三明治型多层膜楔形金属狭缝阵列的宽频透射

基于非共振原理的异常光学透射(Extraordinary Optical Transmission,EOT)现象可以实现宽频带透射,对宽频带光子器件的设计具有重要意义.金属狭缝纳米结构由于结构简单、易于集成、耦合效率高,常在纳米结构器件中用于构建光源.但金属亚波长狭缝结构一直存在透射率低的问题.为实现金属狭缝的宽频带高透射率,本文设计了三明治型多层膜楔形金属狭缝阵列,并应用有限元方法研究了该结构的透射特性.结果表明:与单层膜楔形金属狭缝阵列相比,多层膜楔形金属狭缝阵列在透射光谱中可产生多个透射峰,并且在红外波段可实现增强透射和宽频带透射;由于楔形狭缝从入射口到出射口逐渐变细的结构特点,狭缝从入口到出口阻抗逐渐变化,在介质层内及狭缝出口可实现局域电场增强.此外,本文还研究了楔形狭缝入口宽度、介质层厚度、介质层位置、金属薄膜总厚度及狭缝周期等对多层膜楔形金属狭缝阵列透射特性的影响.研究结果将对设计具有宽频带透射的多层膜结构及在纳米光源设计、集成光路研究、光电子电路应用方面有一定的指导意义.     

多层膜金属狭缝阵列的光学异常透射特性

本文设计了多层膜金属狭缝阵列,并用有限元方法研究了该阵列的透射特性.结果表明,与传统的单层薄膜金属狭缝阵列相比,多层膜金属狭缝阵列可以实现介质层内局域电场增强,并在透射光谱中产生多个透射峰.此外,本文还研究了介质层的厚度、位置周期等对多层膜金属狭缝阵列透射特性的影响,这些结果将对调节透射峰的位置及更深刻理解多层膜金属狭缝的光学异常透射现象具有一定的指导意义.     

金属-介质多层膜的光学特性

分析了层结构对含极薄金属膜的金属－介质多层膜光学特性的影响，以及金属膜的光学常数及复合膜的光学特性与膜厚的关系．当金属膜为岛状膜时，多层膜的红外反射特性与岛状膜的几何参数有关，计算所得反射率与实验结果一致     

金属—介质多层膜的光学特性

分析了层结构对含极薄金属膜的金属－介质多层膜光学特性的影响，以及金属膜的光学常数及复合膜的光学特性与膜厚的关系。当金属膜为岛状膜时，多层膜的红外反射特性与岛状膜的几何参数有关，计算所得反射率与实验结果一致。     

减反膜衰减器对损伤阈值的影响

提出了一种抗激光损伤的激光能量衰减器。采用减反膜,角度调节,对于YAG脉冲激光器实现能量的衰减。根据光学介质薄膜驻波场理论,通过对减反膜膜层内驻波场的设计,以及对膜层厚度的控制和调节,设计减反射膜层,可提高光学薄膜的激光损伤阈值。     

宽波带高反射率介质膜的研究

本文从多层介质薄膜的特征矩阵方程出发概述了反射率透过率计算的一般理论。对于以λ／４高折射率介质和λ／４低折射率介质为基本周期的膜系的高反射率波带宽度进行了分析。给出利用一个中心波长λ／４膜系迭加另一个中心波长λ／４膜系中间插入补偿层的展宽波带的方法。 理论计算表明，在Ｋ－９玻璃上高折射率介质用硫化锌，低折射率介质用氟化镁，用两个１５层的λ／４膜系中间插入一层补偿层即可得到覆盖可见光区的宽波带高反射率。 在真空镀膜机上研制的膜片实测结果与理论计算基本相符。文中介绍了镀膜工艺的特点。所镀制的宽波带激光反射镜用于氦镉空阴极放电白激光器得到４４１６Ａ，５３Ｔ８Ａ，６３６０Ａ等多谱线激光输出大于５０毫瓦。     

极紫外和软X射线多层膜光学

综述了极紫外和软X射线多层膜光学及其应用，指出了极紫外和软X射线光学的优点和难点。在软X射线激光诊断高温高密度等离子体的干涉实验中，迫切需要既有一定反射率、又有一定透过率，同时具有很高面形精度的半反半透多层膜和高反射率多层膜组成的X射线激光干涉仪，以实现对高温等离子体临界面附近电子密度的诊断。在分析软X射线多层膜偏振特性基础上，设计了类镍银软X射线激光干涉仪用半反半透多层膜，并用离子束溅射方法制备了这样的元件，同步辐射反向率和透过率测试表明已制备的半反半透多层膜达到了进行软X射线干涉实验的要求。     

光学介质膜系的计算与自动选择

本文介绍了用国产 X—2型电子计算机计算光学多层介质膜系光谱特性的一种方法,并与样品的实测结果进行了对照。对照的结果是满意的。还介绍了根据给定的要求和条件运用最小二乘法,由电子计算机自动选择多层介质膜系最佳方案的方法。     

多层介质膜透、反射因子的矩阵计算

众所周知,为了改进光学仪器的性能,往往需要在光学元件上镀介质膜以增加光在该元件上的透射或反射。本文由单层介质膜入手,主要阐明如何用矩阵的方法简洁地描述多层介质膜的光学性质,并由此对多层介质膜的透射因子和反射因子进行计算,最后用计算结果指明镀介质膜应注意的结构要求.     

基于液滴锡靶LPP-EUVL光源多层膜的溅射损伤研究

基于Navier-Stokes方程的自相似解,研究了最小质量限制液滴Sn靶激光等离子高能离子的时空分布特性,并将该结果应用于高能离子碎屑刻蚀导致的极紫外光刻(EUVL)光源收集镜寿命的评估.对于不同的绝热膨胀指数γ＝1.67、1.3和1.1,数值计算了激光等离子体平均电离度、等离子体羽辉尺寸、羽辉膨胀速率和离子动能随时间的演化,并得到了高能Sn离子碎屑通量的角分布及其轰击溅射Ru、Mo和Si膜的溅射产额及溅射刻蚀速率.研究发现,激光液滴靶等离子体中的高能Sn离子对Mo,Si多层膜的溅射刻蚀率的角分布满足cos3θ的关系.对EUVL光源而言,为了延长EUV收集镜寿命,降低激光等离子体电离度和采用最小质量限制液滴Sn靶是一条有效的途径.     

单束高阶高斯光束中介质球的受力分析

提出一种处理激光光束捕获控制微小生物体受力问题的数学模拟分析方法,从光的粒子性出发,以介质球为模型计算,讨论在高介高斯光束下介质球的受力情况,此模拟分析方法可应用于其它类型的输入波型和不同形状的微粒,结果表明,受力的大小和方向受到光自身的偏振状态,阶次,波长,介质球的线度,以及在光束中相对的位置,周围介质等因素的制约,最后,讨论影响作用力的主要因素。     

偏振耦合实现分布反馈光纤激光保偏输出

提出了一种通过偏振模式耦合方式实现分布反馈光纤激光器保偏输出的方法,分布反馈光纤激光器是由刻写在有源光纤上的相移光栅构成的一种窄线宽光源。由于侧面紫外曝光过程造成的光纤极化,这种光纤光栅激光具有线偏振特性,但光路结构一般是由单模光纤构成,因此激光的线偏振特性无法保持。通过监测激光偏振耦合输出功率,可以间接识别激光线偏振方向,将激光线偏振方向和保偏尾纤二次耦合熔接,可以实现窄线宽分布反馈光纤激光的保偏输出。实验得到了偏振消光比大于30 dB,输出稳定线偏振光的分布反馈光纤激光器,且激光效率、线宽、噪声等较原始单模输出时均未发生明显变化。     

金属目标表面的反射激光偏振特性

 针对目前激光近程探测时仅利用漫反射回波强度信息抗干扰能力差的问题,提出基于激光偏振特性的目标探测方法,对金属目标表面的激光偏振特性进行了分析,给出了偏振反射的模型,并对典型金属目标的表面偏振反射特性进行了仿真.通过对反射光Stokes矢量的分析表明,线偏振光或圆偏振光经过金属表面反射后变为椭圆偏振光,其椭圆度和方位角随金属材质的不同而呈现不同的变化规律,将反射的偏振特性作为区分不同材料目标的依据,可提高探测系统的抗干扰性能.     

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明：采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.     

超衍射相位板设计

对超衍射理论进行了研究和分析,通过利用优化算法设计了对应于横向、纵向,特别是三维超衍射的3种二元相位元件;模拟结果表明在飞秒激光微加工系统中,考虑双光子效应,这种相位元件的超衍射性能尤为理想.讨论了光源的光谱范围对相位元件超衍射效果的影响,结果表明当光谱较窄时,超衍射性能几乎与使用单波长光源时一样.所设计的超衍射相位元件可以应用于飞秒激光加工系统.     

焊接工艺参数对锚拉管焊接残余应力的影响

为了实现不同焊接工艺参数下残余应力的预测,进一步优化相应的焊接工艺,采用数值模拟与试验对比方法研究锚拉管焊接残余应力.利用有限元软件ANSYS模拟T形焊接试件残余应力并与实测应力值作对比,验证了数值方法的准确性.在此基础上,对不同的焊接电压、电流和速度等焊接工艺参数下的锚拉管残余应力进行数值模拟和对比分析.结果表明,锚拉管焊接残余应力与焊接电压、电流呈正相关关系,焊接电流对焊根处纵向残余应力峰值影响较大;与焊接速度呈负相关关系,速度越大,沿焊缝方向上的纵向残余应力明显减小,分布更加均匀,当达到5mm/s时,会出现锚拉管未完全焊,应力峰值位置发生偏移的情况;焊接速度可作为主要的控制参数.基于分析结果,提出锚拉管断面纵向残余应力分布简化模型,以便给锚拉管焊接残余应力研究提供参考.     

随机粗糙表面近红外光散射特性数值研究

为了研究随机粗糙表面的近红外光散射现象,采用线性滤波法生成高斯分布随机粗糙表面,使用基于矩量法的蒙特卡罗方法计算波长为1.064μm的S和P线偏振入射光照射下的良导体和电介质表面的散射分布、散射峰值及其位置等.数值计算结果表明,良导体和电介质表面的散射特征具有显著差异.该结果对提高激光雷达目标识别能力具有重要意义.     

Order-Disorder Phase Transition and Dielectric Mechanism in Relaxor Ferroelectrics

IntroductionSince Pb(Mg1/ 3Nb2 / 3) O3(PMN) was first syn-thesized by Smolenski and Agranovuskaya in thelate1 950 s[1] ,a series of relaxor ferroelectrics withcomplex perovskite structure whose dielectric andferroelectric properties are rather different fromthose of normal ferroelectrics have been studied.For the lead- based relaxor ferroelectrics,thedielectric permittivity is unusually high,thesintering temperature is rather low,and thetemperature coefficient of capacitance is quitesmall,w…     

激光熔凝温度场的数值计算

利用激光圆形光斑对和性的特点,建立了激光表面快速熔凝条件下温度的二维数值模型,边界条件点源模型推导,同时采用SIMPLE算法进行计算,在保证精度的条件下简化了计算（相对于三维）,计算结果与实验结果吻合良好,表明这种算法在一定条件下能够凝确的反映激光表面熔凝过程中,熔池纵截面的温度场信息及激光和理熔过程中生长界面的形态。     

水导激光加工光源选型与材料蚀除研究

水导激光加工系统中光源的输出参数对其加工能力有极为重要的影响.为进一步拓宽水导激光加工的应用领域,针对光源选型问题,建立了激光与水相互作用的物理模型.利用龙格库塔方法对不同脉宽和波长的激光辐照下水中焦点区域自由电子密度的演变过程进行数值模拟计算,探究了多光子电离、雪崩电离、电子扩散以及电子重组等物理进程对自由电子密度的影响,明确了不同激光参数下水的理论击穿阈值,并进行相应的实验验证.在此基础上选取合适的激光光源进行水导激光刻划304不锈钢的实验.结果表明,合适的激光光源可以在提升激光与水射流耦合效率、降低耦合损耗的同时,抑制加工过程中形成的热缺陷,实现高质量的水导激光加工.