表面等离子体超衍射光学光刻

由于光波衍射特性,传统光学光刻面临分辨力衍射极限限制,成为传统光学光刻技术发展的原理性障碍.表面等离子体(surface plasmon,SP)是束缚在金属介质界面上的自由电子密度波,具有突破衍射极限传输、汇聚和成像的独特性能.近年来,通过研究和利用SP超衍射光学特性,科研人员提出和建立了基于SP的纳米干涉光刻、成像光刻、直写光刻等方法,在紫外光源和单次曝光条件下,获得了突破衍射极限的光学光刻分辨力.目前,基于SP成像结构,实验中获得了22 nm(~1/17波长)最高SP成像光刻线宽分辨力水平.SP将为发展高分辨、低成本、高效、大面积纳米光学光刻技术提供重要方法和技术途径.本文系统综述了SP光学光刻技术研究发展情况,总结和分析了技术发展现状、存在问题,并对其发展趋势和前景进行了展望.     

几种岩石的中红外反射光谱特征

目前国内岩石反射光谱的测量范围仅限于0.4—2.5μ波段,不能充分反映岩石的光谱特征,因此有必要对岩石的中红外反射光谱进行测量与研究。我们用德制UR-10型全自动双光束红外分光光度计测得岩石样品磨光表面在2—25μ波段的反射光谱。结果表明,它对于遥感图象的岩性解译和最佳波段的选择是十分有用的。     

体位相全息透射光栅的设计和应用

运用重铬酸盐明胶(DCG)制作的体位相全息透射光栅可在宽谱带范围内获得高衍射效率,与表面浮雕型光栅相比,它使后续光学系统的光通量大为提高.因此,此类光栅在天文光谱仪中具有广泛的应用.本文从Kogelnik的标量耦合波理论出发,设计在400nm到800nm波段范围内可获得高衍射效率且具有偏振无关性能的体位相全息透射光栅.     

Pt纳米微粒电极上CO吸附的电化学循环伏安和原位FTIR反射光谱

用化学还原法制备铂金属纳米微粒. 经TEM表征纳米Pt微粒的平均直径为2.5 nm. 应用电化学循环伏安法研究了该纳米微粒电极的电化学性质, 与本体Pt相比, 吸附在Pt纳米微粒表面CO的氧化电流峰较宽. 原位傅里叶变换红外反射光谱检测到Pt纳米微粒电极表面的孪生吸附态CO, 以及随电极电位变化线型吸附和孪生吸附态CO向桥式吸附态CO的转化过程. 还发现了Pt纳米微粒上吸附态CO的增强红外吸收等一系列特殊性能.     

阵列Pt微电极上CO吸附的原位显微FTIR反射光谱研究

研制了Pt微电极阵列,运用电化学原位显微FTIR反射光谱研究CO吸附的性能。发现经快速电位循环扫描处理可以在Pt微电极表面上产生一种纳米结构薄层,吸附在薄层表面CO的红外吸收给出谱峰方向倒反和强度显著增强的异常红外特征。     

世界上拍照最快的相机

近来，光学研究人员发明了一种利用红外激光器反射物体上光线的照相机，他们表示，这项发明将使摄影爱好者不再有技术差异。这种照相机1s内可拍摄610万张照片，在这段时间里，光仅能前进不到1cm。这是世界上速度最快的照相机。     

纳米薄层Pt-Ru及Pt-Pd表面合金电极上CO吸附的原位FTIR研究

以玻碳为基底,通过电化学共沉积的方法制备纳米级厚度的表面剑金电极,运用电化学原位红我反射光谱研究ＣＯ的吸附,结果表明,所制备的Ｐｔ－Ｒｕ和Ｐｔ－Ｐｄ纳米级厚度的表面合金电极均具有异常红外效应,即吸附在不同表面位上的ＣＯ给出了红我谱峰强度增强,其方向与相应金属电极表面获得的谱峰方向相反,研究还显示Ｐｔ－Ｒｕ和Ｐｔ－Ｐｄ表面合金在电催化和表面研究中的重要意义。     

聚焦电子束诱导SiO_x纳米线表面碳沉积的分形生长

电子束诱导沉积技术已被证实可以实现各种材料的分形生长,但是目前尚未发现聚焦电子束辐照下低维纳米结构表面未受辐照位置的分形生长现象,造成了聚焦电子束诱导分形生长机理研究的空白与片面性.以透射电子显微镜中残留的有机气体分子为前驱体,室温下利用高能聚焦电子束辐照,研究了一维非晶SiOx纳米线表面未受辐照位置碳沉积的分形生长.利用高分辨透射电子显微镜对SiOx纳米线表面非晶碳的沉积过程进行原位观察,发现了SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长,并捕捉到了碳沉积分形生长过程的细节.同时对聚焦电子束诱导SiOx纳米线表面未受辐照位置非晶碳的不均匀沉积及分形生长机理进行了深入的探索.     

聚丙烯酸十八酯的结晶行为

采用原子力显微镜(AFM)系统研究了聚丙烯酸十八酯(POA)的结晶形态和结晶过程. 由于是侧链结晶, POA的结晶行为不同于传统的主链结晶高分子. 在等温结晶条件下, POA只能形成晶粒. 原位研究表明, 在45℃下, 首先形成的是Edge-on片晶, 随着等温时间的延长, Flat-on片晶逐渐填充未结晶区域, 直至结晶完全. 采用X射线光电子能谱(XPS)、电子衍射、透射红外和偏光反射红外的研究结果表明, POA在熔融和结晶过程中, 非晶的主链倾向于向体相内迁移, 而烷基侧链倾向于向表面迁移并垂直表面取向. 在此基础上提出了结晶模型, 认为和体相Edge-on片晶中侧链的排列方式不同, 表层垂直于表面取向的可结晶烷基侧链有可能通过相邻侧链间凝聚形成Flat-on片晶.     

路面蜃景:热空气的把戏?

路面下蜃景是日常生活中极易见到的现象.长期以来,它被学术界公认为是由于路面空气层温度梯度引起的折射率梯度所形成的一种光的折射现象.但也有一种不同的观点,认为蜃景就是在掠入射条件下的一种镜反射现象.由于缺少合理、定量的证据,公认的光折射理论并没有受到动摇.本文展示了几幅从湖北省武汉市喻家山北路的一段路面上实验拍摄到的蜃景图像,拍摄时间为2009年12月的冬日.同时,采用热电偶测量结果表明,该路表面及其上空气层并无明显的温度梯度.这个实验为质疑下蜃景由温度梯度引起光线折射而形成的理论提供了直接证据.此外,检测发现,发生蜃景反射的道路平面上的临界掠入射角约0.2°,根据瑞利准则,这个角度不能使粗糙面像光滑表面一样将入射光反射.所以,该现象应作为粗糙面散射的一个似镜反射观测效果,并不能从根本上由光在空气层中发生折射来解释.本研究结果表明,这里展示的成像机制和基于观测的分析方法,为认识在粗糙面的掠入射条件下发生的多种散射现象提供了一种有潜力的方法,如在结冰湖面上偶然观测到的亮度异常的上蜃景以及非镜向反射峰值现象.     

NiO-In2O3薄膜/锡掺杂玻璃光波导传感元件及其气敏性

通过溶胶凝胶法(sol-gel)研制了NiO-In2O3复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导传感元件,并对传感元件的气敏性能进行了研究.实验结果表明,该传感元件对浓度为1×10-4(体积分数)的二甲苯气体具有较好的选择性,在常温下该传感元件能够检测到二甲苯气体的最低浓度是1×10-7(体积分数),所对应的响应及回复时间分别是3和26s,实验相对标准偏差范围是18%±1%.     

三值光学计算机

三值光学计算机是2017年3月问世的通用型光电混合计算机系统。它用无光态和偏振方向正交的两个偏振光态表示信息,用旋光器和偏振片来改变这三个光态,进而完成三值逻辑运算和MSD(modified signed-digit representations)冗余表达数值的二进制并行加法运算。这种新型计算机具有处理器位数众多、处理器位可以分组独立使用、处理器位的计算功能可重构等优势;还以非易失随机存储器件为基础,构建了与处理器频繁交换大量数据的双空间存储器系统;为便于编制发挥这些特色的应用程序,采用SZG文件为程序员遮蔽三值光学处理器与传统电子处理器的差别,构成了保持传统编程技术的新编程平台。目前,针对快速傅里叶变换、元胞自动机等典型算法,验证了这种新型计算机的加速能力。     

从长度米到时间秒: 稳频激光-铯喷泉钟-飞秒光梳-锶光晶格钟

报道了近年来中国计量科学研究院(NIM)在时间频率基准领域的研究进展: 稳频激光波长实际实现国际单位制(SI)的长度单位米(m); NIM5 铯喷泉钟以不确定度2×10^-15 复现时间单位秒(s); 飞秒光学频率梳建立光学频率与微波频率的相干联系, 以优于4×10^-14 的不确定度实现光学波长向标准微波频率的溯源标定; 以及正在研制的锶原子光晶格钟, 为应对未来修改秒定义做准备. 另外, 文中还提出飞秒光梳是从动跟踪系统, 描述其性能的指标应当是它的跟踪精度; 估计了“吸收室 - 原子束 - 原子喷泉 - 原子/离子存储”四种频率参考方案可能达到的不确定度极限.     

液晶技术在光通信领域上的应用

随着光通信技术的不断发展,系统对光器件的性能要求越来越趋于多样化,液晶以本身特有的特点在众多新技术中存活下来并不断的成熟,目前,国外很多公司基于液晶的技术平台开发推出了一系列的动态可调的商用新产品。从目前较成熟的技术应用上分类,液晶器件主要可以分为波长无关的光功率控制器件、波长相关的光功率控制器件及偏振控制器件三大类。文章试图探讨液晶技术在光通信领域的应用。     

光纤通信技术发展现状及日常维护

光纤通信因其具有损耗低、传输频带宽等优点,发展非常迅速。目前,已经进入邮电、广播、电力、石油和军事通信等各领域。近年来,光纤通信得到了长足的发展,大幅提高了通信能力。文章将对此及光传输设备的维护做简单的论述。     

水泥稳定碎石基层强度控制分析

高速公路基层主要是公路主要的承重层,用于抵抗和减缓荷载,因此,基层强度将对公路强度和路面损害产生直接影响。本文就高速公路水泥稳定碎石基层强度形成原理、级配组成及基层含水量与回弹模量间的关系进行了阐述和分析,并提出了基层含水量的控制应在最优含水量以下15%的范围内,才能保证基层强度和稳定性。     

巨轮型纳米多孔钼氧基多金属氧酸盐化合物表面活性部位的检测

利用谷氨酸盐为探针分子, 通过单晶X 射线结构解析、IR、元素分析、¹H NMR 和TG 等综合分析手段, 成功检测到可以看做MoO₃ 类似物的巨轮型纳米多孔钼氧基 多金属氧酸盐表面在特定条件下的反应活性点, 与此同时实现了用多官能团有机分子 对巨轮型金属氧簇内表面的功能型修饰. Z-扫描实验表明, 所得到的这种有机-无机杂 化化合物在能量为15 μJ 的532 nm 波长、18 ps 激光脉冲作用下, 具有显著的非线性光 学反饱和吸收和自聚焦响应.     

甚短距离光互连集成电路

甚短距离光互连高速集成电路技术把光电子器件和高速集成电路紧密结合起来, 可提供多条高速并行信号通道, 在短距离内传输达到上百Gb/s甚至Tb/s的总带宽. 本文介绍了甚短距离光互连高速集成电路基本结构, 从甚短距离光传输系统应用研究、光源与探测器、高速光电芯片封装技术和关键高速电路等几个方面, 介绍了国内外该领域的最新研究进展. 最后对甚短距离光互连集成电路应用前景进行了展望.     

基于SOA-XGM全光波长变换的实验研究

在反向注入辅助光的条件下对基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)的全光波长转换进行了研究, 分析了该方案中转换信号的眼图消光比、信噪比与所注入辅助光的功率、波长之间的关系. 实验结果表明, 注入适当功率和波长的辅助光后, 转换信号的眼图信噪比可提高6~10 dB, 明显改善了转换信号眼图的质量, 降低了系统的误码率, 提高了系统的灵敏度.     

亚波长微纳光学的前沿研究(二)*

结合薄膜光学、导波光学和衍射光学制备的亚波长微纳结构器件,具备制作新型功能光学元件的潜力,是当今光学领域备受关注的研究热点。笔者介绍了亚波长导模共振结构应用于可调谐滤波器、彩色图像再现,及其周期性孔阵列结构制备的可调谐滤波器。这些研究展示了微纳米尺度的光学结构不同于宏观尺度的新特征,及其在新技术的广阔前景和科技创新中的重要作用。