薄金属膜光学常数的椭偏法测定

依据椭偏测光法的原理,采用内外反射法测量透明基底上薄金属膜的光学常数的厚度,并在计算机上利用单纯形法计算得到薄金属膜的折射率、消光系数和几何厚度,并对数据进行了系统误差的修正。     

单次扫描技术确定金属薄膜的厚度和介电常数

该文提出了一种改进的衰减全反射结构，并用单个激光光束同时激发了表面等离子波和修正的长程表面等离子波，根据反射率曲线中这两个等离子波的吸收峰，可直接确定结构中金属薄膜的厚度和介电常数。     

TiO2薄膜厚度及其光学常数的测量

描述了非线性回归模型在ＴｉＯ２薄膜的光学常数及其厚度测量中的应用。利用薄膜在可见光范围内的光谱特性使用曲线拟合技术对它的光学常数进行了测量。研究结果表明,这种方法可能简单、高效地应用于对薄膜厚度及其光学常数的测量。     

亚波长十字型MIM等离子波导滤波器

运用时域有限差分方法(FDTD)方法数值研究了一种亚波长十字型金属—绝缘体—金属(MIM)等离子波导结构的透射属性.结果表明该结构的透射极小值与十字型切口的长度密切相关,表现出良好的滤波性质.十字型切口被直MIM等离子波导分为上下两段,每一段独立构成一个驻波谐振腔.当各段长度独立满足驻波谐振条件时,该结构均会产生透射极小值.     

左手材料上表面等离子体激元的研究

针对存在于半无限左手材料表面上的表面等离子体激元,研究其p型极化时的色散关系;通过棱镜耦合得到衰减全反射谱,论证实验上观察表面等离子体激元的可能性;分析各种参数对实验观察p极化表面等离子体激元的影响,发现不同的参数对表面等离子体激元与隐失波的共振频率及共振强度均有着不同影响。     

用有效介质理论模拟Ag/AAO纳米有序阵列复合结构光学常数

运用Maxwell—Garnett有效介质理论，计算了Ag／阳极氧化铝（AAO）纳米有序阵列复合结构的光学常数（250～2000nm波段），探讨了Ag组分的体积分数对Ag／AAO光学常数的调制作用和Ag纳米粒子的长径比对其表面等离子共振吸收的影响．模拟结果表明，随着Ag组分体积分数的增加，在小于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部和折射率均逐渐减小，而介电函数虚部和消光系数逐渐增大；在大于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部、介电函数虚部及折射率均逐渐增大，消光系数则变化较小．模拟结果显示出Ag纳米粒子的长径比与复合结构表面等离子共振吸收峰位有较强的相关性．另外，理论模拟预期透射谱也与实验透射谱变化趋势一致．     

多孔氧化铝膜的制备及其光学性质

提出了一种制备具有周期结构金属薄膜的新方法--阳极氧化法制备多孔氧化铝膜.以草酸为电解液,制备出了几种表面孔径不同的多孔氧化铝膜,并在其表面镀银制得样品.用场发射扫描电镜观察多孔氧化铝膜的表面形貌,并采用光谱仪测定了样品的透射光谱.研究发现,由于表面等离子激元波(surface plasmon polaritons, SPPs)的作用,在可见光波段观察到了透过率异常增强现象.     

焦散线实验方法中应力光学常数问题的探讨

本文对焦散线实验方法中的应力光学常数作了推导。对容易出现的错误作了记明,得出了应力光学常数的统一表达式,并通过实验对所得结论做了验证。     

涂覆石墨烯的电介质纳米盘的表面等离激元回音壁模特性

提出涂覆单层石墨烯的电介质纳米盘结构,并利用有限元方法数值解析这种纳米结构的表面等离子激元回音壁模的电磁场特性.计算并分析品质因子(Q值)、模式体积随着电介质纳米盘半径大小、石墨烯化学势和谐振频率的变化规律.结果表明:当纳米盘的半径为5 nm,石墨烯化学势为0.9 eV时,其品质因子高达195,对应模式体积小于2×10^-7(λ₀/2n)³.     

表面等离激元亚波长光波导滤波器研究进展

综述了本研究小组有关单齿、多齿、侧耦合腔、迂回型等结构的表面等离激元波导滤波器的研究进展.在单齿状金属-电介质-金属波导结构的研究基础上,发展出对称和非对称多齿结构以及侧耦合腔型反射式滤波器、低通波长和高通波长滤波器等其他结构.时域有限差法模拟揭示了它们均可具有一定的波长选择特性,对称多齿结构展现一个宽的陡峭禁带,不对称多齿结构却能实现窄带滤波功能.分析和模拟研究均表明谷或峰的中心波长与齿的深度或宽度有关;截止型结构的截止波长则可通过改变结构的相应长度和宽度等参数来选择.这些滤波器结构有可能应用于未来的纳米集成光学回路.     

激光超声测量金属材料弹性常数实验与有限元分析

利用激光诱导产生的多种模态超声波的波速反演金属铝板的弹性常数.实验中将脉冲激光聚焦成线源在铝板表面诱导超声波,采用双通道非接触接收表面波的时域信息并测算其速度.在有限元分析中,将激光等效为时间和空间上均满足高斯分布的脉冲载荷,建立热力耦合分析模型对激光诱导超声波的过程进行模拟,提取超声信号的时域信息并计算表面波和纵波速度,利用声弹性方程得到铝的弹性常数.数值结果与理论值相吻合,表明建立的激光超声力学模型能够有效模拟激光诱导超声波的物理过程,为进一步利用激光超声技术研究材料力学性能提供了依据.     

几种常用光学方法测量薄膜厚度设计

随着科技的进步和精密仪器的应用,薄膜厚度的测量方法层出不穷,准确测量薄膜的厚度和光学常数在薄膜的制备和应用中起着关键的作用,直接关系到该薄膜材料能否正常工作。本文通过对薄膜的光学测量方法进行归类,列举其中一些测量方法在教学中的应用。     

新的数值积分法及其在光学常数计算中的应用

针对利用K-K转换关系计算光学常数时,需要对实验测得光反射谱的离散数据进行数值积分,而利用通常的数值积分方法存在较大的偏差,提出了一种新的数值积分法,即双抛物线比例内插法(DPPIM).该方法在分段二次插值的基础上,将两条二次插值曲线在其重叠区间按比例组合,得到一条光滑的三次插值曲线.将该光滑曲线在整个区间上积分,就可有效解决无边界条件、复杂离散数据的数值积分问题.利用实验测量的单晶硅光反射谱,计算了单晶硅的光学常数、能带特性.计算结果表明,DPPIM方法在处理复杂离散实验数据的数值积分方面具有优越性.     

过渡金属钨钼碳化物和氮化物的弹性常数计算

利用局域密度泛函理论和LMTO-ASA方法结合线性弹性理论,从第一原理计算了B1结构的WC、MoC、WN和MoN晶体的弹性切变模量C_(11)-C_(12)和C_(44),再由体弹性模量B_o=(C_(11)+2C_(12))/3求得上述四种晶体的弹性常数C_(11),C_(12)和C_(44),由于目前尚无上述四种晶体的弹性常数实验数值,本文的计算结果可作为一种理论预测值。     

薄膜厚度对Cu膜光电性能的影响

在室温条件下,用直流磁控溅射Cu靶制备出了不同厚度的Cu膜,测量了Cu膜的光学透过率和面电阻,分析了光电性质薄膜厚度的变化情况．实验结果表明,随着Cu膜厚度的增加,其光学透过率逐渐减小,透过率在波长为580nm处出现峰值．Cu膜的面电阻随薄膜厚度的增加先急剧减小,然后减小变得缓慢,最后趋于定值．理论模拟了Cu膜的光学透过率随薄膜厚度的变化和光学透过率随入射光波长的变化,理论模拟结果与实验结果吻合．     

纳米级光纤探针的拉制与镀膜

光学显微镜希望能够得到更高的分辨率 ,作为高分辨率探测系统中的关键部分——纳米级光纤探针的研制则显得尤为重要 .介绍一种利用激光器加热 ,通过重物在光纤一端拉制并进行镀膜的方法 .采用该方法可得到尖端曲率半径小于 4 0 nm的光纤探计     

关于立式罐大容量计量的具导轨光学测量法

论述一种世界新型的立式大容量计量的“具导轨光学测量法”及由作者研制的“标准测量仪”的工作原理、结构与测量误差分析等，指出其具有测量准确度高、免除高空作业、抗风性强、不受被测罐体障碍物影响、测量速度快等特点。结果表明，以该方法研制的仪器对罐的径向偏差测量的范围不确定度（范围因子ｋ＝２）不大于２ｍｍ，并具有圈板高度、罐倾斜、罐底量等多种测量功能，不仅适于罐外测量，而且适于罐内测量。     

四方ZrO_2弹性常数、电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了四方ZrO2的弹性常数、电子结构和光学性质.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值相符;计算结果表明四方ZrO2的晶体结构是稳定的,四方ZrO2属于间接带隙氧化物,禁带宽度为4.06 eV.经带隙校正后,计算得到四方ZrO2在(100)和(001)方向上的光学线性响应函数随光子能量的变化关系,包括复介电函数、复折射率、反射光谱、吸收光谱、损失函数和光电导谱;计算得到其静态介电常数在(100)和(001)方向上分别为4.83和4.30;折射率分别为2.20和2.07;计算结果表明了四方ZrO2在(100)和(001)方向上具有光学各向异性,这为四方ZrO2的应用提供了理论依据.     

测量单模光纤截止波长的一种新方法

提出了一种测量单模光纤截止波长的新方法──光学匹配滤波法．讨论了测量原理和测量装置，给出了初步实验结果．