关于硅基薄膜波导结构特性的研究

研究了在硅基底上采用等离子体增强化学汽仃淀积氮氧化硅所形成导波结构的特性。分析了应用特点，存在问题及今后研究方向。     

硅基PN结型光波导有效折射率的定量分析

为解决脊型波导相位调制的有效折射率测量问题,提出一种3 端口MZI(Mach-Zehnder Interferometer)结构,能定量测量并分析PN 结(Positive-Negative junction)脊型硅光波导中,有效折射率的实部和虚部受偏置电压调制的相对变化,并给出多项式拟合方程.实验所得结果与拟合结果非...     

基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究

硅基薄膜太阳能电池是光伏电池领域最具有发展前景的组件.采用非平衡磁控溅射技术制备氢化硅薄膜和SiNx/Si纳米多层膜,并对其结构与性能进行了分析.结果表明,Si∶ H薄膜呈现出非晶硅和硅纳米晶颗粒复合结构;随着溅射混合气中氢气含量的增加,Si∶ H薄膜的晶化程度增强;Si∶ H薄膜的光学带隙均高于2.0eV.利用交替磁控溅射方法沉积的SiNx/Si纳米多层膜结构,其呈现出非晶相.     

利用硅模板制备硅基纳米体系的研究进展

硅基纳米体系的研究是在充分利用硅材料所拥有的传统技术优势的基础上,将纳米材料所具备的新特性结合起来,设计出高度集成的硅基纳米器件.为实现这个目标,合适的硅基模板是至关重要因素.近年来多孔硅一直被视为一种很好的制备硅基纳米体系的衬底和自组装模板.在综述多孔硅做模板制备硅基纳米体系和我们最新研究进展的基础上,就其所面临的问题、可能的解决方案和未来的发展趋势做出了分析.     

金属包层渐变平板光波导的边缘元分析

采用将边缘元法和欧姆损耗微扰法相结合的办法,研究了任意折射率分布的金属包层平板光波导的传输特性和损耗特性,并由此计算了几种典型任意折射率分布波导的复传播常数.数值结果与文献中用不同方法得到的数据准确吻合,证实了该方法是有效的,具有广泛的适用性.     

基于高斯光束的绝缘体上硅平面光波导的耦合效率研究

利用梯度折射率(GRIN)介质对高斯光束在出射端面聚焦的特性,研究了对称GRIN介质中单模SOI平面波导的耦合效率特性。对于同一入射波长而言,TM波的耦合效率较大;对于1 550 nm的通信波长而言,使TE和TM偏振光的耦合效率恰好相同的最佳耦合条件为α=0.25μm-1,Δx=0,θ=0°,且耦合效率均为84.1%。     

硅氢薄膜的制备和结构

采用ＰＥＣＶＤ技术，以ＳｉＨ４为反应源，在不同基片温度和射频功率下制备硅薄膜。对硅薄膜进行了ＸＲＤ、ＩＲ、Ｒａｍａｎ分析。研究沉积参量对膜晶化过程的影响，对沉积机理作了初步讨论。     

硅基PMMA/SiO2-ZrO2有机-无机复合光波导的制备研究

构建了一种硅基PMMA/SiO2-ZrO2有机-无机复合光波导结构,采用溶胶-凝胶法在硅基底上制备厚度约17μm的PMMA薄膜作为包层材料,在硅基PMMA上制备了具有紫外感光性的SiO2-ZrO2基有机-无机复合芯层薄膜.测得PMMA和SiO2-ZrO2基复合薄膜在光纤常用通讯窗口0.85,1.31,1.55μm波长附近的折射率差比δ分别为4.81%,4.55%,4.50%.利用芯层材料自身的感光性,结合紫外辐照技术,制备了硅基PMMA/SiO2-ZrO2基有机-无机复合光波导阵列图形,其最小宽度约25μm,厚度约5μm,图形规整、边缘清晰.通光实验表明该波导能够将波长1.53~1.55μm的光限制在波导内,实现光的传输和分束.     

Si衬底减薄及氧化对硅基二氧化硅波导应力双折射影响的数值分析

采用有限元法对硅基二氧化硅波导在玻璃化过程中的应力与Si衬底厚度和背面氧化层厚度的关系进行了系统的分析;在此基础上,应用全矢量有限差分束传播法(FD-BPM) 对应力光波导的双折射进行了分析.结果表明随着Si衬底厚度的减薄,波导附近水平方向和垂直方向所受应力趋于一致,双折射系数B可小于10~(-4);Si衬底背面氧化层的存在使双折射系数略有增大,但随氧化层厚度的增加可减缓其增加量.     

用载能离子束辐照技术制备的激光晶体光波导

激光晶体是重要的激光增益介质．光波导结构是集成光子学的基本元件之一．利用载能离子柬辐照技术,可以在激光晶体材料中制备光波导结构,进而实现微型的波导激光．本文综述了载能离子辐照技术制备激光晶体光波导的基本原理与方法,以及离子束对晶体波导微荧光性能的影响,介绍了晶体波导激光的最新研究进展．最后,展望了离子辐照激光晶体光波导研究的未来发展方向．     

基于高斯光束的SOI平面光波导的耦合效率研究

利用GRIN介质对高斯光束在出射端面聚焦的特性,研究了对称GRIN介质中单模SOI平面波导的耦合效率特性。对于同一入射波长而言,TM波的耦合效率较大;对于1550nm的通信波长而言,使TE和TM偏振光的耦合效率恰好相同的最佳耦合条件为α＝0.25μm-1,Δx＝0,θ＝0?,且耦合效率均为84.1%。     

铜/铁钝化多孔硅纳米复合薄膜的制备与形貌研究

由水热腐蚀技术制得的铁钝化多孔硅作为基底,采用浸渍镀膜技术成功制备了铁钝化多孔硅/铜纳米复合薄膜.利用扫描电镜(SEM)、XRD等分析手段对比研究了铁钝化多孔硅在沉积前与沉积后的结构变化特点以及沉积时间对所沉积的铜薄膜的结构的影响.结果表明,在浸渍一定时间后,铜/铁钝化多孔硅纳米复合薄膜继承了新鲜制备的铁钝化多孔硅的结构特点;同时,在溶液浓度保持不变的情况下,随着反应时间的的延长,铜的沉积量逐渐增加,铜纳米颗粒的平均晶粒尺寸逐渐长大.     

一种改进的基于柔性形态学的图像边缘检测方法

在介绍柔性形态学的基础上,提出先利用迭代算法得到图像分割的最佳阈值,以增强图像的边缘.再利用多尺度柔性边缘检测算子得到图像的边缘,该方法根据不同尺度边缘图像所含信息量的多少确定边缘的合成,所以能实现图像的自适应边缘检测.实验结果证明:该方法与传统边缘检测算子提取的结果比较,可以更好地抑制噪声,得到的边缘在连续性和平滑方面均得到了提高.     

基于动态剪切流变试验的硅粉/SBS复合改性沥青性能分析

为研究硅粉与SBS复合改性沥青的流变性能,对不同Si O2含量的硅粉进行沥青3大指标试验,通过动态剪切流变实验(DSR)对基质沥青、硅粉改性沥青、SBS改性沥青和硅粉/SBS复合改性沥青进行流变性能指标测定,并对硅粉掺量为2%、4%、6%、8%的硅粉/SBS复合改性沥青进行系统研究。试验研究表明:硅粉的加入可有效提高复合改性沥青性能,并且Si O2含量越高改性沥青的性能越好。在DSR流变试验中,相同温度下,硅粉的加入使得复数剪切模量G*以及抗车辙因子G*/sinδ均有所上升;硅粉掺量的增加使得复数剪切模量G*以及抗车辙因子呈先增大后减小的趋势,加入掺量为6%硅粉的得到的复合改性沥青性能最优。     

纳米硅薄膜太阳能电池的制备及特性研究

主要讲述了单晶体硅电池、多晶体硅电池、微晶硅电池及薄膜硅电池的性质及特点,同时介绍了硅太阳能电池的发展历程;讲述了纳米硅薄膜太阳能电池的等离子体增强化学气相沉积制备及沉积理论;论证了H稀释浓度对硅纳米薄膜太阳电池性能的影响;阐述了沉积气压和衬底温度对薄膜性能的影响;最后讲述了透明导电薄膜在薄膜太阳能电池中的应用情况及光学性质。     

直写纳米金墨水制备纸基柔性金属图形

将A4打印纸洗净、烘干,用硅氧偶联剂改性,在改性后的纸上用中性笔书写纳米金墨水图形,然后将其放入化学镀溶液中化学镀铜,得到纸基柔性金属图形.X射线衍射分析图谱(XRD)证实了纸张有金属铜镀上.扫描电子显微镜照片(SEM)显示金属铜图形有清晰的界面.X射线光电子能谱分析(XPS)显示改性后的纸的N和Si元素的含量都大幅上升,傅利叶变换红外测试(FTIR)图谱显示硅氧偶联剂改性后,纸的官能团还都存在,说明改性工艺对纸基材未构成破坏.用Scotch胶带方法测试金属和纸张粘附性,发现纸张与金属结合牢固无法分开.还探讨了书写次数与金属图形导电性的关系,发现手写必须达到一定次数才能成功镀上导电性较好的金属图形.     

月牙形散射元构建的二维硅基光子晶体波导的慢光效应

设计了一种新型的散射元——月牙形散射元。采用平面波展开方法,通过调节两个圆的半径、圆心距及背景折射率几个参数,优化了光子晶体线性缺陷波导结构,实现了高群折射率和低色散的慢光效应。模拟结果表明,通过调整两个圆的半径及圆心距,慢光的带宽和群折射率变化地规律明显,较容易寻找到高群折射率、低色散慢光。通过控制材料硅的折射率,可以实现慢光模式的选频。基于材料硅的热光效应,该结构有希望应用于光传感器等方面。     

多沟道光波导TE模的转移矩阵及模式本征方程的改进

对于多层平板波导的模场分布的研究,转移矩阵方法行之有效.该文研究由两种均匀基膜交替邻接组成的多沟道光波导,通过合理的划分周期区间,将一个周期取作3层对称膜,从而可以用一个等效的单层结构来替代它.然后,严格导出了这种周期性结构TE模的转移矩阵和模式本征方程.     

微型电容式压力传感器硅基薄膜的设计与制备

获得均匀、平整的硅基薄膜是制备出高灵敏度的微型电容式压力传感器的关键步骤.首先在理论分析的基础上,确定了微型电容式压力传感器的基本参数,而后在制备中,发展了一种新型的硅基薄膜制作方法,即利用硅-玻璃键合工艺,结合浓KOH溶液超声腐蚀与化学机械抛光的方法,得到了厚度为10μm的均匀、平整的硅基薄膜,为制备微型压力传感器奠定了工艺基础,也可用于其他微机电系统(MEMS)压力传感器.     

纳米硅/P3HT复合薄膜的制备及光学特性

采用等离子体增强化学气相沉积技术和旋涂法相结合制备了纳米硅/P3HT复合薄膜.利用Raman散射、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光谱(PL)等技术对复合薄膜的微观结构及光学特性进行了分析.结果表明:氢流量的增加,可以有效钝化硅中的缺陷,提高纳米硅薄膜的晶化度;复合薄膜中纳米硅的引入改善了P3HT在短波长范围的吸收能力,但存在与P3HT辐射发光相竞争的过程;对复合薄膜的光致发光机制进行了分析.