棱镜型光热偏振光谱法

提出了一种高灵敏度的棱镜型光热偏转光谱法,给出了系统的理论分析,导出了由泵浦光引起的探测光的偏向角表达式.并与普通型光热偏转技术作了比较,理论分析结果表明,棱镜型光热偏转检测方法比普通型光热偏转技术具有更高的灵敏度.     

脉冲激光光热失调技术

将脉冲激光作为加热光引入光热失调测量技术中,提出了脉冲激光光热失调测量技术,介绍了其基本原理,分析了脉冲激光光热失调测量技术用于测量光学薄膜微弱吸收的可行性.实验以532 nm的高反射光学薄膜为样品,采用波长为632.8 nm的探测光,研究了脉冲激光光热失调技术信号振幅的时间特性以及最大信号幅值与样品表面加热光能量密度、加热光斑与探测光斑相对位置的变化关系.研究结果表明,光热信号随时间先增大后减小,而随表面加热光能量密度的提高而增大,当样品表面加热和探测光斑重合时光热信号最大.     

新颖的微流控电调谐空间光开关

提出了一种微流控电调谐非机械空间光开关器件,该器件的基本形式为"光输入阵列+光交换空间+光输出阵列"的结构,采用"水/油/水"液体棱镜作为偏光控制单元.在特定电压范围(30～110V)内,通过电润湿效应作用的液体棱镜光束偏转角可在约-15°～15°之间连续可调.由此可构造多种平面甚至立体光开关阵列.     

三元结构90°转向起偏棱镜的设计研究

为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,设计了一种新型起偏棱镜。设计样品为ZBaF3玻璃中间加冰洲石晶体薄片的三元结构,并通过大折射率液态胶合剂溴代萘胶合而成。该棱镜既可以实现o光的偏振输出,又可实现入射光的90°转向。实验测试结果表明:设计棱镜的透射比在80%以上,消光比优于1-0 3。理论分析和性能测试均表明:三元结构冰洲石-玻璃90°转向起偏棱镜在一般情况下,可以取代相应的纯冰洲石晶体材料的偏光棱镜。     

新颖的微流控电调谐空间光开关

提出了一种微流控电调谐非机械空间光开关器件,该器件的基本形式为“光输入阵列+光交换空间+光输出阵列”的结构,采用“水/油/水”液体棱镜作为偏光控制单元.在特定电压范围（30~110 V）内,通过电润湿效应作用的液体棱镜光束偏转角可在约－15°~15°之间连续可调.由此可构造多种平面甚至立体光开关阵列.     

三棱镜色散系数研究

根据不同波长对同一棱镜的折射率不同,使用棱镜作为"色散系统"实现分光,测量了汞灯各色光对棱镜的折射率,利用最小二乘法研究得到样品棱镜的色散系数。     

探针诱导表面等离子体共振纳米光刻系统

提出了一种在原子力显微镜(AFM)基础上设计的探针诱导表面等离子体共振纳米光刻(PSPRN)系统.此系统不但实现了探针的精确控制,而且由于系统本身具有AFM的全部功能,因此可以实时检测样品表面的形貌以及光刻效果.系统采用改进的Kretschmann型共振耦合器件,在棱镜和样品基板之间注入匹配折射率油,使样品更方便更换;利用声光调制器与AFM配合实现了等离子体激发光照射时间的精确控制.通过初步实验,在银(Ag)膜表面获得了直径100 nm左右的光刻点,验证了PSPRN的可行性.研究了光照时间、激光功率、激光入射角、材料厚度等因素对光刻点大小、深度的影响,为实现更小的光刻点提供了参考.     

基于洛匈棱镜的偏振度测量与空间退偏度分析方法研究

空间平均型退偏要求退偏后的光束不仅具有低偏振度,还要求避免偏振态的空间带状连续分布.为了实现光束偏振度的测量和空间退偏度的观察,提出基于洛匈棱镜的偏振度测量方法,理论推导了偏振度和各个光功率测量值之间的关系,设计了实验装置,并与全偏振度测量方法进行对比.结果显示:两种测量方法得到的偏振度相对偏差为0.192%,但洛匈棱镜能将o光和e光在空间分离,能对光束偏振态的空间分布进行观测.基于洛匈棱镜的偏振度观测方法结构简单,操作方便,在偏振度和偏振态的空间分布的同时观测中有重要应用.     

介电润湿液体光学棱镜

为实现光束控制系统的无机械化、快速化和微小化,研制基于介电润湿效应的液体光学棱镜。分析界面形状随电压的变化,推导接触角与两侧工作电压的关系,测量系统对光束的偏转角,讨论接触角饱和及液体折射率对系统控光能力的影响。采用COMSOL软件仿真研究液体粘性对棱镜性能的影响。结果表明,在不同电压组合下,双液体界面从初始弯曲界面变为与水平方向呈不同倾斜角的平界面,从而实现对入射光束方向的控制和偏转。受电润湿饱和现象的影响,该液体棱镜的偏转范围为-10°~+10°。若选用的液体组合可降低甚至消除接触角饱和,且具有大的折射率比,则系统的控光能力将得到大幅提高。当动力粘度取0.03Pa·s时,系统的响应速度和稳定性能最佳。     

五角棱镜角度误差对建立大尺寸平面基准的影响

用一准直光束作为基线，通过９０°折转的五角棱镜扫描，建立一个参考基准面在大尺寸测量中是一种行之有效的方法。在理想条件下，五角棱镜的折转角不受入射角的影响。由于有加工误差，光束的折转角将偏离９０°，且入射光线与扫描轴间的角运动也会影响该偏转角。本文分析了五角棱镜角度误差和扫描精度对光束折转角的影响。结果表明，五角棱镜的制造误差和工作状态将引起测量带误差，该误差是一个固定的系统误差，可以通过预先对所用的五角棱镜进行标定，在数据处理中予以修正。实验结果表明，修正后的结果具有很高的精度     

Sagnac interferometer for photothermal deflection spectroscopy

Photothermal deflection spectroscopy is combined with a Sagnac interferometer to enhance the sensitivity of the absorption measurement by converting the photothermal beam deflection effect into the light intensity change by the interference effect. Because of stable light interference due to the common path, the signal intensity can be amplified without increasing the noise by extending the optical path length between a sample and a photodetector. The sensitivity is further improved by the use of focusing optics and double-pass geometry. This makes photothermal deflection spectroscopy applicable to any kind of material in the whole visible region with a xenon lamp for excitation and water or air as a deflection medium.     

光热偏转光谱技术研究薄层试样浓度的光热衰减特性

本文报道了以品红和结晶紫样品,研究了光热偏转信号随激发光束照射时间变化的规律,同时探讨了这一方法新应用的可能性。     

Photothermal investigation Study of ZnO thin films: effects of Zn and O polar substrate

ZnO thin films were grown by metal-organic chemical vapor deposition on Zn- and O-polar surfaces of ZnO substrate. The effect of Zn- and O-polar substrate on the surface morphology and opto-thermal proprieties has been studied. Hall-measurements were used to determine the carrier concentration of the deposited films. Photothermal deflection spectroscopy (PDS) was used to determine the optical absorption spectrum and the gap energy by comparing experimental amplitude of the photothermal signal to the corresponding theoretical one. Thermal conductivity and diffusivity were also deduced from the photothermal deflection measurements. The found values were very low due to the thermal resistivity of the layer–substrate interface.     

光束通过三棱镜的偏折情况再探讨

针对本科教学中学生关于三棱镜对光束偏折情况提出的疑惑,对光束通过三棱镜的多种偏折情况进行了详细分析,讨论了入射角、折射率、棱镜顶角对出射光线偏折方向的影响,给出了三棱镜的顶角和折射率的取值范围以及入射角的取值范围对光线是否能从出射边界射出,以及出射光线的偏折方向的影响,进一步讨论了光束的偏向角与三棱镜各参数之间的关系,给出了确定最小偏向角的简单方法.     

任意偏向角法测三棱镜折射率

利用任意偏向角法测三棱镜折射率,操作简单且精度较高.     

用共线光热偏转技术测量光学薄膜的微弱吸收

用具有高灵敏的共线光热偏转技术研究SiO_2、ZrO_2、MgF_2、ZnS等单层光学薄膜的吸收特性,测得它们的吸收率.实验结果与激光量热法及横向光热偏转技术符合良好,表明共线光热偏转技术是测量光学薄膜弱吸收的较理想方法.     

空气隙偏光镜对单模高斯光束光强分布影响的分析

根据光在格兰泰勒棱镜和格兰傅科棱镜空气隙胶合层中的干涉效应,分析了空气隙偏光棱镜对单模高斯光束光强分布的影响;结果表明:对于某一波长的入射光,当空气隙的厚度一定时,透射光强随光在空气隙介面上入射角的变化作周期性振荡;当入射角一定时,透射光强随空气隙厚度的变化作周期性变化;且透射高斯光束的形状也随光的入射角以及空气隙厚度的改变发生变化;且无论是透射光强的周期性振荡,还是透射高斯光束的形状的变化,格兰泰勒棱镜的影响均小于格兰傅科棱镜;这说明前者的综合性能优于后者。     

Infrared Photothermal Deflection Spectroscopy of Carbon-Supported Metal Catalysts

The infrared (IR) study of surface species and reactions occurring on solids has contributed markedly to our understanding of surface chemistry and heterogeneous catalysis, and a wide variety of solids has been examined. However, an entire class of catalysts consisting of metal dispersed on carbon has never been studied because the carbon catalyst support absorbs IR radiation so strongly in even the thinnest practical layers that conventional IR techniques fail. As IR data would be helpful in understanding how such catalysts function, we have explored the feasibility of examining carbon-supported catalysts with photothermal beam deflection spectroscopy (PDS) and describe the first IR spectra ot surface species on a Ni-on-carbon catalyst.     

The basic principles of intracavity photothermal spectroscopy

The basic theory of intracavity photothermal deflection is analysed. Its main applications to linear spectroscopy and high power laser beam modulation are briefly discussed.     

三元结构的o光超高透偏光棱镜

为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,尽量提高偏光棱镜的透射率,提出了一种采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,给出了以布儒斯特角入射来提高o光透射率的偏光棱镜设计。样品是一种在ZBaF3玻璃中间夹冰洲石晶体薄片的三元结构,由高折射率液态胶合剂溴代萘胶合而成。实验测试表明,该偏光棱镜的透射率在95%以上,消光比优于10-3,在一定情况下可以取代纯冰洲石晶体偏光棱镜。