果如下:在相同的探测角度上,散射光能量随着损伤面积和测试光入射角度增加而增加。在探测角度小于反射角度时,随着探测角度增加散射光能量逐渐变强;当探测角度大于反射角度后,随着散射角度增加散射光能量逐渐变弱。散射光相对能量在反射光方向附近出现极大值;在60°入射时,散射光相对能量具有最大值;探测距离在200 mm时,最大散射光相对能量大于探测距离在250 mm时。根据以上结论,可以确定在利用光散射判别损伤的测量系统中,探测器应放置在反射光方向的两侧,并且尽量增加测试光入射角度和缩小探测器与样片间距离。     

水基溶液法IGZO-TFT的电学特性研究

采用水基溶液法制备铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO-TFT),研究了在有无紫外光辅助退火条件下,不同后退火温度(270,300,330,360和400℃)对IGZO-TFT器件电学性能的影响。研究发现,IGZO-TFT在后退火温度为360℃时器件电学性能最佳,从而证明了水基溶液法在小于400℃的低温下可以制备IGZO-TFT。同时,研究表明,在后退火温度为360℃时,与无紫外光辅助退火IGZO-TFT相比,经紫外光辅助退火IGZO-TFT的饱和迁移率从1.19cm^(2)/Vs增加到1.62cm^(2)/Vs,正栅偏压偏移量从8.7 V降低至4.6 V,负栅偏压偏移量从-9.7 V降低至-4.4 V,从而证明了紫外光辅助退火对IGZO薄膜具有激活与钝化作用,可以优化IGZO-TFT器件的电学性能。     

等离子渗氮、离子镀TiN复合处理对纯钛铸件硬度及耐磨性的影响

纯钛铸件进行等离子渗氮、脉冲真空电弧离子镀TiN薄膜复合处理后,扫描电镜观察表面形貌,显微硬度仪测量硬度,球盘磨擦实验评估耐磨性。结果显示钛铸件渗氮、TiN镀膜复合处理后,表面呈现均匀明亮的金黄色,显微硬度和耐磨性均显著提高,且优于单纯镀TiN膜的钛铸件。此方法应用于口腔医学领域,对义齿钛支架进行表面改性处理,可提高其磨擦学性能,改善颜色。     

ZnS薄膜沉积过程的基材效应

采用热蒸发及离子束辅助沉积技术制备了单层ZnS薄膜,研究了Si、Ge、K9及石英玻璃基材对薄膜沉积速率及光学特性的影响。采用椭偏法拟合了薄膜的厚度和折射率,分析了不同基材上沉积薄膜的色散特性。研究结果表明,薄膜的生长存在明显的基材效应,无论室温沉积、基温200℃,还是采用离子束辅助沉积,石英基材上均具有最高的沉积速率。室温沉积时,4种基材上薄膜的沉积速率差为3.3 nm/min,加热进一步扩大了这种差异(5.2 nm/min),而离子束辅助则在一定程度上缩小了这种差异(1.86 nm/min)。在室温下,石英基材上沉积的ZnS薄膜具有最低的折射率,其他几种基材上折射率差异不大。加热会使Si、Ge及K9玻璃上的折射率差异变大,与石英玻璃上薄膜折射率差异减小,离子源的使用则进一步缩小了这种差异。透射率光谱测试证实了这一结果。     

降低DLC薄膜应力的方法研究

为了沉积出高硬度、低应力、高膜-基结合强度的类金刚石硬质薄膜,利用脉冲电弧离子镀技术在高速钢基底上制备类金刚石薄膜,采用退火、增加Ti过渡层、Ti离子轰击等方法减小DLC薄膜应力.结果表明:单层DLC薄膜的应力可达7.742 GPa;以Ti为过渡层的DLC薄膜的应力减小为2.027 GPa;对Ti/DLC薄膜进行退火热处理,薄膜应力减小到0.359GPa.利用Ti作过渡层,并且对薄膜进行退火处理,可以使DLC薄膜产生的高应力在Ti层中得到明显减小,提高膜-基结合力,增加硬度.     

类金刚石薄膜的紫外可见区光学特性研究

在类金刚石薄膜（DLC）光学特性的研究方面,主要工作集中在红外区光学特性,在可见区和紫外区光学特性研究方面存在空白;鉴于此详细研究了采用脉冲电弧沉积DLC薄膜在可见区和紫外区的光学特性。利用脉冲电弧离子镀技术,在石英基片上和不同工艺条件下制备了类金刚石薄膜,研究了类金刚石薄膜在紫外和可见区的光学常数、光学透过率和光学能隙。结果表明,主回路电压是薄膜的光学常数变化的主要影响因素,低主回路电压下制备的类金刚石薄膜具有较低消光系数和折射率;不同的工艺条件下制备的类金刚石折射率从2．56变化到1．89（波长400nm）;沉积速率对薄膜的折射率和消光系数没有明显的影响;DLC薄膜的光学能隙在3．95eV左右;紫外区和可见区的透过率谱和椭偏仪测得的光学常数相互一致。     

基于光栅传感器位移测量的软、硬件设计

提出了一种基于AT89C51单片机开发的光栅位移传感器对线性位移进行测量的方法。其硬件设计包括数据采集、辨向、数据处理和数据显示。把读数头输出的信号(脉冲电信号)，经过硬件电路辨向，送入计数器8253计数，利用AT89C51单片机进行信号处理，最终转换成实际的线性位移值显示出来。与其他系统相比，他的硬件电路简单，并能实现较高的位移测量精度。     

衍射光学元件车削误差控制技术

衍射光学元件在光学系统中的应用越来越广泛,对衍射结构的加工质量提出了更高的要求。单点金刚石车削可直接加工出高精度衍射微结构表面,但衍射结构的位置误差和表面质量对其光学性能有较大影响。为了提高衍射光学元件的性能,需要精确控制其车削误差。基于此,分析了影响衍射元件加工质量的因素,建立了揭示位置误差、衍射面形状和刀具半径之间的关系的数学模型,揭示了衍射带位置精度影响规律。通过补偿加工提升基底表面质量来提高衍射曲面面形精度。结合仿真模型与粗糙度影响参数,指导车削刀具半径的选取。最后,基于仿真结果,选择半径为0.02 mm的半圆弧刀具加工,最终加工的衍射元件面形误差为292 nm,衍射环带位置误差最大为55 nm,高度误差最大为16 nm,粗糙度为5.6 nm。实验结果表明,该预测模型可以指导衍射光学元件高精度表面形貌的获取,有利于提高光学系统的成像质量,为高精度衍射光学元件的批量生产提供了技术支持,具有广泛的工程应用价值。     

离子束在玉米、孔雀草和鲁冰花等育种中的应用

针对离子束对玉米、孔雀草和鲁冰花育种的影响,探讨了离子束育种的机理以及离子注入的特点.采用低能和高能离子束辐照玉米、孔雀草和鲁冰花,进行育种试验.玉米离子注入研究结果表明M1代发现矮化株和特健壮株.离子注入的单株孔雀草出现黄色的单瓣和彩色的重瓣.鲁冰花花期提前15天、叶子卷曲等变异.     

类金刚石薄膜的光学性能的研究

利用脉冲真空电弧镀的方法,在硅基底上沉积类金刚石薄膜,研究薄膜的光学性能、光学常数和离子能量关系。结果表明:不同的离子能量可以得到不同折射率的薄膜,无氢类金刚石薄膜的折射率在2.5～2.7之间变化;通过改变工艺条件来制备不同折射率的薄膜,和不同折射率的基底材料相互匹配;折射率和光学能隙随离子能量具有相反的变化趋势,和理论预测的趋势相一致;对于硅、锗等红外材料,要求的薄膜应具有1.8～2.1左右的折射率,因此提出一种基于物理汽相沉积和化学汽相沉积两种相互结合的方法,来降低薄膜的折射率,以达到和硅、锗等材料的折射率匹配。