黑曲霉孢子红外波段消光性能研究

采用压片法对黑曲霉孢子2.5~15 m 波段的反射光谱进行了测量。针对采集的光谱数据,利用Krames-Kronig（K-K）关系对黑曲霉孢子2.5~15 m 波段的复折射率进行了计算。然后,根据Mie 散射理论求出了2.5~15 m 波段黑曲霉孢子质量消光系数,并对结果进行了分析和讨论。分析结果表明,在粒径r=1.2 m 时,黑曲霉孢子在2.5~15 m 波段的平均质量消光系数为0.68 m2/g,随着粒径的增大,平均质量消光系数单调减小;与常见无机物相比,黑曲霉孢子在2.5~15 m 波段具有较好的消光性能,而且在保证一定消光性能的情况下,黑曲霉孢子的粒径尺寸要求相对较宽。     

石墨烯红外波段复折射率及消光性能研究

石墨烯是一种新型二维纳米碳材料,在红外干扰方面具有很大的潜在应用价值,其红外消光特性值得深入研究。文中利用红外椭偏仪测量了石墨烯压片在红外波段的椭偏参数,计算得到其红外波段的复折射率,采用离散偶极近似(DDA)方法计算了石墨烯在2~14 μm波段的效率因子、消光系数与入射波长、粒子直径和厚度的关系。计算结果表明,石墨烯在2~14 μm波段具有优异的红外消光性能,其消光性能主要取决于材料的吸收性能,吸收作用大于散射作用,同时粒子对近、中红外辐射的消光性能明显好于远红外波段;消光效率因子和消光系数随波长增加逐渐减小;消光效率因子随粒子直径的增加而增大,近、中红外波段的消光系数大于远红外波段,其中直径0.25~1 μm粒子的消光系数最大,直径1~4 μm粒子的消光系数随直径增加逐渐减小,直径大于4 μm的粒子对各波段红外的消光能力受粒度变化的影响很小;消光效率因子随粒子片层厚度的增加逐渐增大,近、中红外波段的消光系数随厚度的增加有所减小,而远红外波段的消光系数受粒子厚度变化影响不大。     

纳米石墨烟幕对红外激光的消光特性研究

文中分析了纳米石墨作为烟幕干扰材料的吸波特性,在喷洒纳米石墨质量不同的情况下,利用烟幕箱测试了1.06μm和10.6μm两种波长激光透过率与时间的关系曲线,用滤膜称重法测量了纳米石墨烟幕在不同时间段的质量浓度,从而测得了纳米石墨对两种红外激光的平均质量消光系数,分别为1.2791m2·g-1和1.0252m2·g-1,表明纳米石墨对红外激光具有显著的干扰效果.     

膨胀石墨红外消光性能研究

膨胀石墨是一种新型多波段无源干扰材料.为测试膨胀石墨红外消光性能,在分析烟幕消光机理的基础上,利用烟箱测试了膨胀石墨烟幕对3～5 μm、8～12 μm两个波段红外的透过率与时间的关系曲线,用滤膜称重法测量了膨胀石墨烟幕在不同时刻的质量浓度,计算了膨胀石墨烟幕在两个红外波段的平均质量消光系数,分别为0.8013 m<'2>·g<'-1>和0.6187 m<'2>·g<'-1>.结果表明,膨胀石墨烟幕具有良好的红外消光和干扰效果,在红外对抗领域具有广阔的应用前景.     

石墨烯烟幕红外激光消光性能研究

石墨烯片具有质轻、层薄、比表面大的优点,满足烟幕材料所需的要求.为了探索石墨烯在干扰红外成像制导武器方面的应用,利用20m3烟箱,通过快速热引爆石墨烯原材料获得烟幕的方法,测试了烟幕在1.06 μm激光的透过率曲线以及8～14μm波段的红外图像的遮蔽特性,获得了烟幕对1.06μm激光和8～14μm红外波段的平均质量消光系数均在2.0 m2.g-1以上,对红外光具有显著的干扰效果.分析了烟幕粒子的扫描电子显微图像、透射电镜图和X射线衍射图谱,结果表明所制备的烟幕粒子为石墨烯片组成,石墨烯烟幕粒子的微观结构有利于对红外光的吸收和散射.     

典型气溶胶粉体红外消光性能研究（特约）

气溶胶粉体是烟幕弹药的核心组成部分,其红外消光性能直接决定了烟幕的红外遮蔽效果。选择石墨粉和铝粉两种典型的气溶胶粉体作为研究对象,通过烟箱实验,测量了不同粒径的两种材料的质量消光系数,分析了粉体粒径对气溶胶红外消光性能的影响,探讨了引起两者红外消光性能差异的原因,考察了在烟箱实验中目标温度等因素对测试结果的影响。结果表明:对于所测试的几种样品,在同等条件下,气溶胶粉体粒径越小,其质量消光系数越大,红外消光性能也就越好;铝粉的红外消光性能要好于石墨的,1 000目铝粉的中红外（3.7～4.8 μm）和远红外（7.5～14 μm）质量消光系数为分别为1.78 m2/g和2.01 m2/g,显著优于1 000目石墨粉体的值（1.02 m2/g和1.01 m2/g）,石墨与铝粉之间的分散性、径厚比和折射率等特性的差异是导致这一现象的主要原因;烟箱实验中,目标和背景的初始温度对测试结果影响较大,应该对它们进行合理设置,以提高测量的准确性。     

沙尘暴对红外辐射的消光特性分析（特约）

基于Mie散射理论和Monte Carlo方法,分析了国内七种模态沙尘暴对0.86~20 μm波段红外辐射的消光和衰减特性。研究结果表明:对于小尺寸的沙尘粒子,在近、中波红外,消光效应主要是散射作用的结果;对于大尺寸的沙尘粒子,红外消光是吸收和散射共同作用的结果。比较了沙尘暴单次散射和多重散射产生的衰减率差异,多重散射的衰减率小于同一条件下的单次散射衰减率,差异随可见度的增大而减小,基于Monte Carlo方法计算的多重散射衰减率比消光系数更能全面反映沙尘暴对红外辐射强度衰减的影响。六种大颗粒模态沙尘暴比小颗粒模态沙尘暴的红外衰减强度大,衰减率基本随着波长的增大而增大;小颗粒模态沙尘暴的衰减率随波长的变化有明显的起伏,在7.9~12.5 μm范围内有峰值,在13~20 μm范围内衰减率对波长不敏感。     

液体包覆对石墨微粒红外消光特性的影响

本文较为详细地阐述了球形粒子和多层微球光散射的基本理论,利用这两种理论模型计算了包覆柴油和水等不同介质层前后石墨的质量消光系数.计算结果发现,在所计算的范围内,当石墨外层包覆水时,包覆的水会造成石墨粒子消光性能下降;当石墨外层包覆柴油时,在一定的范围内(主要受波长影响),包覆的柴油有助于提高石墨粒子的消光性能;而当包覆的柴油量超过一定的范围后,包覆的柴油会造成石墨粒子的消光性能下降.     

石墨烯远红外消光性能测试研究

为了研究石墨烯的红外消光性能,采用氧化还原法制备了石墨烯,并通过扫描电镜图像、X射线衍射图谱确认了石墨烯的结构;利用烟幕箱实验和溴化钾压片法,测试了石墨烯的红外消光性能,并在同等条件下与石墨、碳纤维的消光性能进行了比较。结果表明：石墨烯在远红外波段的红外消光性能非常优异,对于8～14μm远红外波段,其平均质量消光系数约为2.10 m2/g,是同等条件下石墨平均质量消光系数的2.39倍,碳纤维的3.56倍,比传统的碳材料烟幕具有更好的红外干扰能力;溴化钾压片测试也表明,石墨烯在中远红外波段均表现出非常好的红外消光能力,优于传统碳材料烟幕。     

CdTe单晶的红外消光特性

本文模拟计算了ＣｄＴｅ中Ｔｅ沉淀相对红外光的散射吸收作用及其对入射光能量和Ｔｅ沉淀相尺寸的依赖关系,根据光透射比分别处理了ＣｄＴｅ的吸收和Ｔｅ沉淀相的散射吸收消光作用．结合光致发光和电学特性的研究,讨论了Ｃｄ气氛中的退火对ＣｄＴｅ晶体的红外消光特性的影响．     

不同取向金刚石薄膜的红外椭圆偏振光谱特性研究

采用红外椭圆偏振光谱仪对HFCVD方法所制备的不同取向金刚石薄膜的光学参数进行了测量.结果表明(001)取向金刚石薄膜具有较佳的光学质量,在红外波段基本是透明的.在2.5~12.5μm红外波长范围内,(001)取向金刚石膜的折射率和消光系数几乎不随波长的改变而变化,折射率为2.391,消光系数在10-5范围内;对于(111)取向金刚石膜,其折射率和消光系数随波长的改变有微小变化,折射率和消光系数都低于(001)取向膜.通过计算拟合得到(001)取向金刚石膜的介电常数为5.83,优于(111)取向膜.     

地面目标红外辐射及防护研究

本文从红外辐射的最基本理论出发,研究了地面目标的红外辐射及影响地面目标红外辐射的因素。通过对红外辐射的大气传输的研究,得到了红外系统的作用距离公式,举例计算了红外系统探测距离与目标温度、大气消光系数等一些典型参量之间的关系。最后讨论了地面目标红外防护的方法。     

高折射率材料吸收特性对193 nm HfO2/SiO2,Y2O3/SiO2,Al2O3/SiO2多层膜反射特性的影响

由单层HfO2，SiO2，Y2O3，Al2O3膜求出其折射率和消光系数色散曲线，据此计算出HfO2／SiO2，Y2O3／SiO2，Al2O3／SiO2的193nm多层膜反射膜曲线，并用电子束热蒸发的方法进行镀制。由分光光度计测量样品的透射率和绝对反射率，求出了各种膜层的吸收曲线。结果发现HfO2／SiO2，Al2O3／SiO2反射率实验结果与理论结果吻合得很好，而Y2O3／SiO2的理论曲线偏高。通过模拟Y2O3／SiO2的反射率曲线发现Y2O3的消光系数远大于由单层膜实验得出的结果。这说明Y2O3膜层的吸收特性与薄膜的制备工艺密切相关。     

红外发射率控制方法及机理研究

红外发射率的控制具有广泛的用途,根据电磁波理论,讨论了物体表面的发射率与折射率的关系,折射率大的物体发射率低.电致变色材料是一种可控制其表面折射率和发射率的材料.以氧化钨为例探讨了发射率的控制方法.利用电场对三氧化钨薄膜进行离子和电子的共注入和共抽取,三氧化钨中的载流子浓度发生了变化,折射率和红外发射率也发生了变化.     

聚合物光波导放大器材料的光学参数及器件制备

使用甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙稀酸环氧丙酯(GMA)共聚,并加入双酚A环氧脂(bis-phenol-A-epoxy)来调节折射率,制备了无源波导材料.使用铒的配合物ErYb(DBM) 2M和MMA、GMA共聚,再加入双酚A环氧树脂调节折射率,制备了用于光波导放大器有源波导料使用椭偏仪对无源和有源的聚合物薄膜的折射率、消光系数和厚度进行了测量.无源的聚物折射率随着环氧树脂含量的增加而线性增加.铒的配合物共聚进聚合物基质中使1.55 μm波段折射率和消光系数增加.无源和有源波导材料的折射率可调节范围在大约在1.48～1.53厚度可调节范围大约在1～6 μm.用有源聚合物材料作芯层、无源聚合物材料作包层,制备了1.55 μm单模有源波导,并得到了圆形的近场光斑.     

颈椎病治疗前后的红外热像分析

应用医用远红外热成像仪,采集临床确诊颈椎病患者及随机人群项背区红外热图,16级色码表达,IRIAS专用软件定位、定量,统计学处理。结果显示,颈椎病治疗前后的红外热像表达,具有明显的定位、定量规律,它可准确表达针灸治疗颈椎病的时效关系。     

基于透射光谱的类金刚石膜光学参数反演

为解决光谱反演法确定透明固体光学常数的一些问题,如存在反演误差、计算耗时等。本文基于传统的双厚度透射率模型,建立了厚度满足整数比的两个光谱透射率方程。通过代数运算获得了与消光系数有关的多项式方程,求解并选择大于0小于1的实数根来计算消光系数;然后求解关于界面反射率的一元二次方程,选择大于0小于1的根来计算折射率。在确定光学常数的过程中,新方法没有反演误差、迭代计算耗时及多值问题。作为应用示例,利用已知文献中的双厚度透射率实验数据计算了CaF₂和Si的光学常数,并和文献的结果进行了比较。结果表明,新方法优于传统的光谱反演法,新方法为透明固体光学常数的高精度确定提供了新选择。     

GaN基多层结构椭偏测试模型优化和光谱研究

利用椭圆偏振测试仪,对n+AlGaN/n-AlGaN/超晶格(SL)/AlN/蓝宝石多层复杂结构的椭偏测试方法进行了研究,其中SL层为AlGaN/GaN多层量子阱结构,将其简化为单层处理。通过改变测试条件进行多次测量,分析了结构模型、算法模型及不同入射角度对测试结果的影响,得到了最优测试结构模型和算法模型:粗糙度层(有效介质近似EMA模型)/n+AlGaN(柯西Cauchy模型)/n-AlGaN(Cauchy)/SL(EMA)/AlN(Cauchy)/蓝宝石。选择55°为入射角,在300～800nm波长测试得到了各层膜厚和光学常数谱。结果表明,椭偏测试所得各层膜厚度与工艺给出数据相符,但SL层厚度相对而言有较大偏差,这与其结构复杂性有关,尚待进一步研究。各层折射率色散关系正常,n+AlGaN层折射率与n-AlGaN层折射率相比偏小,这与其较高浓度和较大损伤有关。     

直流磁控溅射制备a-Si:H膜工艺及其在激光器腔面膜上的应用

利用直流(DC)磁控溅射方法制备氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜。研究了氢气流量、溅射源功率对膜的沉积速率、氢含量(CH)以及光学性能的影响。通过傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱计算氢含量,其最大原子数分数为11%。用椭偏仪测量了膜的折射率n和消光系数k,发现a-Si∶H薄膜的k值和n值都随CH的增加而减小。将优化的实验结果用于半导体激光器腔面高反镜的镀制,a-Si∶H薄膜在808 nm波长处的n和k分别为3.2和8×10-3,获得了良好的激光输出特性。     

Optical and Dielectric Properties of Chalcogenide Glasses at Terahertz Frequencies

Terahertz time‐domain spectroscopy has been used to study the optical and dielectric properties of three chalcogenide glasses: Ge₃₀As₈Ga₂Se₆₀, Ge₃₅Ga₅Se₆₀, and Ge₁₀As₂₀S₇₀. The absorption coefficients α(ν), complex refractive index n(ν), and complex dielectric constants ?(ν) were measured in a frequency range from 0.3 THz to 1.5 THz. The measured real refractive indices were fitted using a Sellmeier equation. The results show that the Sellmeier equation fits well with the data throughout the frequency range and imply that the phonon modes of glasses vary with the glass compositions. The theory of far‐infrared absorption in amorphous materials is used to analyze the results and to understand the differences in THz absorption among the sample glasses.