超低密度SiO2气凝胶的制备及成型研究

 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，采用酸碱二步催化溶胶-凝胶法，结合超临界干燥技术制备了超低密度SiO₂气凝胶,最低密度为3.4 mg/cm³；进一步结合成型工艺，在解决了模具设计和脱模技术后制备了具有不同密度的柱状和微型套筒样品，密度10～50 mg/cm³。研究了水、催化剂、稀释剂对二步溶胶-凝胶过程的影响，获得了制备低密度SiO₂气凝胶的最佳条件。利用扫描电镜、孔径分布及比表面积测试仪等对SiO₂气凝胶微结构进行了研究。结果表明，获得的超低密度SiO₂气凝胶具有较好的纳米网络，平均孔径18.9 nm，还具有高比表面积898 9 m²/g。     

金属醇盐法制备Ta2O5气凝胶

 以乙醇钽为前驱物,采用金属醇盐溶胶-凝胶技术,获得了Ta₂O₅湿凝胶,分析了不同条件下的溶胶-凝胶过程,并初步探讨了凝胶过程机理。Ta₂O₅的溶胶-凝胶过程主要受到水量、催化剂用量及钽源浓度等因素的影响：体系在强酸性条件下凝胶,且随着酸性的增强,体系凝胶时间明显缩短;当水量较少时,凝胶时间随水量的增加而增加,但当水量增加到一定程度时,体系凝胶时间基本不变;实验证明,通过增大溶剂用量,体系凝胶时间延长,气凝胶理论密度降低。通过对溶胶-凝胶过程的控制,结合超临界干燥技术,获得了密度低至44 mg/cm³的Ta₂O₅气凝胶样品。     

基于TaCl5的Ta2O2气凝胶制备工艺

 主要介绍了以TaCl₅为前驱体,低分子醇类为溶剂,分别采用环氧丙烷和环氧氯丙烷作为凝胶促进剂制备Ta₂O₂湿凝胶,湿凝胶经过CO₂超临界干燥而获得白色Ta₂O₂气凝胶。透射电镜图谱表明气凝胶是由粒度为10～20 nm的颗粒堆积而成。N₂等温吸附-脱附分析表明,气凝胶的比表面积为800～900 m²/g。     

采用HfO2/SiO2溶胶-凝胶薄膜制备衍射光栅

采用溶胶-凝胶方法制备了具有光敏性的HfO2/SiO2溶胶-凝胶薄膜,并利用其光敏性制备了衍射光栅.采用XPS分析了薄膜的成份,证实了Hf元素的存在.并用椭偏仪测试了薄膜的折射率,结果证实了HfO2的加入确实提高了体系的折射率.利用其光敏性,采用X射线作曝光光源通过掩模进行曝光,利用曝光部分与未曝光部分的溶解度差,在薄膜上制备了高为0.8 μm、周期为1 μm的衍射光栅.     

改性SiO2气凝胶制备及其在ICF实验中的应用

 以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，采用酸碱两步催化法制备了SiO₂醇凝胶。醇凝胶分别经过TEOS母液、甲基三乙氧基硅烷（MTEOS）处理后，以六甲基二硅胺烷（HMDSA）为疏水改性试剂，制备了改性SiO₂醇凝胶，醇凝胶经溶剂交换后以CO₂作为干燥介质，采用超临界干燥法制备了密度在30～100 mg/cm³的SiO₂气凝胶。用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对疏水性SiO₂气凝胶进行了研究。研究结果表明,经过改性的气凝胶在潮湿环境中具有极好的尺寸稳定性和疏水性。采用精密车床加工得到了满足惯性约束聚变（ICF）物理试验要求的微柱。     

溶胶-凝胶光学薄膜的激光损伤研究

 采用溶胶-凝胶工艺制备了SiO₂与ZrO₂单层介质膜，用输出波长1.06μm，脉宽15ns的电光调Q激光系统产生的强激光进行辐照实验。观察了光学薄膜经强激光辐照后的损伤情况，讨论了溶胶 凝胶光学薄膜在强激光照射下的损伤机理，提出了溶剂替换、紫外光处理、添加有机粘接剂等提高溶胶 凝胶光学薄膜激光损伤阈值的方法。     

铜基氧化物气凝胶的制备与表征

 以CuCl₂·2H₂O为前躯体,环氧丙烷为凝胶促进剂,制得了铜基氧化物气凝胶。通过场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、X射线衍射、红外谱图及N₂吸附等方法,对气凝胶的结构进行了表征。结果表明：室温下合成的铜基氧化物气凝胶呈现3维网络状结构,其骨架由大量微小晶粒组成,颗粒粒径为几nm;随处理温度的升高,体系中的有机相逐渐被灼烧完全,气凝胶也由3维网络状结构转变为致密结构;气凝胶随温度升高不断变化,并最终生成氧化铜气凝胶。N₂吸附结果表明气凝胶具有较高的比表面积,为386 m²/g。     

块状TiO2气凝胶的溶胶-凝胶过程及结构

 对块状TiO₂气凝胶的溶胶-凝胶过程及结构进行了实验研究,结果发现：增加催化剂的量,凝胶化时间缩短,湿凝胶的透明度降低,强度提高;增加前驱体的量,凝胶化时间缩短,湿凝胶的透明度变化不大,强度提高;增加水量,凝胶化时间先缩短后增加,湿凝胶透明度先减小后增加,强度先增加后减小。利用扫描电镜对超临界干燥法制备的不同催化剂量和密度的块状TiO₂气凝胶的结构进行了表征,并对结构与溶胶-凝胶过程之间的联系进行了分析。结果表明：增加催化剂量,由于缩聚反应进行的程度提高,气凝胶粒子粒径较小且总的孔径较大。减小前驱体量,气凝胶粒子粒径增大且结构逐渐疏松。     

高功率激光宽光谱减反膜的溶胶-凝胶旋转法制备工艺

 采用溶胶-凝胶法用旋转镀膜工艺在K9玻璃基片上制备出了SiO₂和有机硅单层减反膜以及有机硅-SiO₂双层减反膜。考察了旋转速度对SiO₂和有机硅单层膜的中心透射波长、膜层折射率等基本光学性质的影响，实验确定了双层膜的涂敷工艺。透射光谱测量表明，采用本文工艺条件制备的有机硅 SiO₂双层膜在430～800nm范围内透射率达99％以上。     

紫外光固化聚丙烯酰/SiO2有机/无机杂化气凝胶制备

 采用自制的甲基丙烯酰多羟基倍半硅氧烷制备了UV固化的有机/无机杂化湿凝胶。湿凝胶经CO₂超临界干燥后即得到相应的杂化气凝胶,气凝胶经场发射扫描电子显微镜,高分辨透射电镜分析表明：构成气凝胶3维珍珠链结构的骨架的颗粒尺寸为20～30 nm,骨架上具有5～10 nm的孔洞结构,骨架颗粒有机、无机组分间没有明显的相界面。气凝胶的比表面积、吸附特性和微观孔结构采用经典的N₂吸附法获得,结果表明气凝胶比表面积为520.9 m²/g,孔洞结构主要由50 nm以下的介孔所构成。     

Fabrication of Si-based waveguide splitters using photosensitive sol-gel method

In this paper, a photosensitive sol-gel method for 1 × 8 Y-branch optical splitter is reported. The poly (methyl methacrylate) (PMMA) cladding films with different thicknesses (above 10 μm) on Si substrates are prepared on Si substrates by dip-coating, the root-mean-square roughness (Rrms) of which is less than 0.7 nm. The UV photosensitive organic-inorganic composite SiO₂/ZrO₂/H core films are then coated on these PMMA cladding films using photosensitive sol-gel method. The refractive indexes of PMMA cladding films examined by spectroscopic ellipsometer are 1.4854, 1.4815 and 1.4806 at 0.85, 1.31 and 1.55 μm, while that of the SiO₂/ZrO₂/H gel films are 1.5569, 1.5489 and 1.5472 μm, respectively, which is larger than that of PMMA cladding films. Therefore, the composite structure of SiO₂/ZrO₂/H gel films on PMMA-on-Si substrates could be used to fabricate waveguide splitter. Based on the inherent photosensitivity of the SiO₂/ZrO₂/H gel film, 1 × 8 Y-branch optical power splitters with a thickness of 5 μm are fabricated by irradiating the gel film with UV light through a mask followed by dissolving the non-irradiated area in a suitable solvent. The line-width and output spacing of this splitter are 25 and 110 μm, respectively. The observed near-field pattern indicates that the light with a wavelength of 1.53-1.56 μm can be transmitted and split into eight branches in the optical splitter, which is fabricated by using the above technique.     

硅基光波导芯层材料及波导分束器的制备

本文采用溶胶－凝胶法制备了具有紫外感光性的SiO2/ZrO2/H有机无机复合薄膜,利用分光式椭偏仪测得该薄膜在光纤的常用通信窗口0.85 μm、1.31 μm和1.55 μm波长附近折射率分别为1.556 9、1.548 9和1.547 2,与下包层SiO2的折射率（1.46）相比,其折射率差比δ分别为6.64％,6.09％和5.97％,可作为芯层材料用于光波导的制备.通过控制提拉速率可以制作出厚度分别为1.29,2.20,4.00,5.44和6.82 μm的SiO2/ZrO2/H芯层薄膜,以满足0,1,2,3和4阶导模的传输要求.进而利用该薄膜自身的感光特性结合紫外掩模法,制备出相应厚度的1×8Y分支光功率分配器.通光实验表明,该光功分器能够将1.53～1.56 μm波长的光限制在波导内,实现光的传输和分束功能.     

1感光溶胶-凝胶法制备光波导研究

采用溶胶-凝胶技术与化学修饰相结合的方法,制备了具有紫外感光特性的SiO2/Al2O3溶胶及其凝胶薄膜,并通过在溶胶中加入聚乙二醇使其形成有机-无机复合结构,经一次提拉制膜就可获得18 μm厚的感光性凝胶薄膜.利用薄膜自身的感光性,使紫外光通过掩模照射薄膜,再经过溶洗和200℃、1 h的热处理,就可获得厚度达到15 μm、线宽约为100 μm的波导阵列.对这种波导薄膜的折射率和的透射率进行了研究.     

电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性

研究了不同工艺参数条件下，电子束蒸发TiO2薄膜的光学特性。在正交实验的基础上，利用离子束辅助沉积技术，获得了影响TiO2薄膜折射率的主要因素．得到了TiO2薄膜的折射率随氧气分压的关系。对离子氧和分子氧两种情况下TiO2薄膜的折射率进行了比较．得到了TiO2薄膜的折射率与沉积速度的关系，并给出了TiO2薄膜的红外吸收光谱。     

In-situ measurement of the surface temperature during holographic recording

Photo-induced processes in organic materials mostly occur on molecular levels. Excited molecules may split to form radicals, starting a polymerization process with diffusing monomers. The azo-dyes perform an optically induced cis-trans isomerization. During pattern formation like a holographic grating, the local temperature increase, especially in thin films, is up to date a subject of estimation from absorption and dissipation data. However, the exact knowledge of the surface temperature would help a lot in understanding the resulting refractive index and thickness patterns during holographic exposure. In this paper, in-situ pyrometer measurements are presented. As examples, different photosensitive materials, varying from a photopolymer to polycrystalline azo dyes, are used in order to outline the magnitude of this effect and demonstrate the feasibility of this technique.     

纳米TiO_2薄膜的带宽研究(英文)

利用磁控溅射方法制备了纳米TiO2 薄膜,通过Raman光谱和UV Vis光谱讨论了TiO2 薄膜的带宽随着厚度变化的规律。随着薄膜厚度的增加,TiO2 薄膜的带宽变窄,这是由于纳米薄膜的纳米效应所致     

Diffusion relaxation of photoinduced gratings in polyvinyl acetate latex films

The features of the postexposure relaxation of holographic gratings recorded in inhomogeneous polyvinyl acetate latex films with photosensitive agents (photochromic molecules of fulgide dyes and phenanthrenequinone) have been considered. The diffusion coefficients and rms displacements of izomerized probe in polymer latex particles and aqueous environment are determined within the model of two diffusion states. The effective diffusion coefficient of the molecular probe, which is responsible for the relaxation of gratings, increases with an increase in their period in wet films, whereas in dry films, this parameter is independent of the grating period. In the films subjected to high-temperature treatment the effective diffusion coefficient decreases with an increase in the grating period. The successive stages of grating relaxation in latex films with phenanthrenequinone are related to the diffusion of free molecules, radicals, and polymer chains, as well as to the local displacement of macromolecular segments at distances of 5–25 nm.     

溅射的Ti薄膜热氧化形成的TiO2薄膜与p+-Si形成的异质结的电致发光

利用磁控溅射法以不同条件在重掺硼硅片(p+-Si)上制备Ti薄膜,经过一定条件下的热氧化转化为TiO2薄膜,从而形成TiO2/p+-Si异质结.研究表明:要使TiO2/p+-Si异质结产生显著的电致发光,其中的TiO2薄膜必须呈现单一的锐钛矿相,这就要求在较低的功率下溅射获得晶粒尺寸较小的Ti薄膜.此外,TiO2的薄膜...     

非线性二次曝光法制作三角形光纤Bragg光栅

提出了一种利用非线性二次曝光技术制作三角形光纤Bragg光栅的新方法.该方法只使用普通Bragg位相模板,采用两次曝光技术,通过控制光纤光栅的本地谐振波长和反射率,达到控制光纤光栅谱形的目的.第一次直接对光纤曝光,用来控制光纤光栅谐振波长;第二次通过位相模板曝光,用来控制光纤光栅的反射率.考虑到光敏光纤感光特性曲线的多项e负指数变化规律,按照"分步写入光纤光栅设计软件"进行曝光分布设计,利用"分步曝光光纤光栅写入系统"进行曝光控制,使用信息产业部第46研究所生产的DCS-01型光敏光纤,得到了线性范围1.24 nm、反射率为0～64%的三角形光纤Bragg光栅.三角形光纤Bragg光栅作为光纤光栅传感解调器件,在光纤传感领域具有重要应用价值.