YAG晶体端面的高反硬膜

YAG 晶体棒端断上的硬质氧化物高反膜是采用TiO:和ZrO:混合物做高折射率材料,SiO_2做低折射率材料,交替λ/4多层硬质介质膜系,以提高激光器使用寿命.现已取得满意结果,并在实际中使用.1 反射原理1.1 如何确定高反射带用折射率高、低交替的λ/4厚度介质膜系,只要层数足够多,能得到近于100%高的反射率.多层介质膜特征矩阵的基本周期矩阵表达式为:     

等效折射率模型分析二维光子晶体微谐振腔模态

 采用数值计算方法,利用等效折射率模型研究不同折射率材料制造的二维光子晶体微谐振腔的模态。发现可以通过增加薄膜厚度达到良好的光子局域化。讨论了薄膜层材料折射率分别为n=3.42,2.50,1.80,1.60,薄膜层厚度分别对应为0.1529,0.2182,0.3341,0.4003μm,其等效折射率分别对应于2.81,2.23,1.52,1.38时,达到良好光子局域,说明介质材料与空气折射率差值小的光子晶体微谐振腔结构若要有好的光子局限能力,除了需要靠介质材料本身的全反射效应外,还需有足够厚的膜层厚度。从而找到一个能控制光场分布同时维持单模振荡的机制,揭示微谐振腔体薄膜层厚度对模态影响,为实际研制具有高质量微谐振腔提供了一种较好的预估手段。     

可见光消偏振介质分光薄膜的研制

在现代光学测试和光学应用中,基于分束镜的分光效率特点,研制出了一种高稳定性的介质消偏振分光膜。光消偏振介质分光薄膜采用了等效折射率和等效厚度的选材方式,并对高低折射率材料的匹配进行了优化处理,得到了高低折射率材料组合的优选结果。发现了中心波长对消偏振分束镜的反射光与透射光影响的因素,探讨了一种低误差灵敏度的高稳定性介质分光膜设计方法,其特点是膜系结构简单,易于批量生产,并研制出较为理想的宽波段与广角度变化的中性介质分光膜。     

Kerr非线性效应对通过金膜狭缝阵列透射特性的影响

基于严格的有限时域差分方法, 研究了填入非线性Kerr介质的金膜狭缝阵列的增强透射特性. 结果表明： 在所研究的波长范围内出现的共振透射峰是表面等离子体共振和局域波导共振共同作用的结果. 详细分析了金膜狭缝阵列中填充的非线性介质的厚度、三阶磁导率、线性折射率以及入射光强对透射特性的影响. 发现填充在金膜狭缝阵列中的非线性介质的厚度、三阶磁导率、线性折射率和入射光强度等参数的微小变化就能导致透射共振峰的峰值和峰中心波长的明显改变. 这些研究结果或许有助于设计精确光开关等光子器件.     

四结GaAs太阳电池宽带减反射膜的设计与分析

提出了一种可应用于四结GaAs太阳电池的理想减反射膜结构,经计算得出,当窗口层(AlInP)厚度为48.63 nm,三层减反射膜折射率和厚度分别为2.28、1.74、1.32和63.60、83.33、109.85 nm时减反射效果最佳.由TFCalc软件模拟出的反射谱表明,使用该三层减反膜的四结GaAs太阳电池在350-1 800 nm宽光谱范围内可获得1.82%的平均反射率.同时,分析了各膜层折射率和厚度对膜系减反射性能的影响.     

非均匀介质薄膜反射率的角度依赖特性

基于半无限分层介质模型,讨论了具有一定折射率分布的非均匀介质薄膜反射率对入射光的角度依赖关系,得出了其光强反射率公式.在此基础上,通过数值模拟给出不同参数下非均匀介质薄膜的反射率随入射角的变化曲线.分析表明,反射率随入射角的增加呈现出先减小后增大的变化趋势.布儒斯特角随表面折射率、底层折射率、有效深度的增加及膜层厚度减小而增加,随入射波长的变化可以忽略.对于同一入射角,薄膜反射率随薄膜分层厚度增加以及表面折射率、底层折射率和有效深度的减小而减小.     

用双入射角的反射型椭偏术自动测定单层膜厚度

本文提出了应用双入射角的反射型椭偏术,可克服椭偏仪一般只能测定膜层厚度小于1周期值的缺点。该技术已成功地应用于微机控制自动消光法椭偏仪上,能自动测定厚膜的膜厚和折射率。经大规模集成电路生产中使用,效果良好,且能提高测量精度和简化操作。     

浅谈透明介质折射率的测量

折射率是描写介质材料光学性质的重要参量,本文对各向同性透明介质(玻璃)折射率测定的两种方法进行讨论,并对测量结果进行初步的分析。     

氧化铝膜的性质、制备方法及在MAOS器件中的应用

本文是我们关于Al_2O_3膜的研究工作的初步总结,内容包括:(1)用AlCl_3水解法在硅片上生长Al_2O_3膜的装置和工艺;(2)用椭圆度仪和容压法,对Al_2O_3膜的折射率、介电系数、表面电荷密度及在MAOS结构中表面电荷密度随SiO_2膜厚变化情况等的测定结果;(3)应用Al_2O_3膜试制成的MAOS器件的结构、特性和参数。研究结果表明:Al_O_3膜作为一种钝化膜可以对器件的稳定性带来好处,采用MAOS结构可以制得低闪电压的n沟道增强型场效应集成电路。     

可应用于四结砷化镓太阳电池的ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜的结构设计

在采用磁控溅射方法分别制备单层ZnS、MgF_2、SiO_2薄膜及表征其折射率基础上,以折射率逐渐减小的三层结构(HML结构)思想,采用TFC光学薄膜软件,设计并模拟了可用于四结砷化镓(GaInP/GaAs/GaInAs/GaInAs)太阳电池的三层ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜系.并分析模拟了窗口层厚度、各膜层厚度和折射率以及光入射角对有效反射率的影响.结果表明:窗口层厚度、SiO_2的折射率和ZnS膜层厚度对有效反射率R_e的影响最为显著;在350~1 800nm宽波段,当窗口层厚度为83nm,膜系厚度分别为57nm、37nm和88nm,且光入射角为0°时,有效反射率Re最小可达3.38%.     

双圈同轴式光纤位移传感器的输出特性

为了利用双圈同轴式光纤位移传感器准确测得旋转机械中滑动轴承的润滑膜厚度,分析了反射面形状以及润滑油折射率对双圈同轴式光纤位移传感器输出特性的影响.利用几何光学分析方法,建立了反射面为球面时的光纤传感器输出函数的数学模型,分析了润滑油折射率对光纤入射角的影响.结果表明:当传播介质的折射率大于1时,光纤最大入射角减小;当反射面曲率半径减小时,传感器的灵敏度会降低;与光线在空气中传播相比,传播介质为润滑油时,随着传播介质折射率的增大,传感器的灵敏度降低.因此,在利用双圈同轴位移传感器进行滑动轴承的润滑膜厚度监测时,必须对传感器进行重新标定.     

多层高反膜的理论设计与光学特性研究

利用软件Essential Macloed对光学多层介质反射膜作了理论设计：用packing density的概念模拟了多孔薄膜,实现了材料折射率的可调节;通过计算分析了非四分之一波长膜系的光学特性,得出倍频反射带反射率随高折射率膜层厚度变化的关系,该结果对于特殊膜系的设计具有一定的理论指导意义。     

增透膜和增反膜

文章首先阐述了在目视光学仪器表面镀一层增透膜的原理，通过计算得出应选择透明介质的折射率和膜的厚度，由单层膜推广到双层膜及多层膜，其次阐述增反膜的原理，通过类比的方式推出多层增反膜时光反射的公式，最后说明了增反膜的应用。     

用光波导法测量外延石榴石薄膜的光学参数

用棱镜耦合在磁性石榴石外延膜进行光导波传输，通过测量传输耦合角，可同时确定外延膜的折射率和厚度。薄膜折射率测量误差为２．８×１０＾－３，薄膜厚度测量相对误差为０．００５。     

双层复合钝化膜厚度测量的物理原理

本文给出了一种直接测量双层复合钝化膜厚度的方法.由于不是在制膜过程中采用陪片的间接测量,因此简化了手续,也减少了误差.这种直接测量双层薄膜的方法,不需要高级复杂的设备,仍然只使用椭偏仪,因此可适用于一般的生产及科研工作.它与单层介质膜的椭偏法相比,这种方法需要改变一次入射角,所得公式也与单层情况显然不同.文中讨论了这种测量方法的物理原理,所得公式在一级近似条件下可以将公式直接推广,以适用于更多层的透明介质膜,为了提高测试的精确性,我们又进一步对一级近似作了修正.根据修正后的公式,我们用电子计算机取得了一套数据.凡折射率在1.2—2.2范围内的双层膜都可使用,操作也较为方便.这套数据中,当入射角为70°双层介质的折射率相等时,所得(φ,△)—(n,δ)关系与单层膜所得结果完全符合.这不仅理论上验证了公式,也核对了电子计算机的处理过程.另外,我们又直接测量了硅衬底上的Al_2O_3—SiO_2—Si结构的双层复合膜,分别确定的Al_2O_3,SiO_2的折射率和厚度,与用陪片间接测试结果一致.进一步检验了公式与数据的正确性.     

用光波导法测量外延石榴石薄膜的光学参数

用棱镜耦合在磁性石榴石外延膜进行光导波传输，通过测量传输耦合角，可同时确定外延膜的折射率和厚度．薄膜折射率测量误差为２．８×１０（－３），薄膜厚度测量相对误差为０．０５５．     

聚合物棱镜耦合SPR芯片的研究

为了开发用于生物医学和化学检测的小型化表面等离子体谐振分析芯片,采用了体硅工艺和聚合复制工艺,研制出聚合物棱镜与耦合玻璃层的SPR芯片及微流体沟道.在理论上分析了聚合物折射率、耦合玻璃层的折射率和厚度、金膜厚度及光学干涉对SPR曲线的影响,分析表明聚合物与耦合玻璃层的折射度差值是影响SPR曲线的主要因素.在波长650 nm,金膜厚度为50 nm时,采用角度调制的方式,测试以水和空气为介质的SPR曲线,测试结果与理论分析很相近.     

基于光CT技术的生物组织折射率测量原理分析

光学相干层析技术（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ,简称ＯＣＴ）是一种新型的成像技术,它能对高散射介质如生物组织实施非侵入性的快速成像。本文将ＯＴ技术的光程匹配原理用于生物组织折射率的测量,通过分析其测量原理－追踪寻找样品臂端物镜的焦点,得到了同时测量生物组织折射率和相应层厚度的表达式。     

一维光子晶体镜像缺陷的模式特性研究

通过传输矩阵方法计算了一种新缺陷模式——镜像缺陷光子晶体的带隙结构,结果表明该结构具有优越的窄带滤波性能;如果在该基本模型两端均加入相同折射率且与基本结构单元光学厚度相同的介质时,其带隙结构则出现多通道滤波性能;当两端加入的介质折射率不同,光学厚度与基本结构单元的光学厚度相同时,可得到0～2000nm大范围的禁带结构,具有全波段宽带阻波作用,这是设计优异理想宽带阻波一直所希望应具备的性能。     

迈克尔逊干涉仪测量平行透明物厚度或折射率

迈克尔逊干涉仪可较方便的获得稳定的等倾干涉现象。光路中介质特性的变化直接影响等倾干涉条纹的分布状况。用等倾干涉测量介质厚度或折射率,一般须避免对难于测量的入射光倾角和干涉条纹绝对级次等量的确定,传统的方法往往采取移动反射镜或改变被测介质的几何位置以获得等倾条纹中心级次改变来实现。如果合理利用透镜的成像原理和入射光小角度下良好的近似关系,则可简便地通过测定等倾干涉条纹直径,来确定平行透明物的厚度或折射率。