梨花粉红外波段复折射率测定与分析

花粉是生物气溶胶重要的组成部分,复折射率是研究花粉光学特性以及探测、识别生物气溶胶成分的重要参数。采用压片法对梨花粉2.5~15 μm波段的反射光谱进行了测量,利用Krames-Kronig(K-K)关系计算了复折射率,并就傅里叶红外光谱仪测试压片的入射角和复折射率长波长、短波长区外推两方面对结果作了误差分析。结果表明,测试时18°入射角以及长波长、短波长区外推对梨花粉复折射率的计算结果影响不大,利用反射光谱计算花粉复折射率的方法是可行的。计算得到的复折射率谱对梨花粉光学特性的研究以及生物气溶胶成分的探测、识别有一定的参考价值。     

梨花粉红外波段复折射率测定与分析

花粉是生物气溶胶重要的组成部分, 复折射率是研究花粉光学特性以及探测、识别生物气溶胶成分的重要参数。采用压片法对梨花粉2.5~15 μm波段的反射光谱进行了测量, 利用Krames-Kronig(K-K)关系计算了复折射率, 并就傅里叶红外光谱仪测试压片的入射角和复折射率长波长、短波长区外推两方面对结果作了误差分析。结果表明, 测试时18°入射角以及长波长、短波长区外推对梨花粉复折射率的计算结果影响不大, 利用反射光谱计算花粉复折射率的方法是可行的。计算得到的复折射率谱对梨花粉光学特性的研究以及生物气溶胶成分的探测、识别有一定的参考价值。     

偏振光谱BRDF建模与仿真

在偏振光条件下,物体的表面反射受到折射率、表面粗糙度、入射角等多种因素的影响。针对粗糙物体表面在不同波段光照下表现出不同的偏振反射特性,提出一种基于Kirchhof理论的偏振光谱BRDF模型。利用已知材质在不同波长下的复折射率,对其折射率和消光系数部分分别反演出的对应光谱模型,进而得到复折射率的光谱模型;同借鉴经典的表面粗糙度测量方法,结合菲涅耳反射公式,推导出表面粗糙度的光谱模型,将得到的复折射率和粗糙度光谱模型与BRDF模型相结合,推导出偏振光谱BRDF建模。模型分别在折射率随波长变化、粗糙度为常量,折射率、粗糙度均随波长变化以及原模型三种情况下进行仿真对比实验,并将所得到的数据与其他资料进行对比。其结果表明,该模型能够较为准确的反映物体表面的偏振反射特性,并且能够描述偏振度随波长变化趋势的光谱特征,能够为偏振遥感、物质分类等方面的应用提供可靠依据。     

基于液相AFM及干涉频谱法的多孔氧化铝薄膜在线测量系统研究

介绍了多孔氧化铝薄膜(PA)厚度在线测量系统的工作原理、系统结构及独特性能。在白光(宽光谱)照射下,薄膜的上表面和下表面反射的两路光线发生干涉,产生了携带薄膜光学厚度信息的反射光谱。同时,利用液相原子力显微镜(AFM)实时获得的PA膜的表面形貌信息,根据膜系统的Maxwell-Garnette有效介电常数理论,经相干势近似计算得到薄膜的有效折射率,进而得到此时PA膜的物理厚度。使用该系统对PA膜氧化制备过程进行了在线扫描和膜厚测量试验,成功的获得了PA样品的实时表面形貌图像,得到样品的孔隙率和有效折射率。并根据样品反射光谱,利用反射干涉频谱法计算得到氧化150和180 min时,PA膜厚分别为5.35和6.25 μm。本系统具有测量简便、实时性好、无损及测量精确的特点,在实时测量和监控膜厚的同时可获得样品的表面形貌、孔隙率、有效折射率等信息。     

立方氮化硼薄膜的光学带隙

用射频溅射法在p型Si(100)衬底上沉积立方氮化硼(c-BN)薄膜,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识,用紫外-可见分光光度计测量了c-BN薄膜的反射光谱,利用K-K(Kramers-Kroning)关系从反射谱计算出c-BN薄膜的光吸收系数,进而确定c-BN薄膜的光学带隙.对于立方相含量为55.4%的c-BN薄膜,光学带隙为5.38eV. 关键词： 立方氮化硼薄膜 光学带隙 K-K关系     

激励表面等离子共振的金属薄膜最佳厚度分析

根据电磁场在金属薄膜中的能量分布规律和金属薄膜具有复介电常数的特点,对激励表面等离子共振的金属薄膜的最佳厚度进行了探讨. 指出金属薄膜的最佳厚度与激励光波长和金属薄膜的折射率有关,建立了描述它们之间关系的数学表达式,并用实验方法进行验证. 将理论结果与他人的测量结果进行对比后发现,两者符合较好. 研究结果表明：在角度调制下的表面等离子共振传感器,为了获得更高的灵敏度,可根据激励光波长和金属薄膜折射率的虚部确定所要制备金属薄膜的最佳厚度;在波长调制下,则由中心波长和折射率的虚部确定金属薄膜的最适宜使用厚度. 关键词： 折射率 金属薄膜 全内反射 表面等离子共振     

利用反射与透射光谱测量GaN外延层的光学参数

GaN是一种理想的紫外发光和探测材料,其光学特性参数是光学器件设计的重要依据。采用紫外反射与透射光谱相结合的方法对国产GaN外延层进行光学特性测量,利用反射率与折射率之间的关系和薄膜干涉效应,建立了GaN外延层厚度、表面反射率、光谱吸收系数的光谱测量公式。测量结果表明,GaN外延层在紫外波段存在三个吸收区,其中364nm以下波段为强吸收区,吸收系数接近10^5cm^-1,364～375nm为吸收过渡区,375nm以上波段为弱吸收区;GaN表面反射率在三个吸收区的变化不大,为0．2～0．25之间。     

（100）MgO和（100）LaAl03高温超导基片材料THz时域光谱研究

THz波段位于微波与红外之间，该波段电磁波与物质的相互作用是一个崭新的研究领域．应用THz时域光谱技术研究了两种重要的单晶基片材料(100)MgO和(100)LaAIO3的THz光谱．在0．2—2THz频率范围，得到这两种材料在THz波段的光学参数．结果表明，在THz波段MgO基片材料的折射率n和介电系数ε不随频率的变化而变化，而LaAlO3基片材料的折射率和介电系数随着频率的增加而略有增加．在1THz频率处，测得MgO的复折射率n=3．46 i0．001，复介电系数ε=12．27 i0．06H；LaAlO3的复折射率n=4．78 i0．02，复介电系数ε=22．5 i0．2．在THz波段，LaAlO3基片的介电损耗tanδ约为MgO的5倍，且两者的介电损耗值均小于0．0l，说明MgO和LaAlO3。材料作为高温超导器件基片材料可以工作于THz波段．     

亚酞菁薄膜的折射率和吸收特性

通过真空镀膜法在单晶硅片上制备了一种新的严酞菁（三硝基溴硼亚酞菁）薄膜,利用全自动椭圆偏振光谱仪研究了该薄膜的椭偏光谱,测量了其复折射率,复介电常数和吸收系数,估算了薄膜在窗口区域的俘获能级并对其吸收谱的成因作了分析。     

微生物远红外波段复折射率测定及模型构建

选择枯草芽孢杆菌、黑曲霉孢子和黑曲霉菌丝体等3种典型微生物制备生物样品, 采用显微红外光谱仪对3种微生物样品在2.5—15 μm波段的红外反射光谱进行测定, 基于Kramers-Kronig (K-K)关系计算得到了微生物样品在6—14 μm波段的复折射率. 以水、蛋白质和核酸的红外吸收特性为基础,根据微生物样品的 红外吸收谱线计算了微生物样品含水量. 在3种微生物远红外波段复折射率和含水量的实测数据基础上, 构建了生物颗粒在6—14 μm远红外波段的复折射率模型, 分析了模型的可靠性. 模型的构建对发展生物样品的快速分析、鉴定方法, 进而推动生物气溶胶探测、识别技术进步具有重要意义. 关键词： 光学参数 微生物复折射率模型 远红外波段     

Optical and structural parameters of the ZnO thin film grown by pulsed filtered cathodic vacuum arc deposition

Transparent conductive ZnO film was deposited on glass substrate by pulsed filtered cathodic vacuum arc deposition (PFCVAD). Optical parameters such as absorption coefficient α, the refractive index n, energy band gap E_g and dielectric constants have been determined using different methods. Kramers-Kronig and dispersion relations were employed to determine the complex refractive index and dielectric constants using reflection data in the ultraviolet-visible-near infrared regions. The spectra of the dielectric coefficient were used to calculate the energy band gap and the value was 3.24 eV. The experimental energy band gap was found to be 3.22 eV for 357 nm thick ZnO thin film. The envelope method was also used to calculate the refractive index and the data were consistent with K-K relation results. The structure of the film was analyzed with an x-ray diffractometer and the film was polycrystalline in nature with preferred (002) orientation.     

Analytical Dielectric Spectrum Formula Based on Representative Frequencies

基于电介质复折射率的实验数据,采用最小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数. 研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱. 在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers-Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好. 基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱.     

氧化铯薄膜的光学特性和介电常数

正常氧化铯薄膜的光学常数和介电常数随铯杂质含量和入射光波长有关。本文给出实测的三种铯杂质含量较多的氧化铯的折射率n。消光系数k和复介电常数在可见光和近红外范围的曲线,并对这些曲线和散射光及反射光颜色随铯杂质含量的关系作了讨论。 关键词：     

Polarization-preserving anisotropic mirror on the basis of metal–dielectric nanocomposite

The model of a polarization-preserving anisotropic mirror is proposed. The mirror is a plane boundary of a metal–dielectric nanocomposite that consists of silver spheroidal nanoparticles dispersed in a transparent matrix. The dependence of reflection spectra on the shape of the nanoparticles is studied. It is shown that in one region of the spectrum, the mirror preserves the sign of polarization in the reflected light.     

二苯甲酮晶体的红外反射光谱研究

室温下记录了有机非线性光学晶体二苯甲酮三种不同偏振的红外反射光谱（２００－４０００ｃｍ＾－１）。利用Ｋ－Ｋ变换确定了晶格振动模的模，纵频率。根据由Ｋ－Ｋ变换得到的介电常数和折射率的色散曲线外推得到晶体的静态介电常数，高频介电常数和近红外波段的折射率。还对反射带进行了认定。研究表明该晶体二苯甲酮分子间不存在氩键，只以弱的范德华键相结合。结合晶体结构对强反射带出现的原因作了解释。     

The determination of the refractive index and the thickness of thin films of aluminium oxide on aluminium by the polarimetric method

Formulas for the reflection of light from glass (i. e. a dielectric) coated with a thin non-metallic film are generalized for the case of the reflection of light from a metal coated with a thin non-metallic film, e. g. a film of aluminium oxide on aluminium. It is shown how the refractive index and the thickness of the aluminium oxide film on an aluminium mirror can be determined by measurements in polarized light. In conclusion the results of Drude's classical theory of thin non-metallic films on metallic mirrors are compared with the results obtained by the author on the basis of the interference of light in thin films.     

温度变化对金属Ag膜反射镜偏振特性的影响研究

空间遥感应用中的光学有效载荷对系统偏振控制提出了越来越高的要求,作为常用的宽光谱反射镜,金属银(Ag)膜反射镜的偏振特性随着环境温度的改变而变化。本文设计并制备了低偏振灵敏度的Ag膜反射镜,研究了反射镜在45°和60°入射角下,从室温25℃升温到150℃时的偏振特性变化和反射光谱变化情况。随着温度的升高,Ag膜的折射率在350~1 200 nm波长范围内有所增加;Ag膜反射镜的反射光中s和p光的相位差Δ在350~600 nm波长范围内减小,在600~650 nm波长范围内基本稳定,在650~1 200 nm波长范围内增大。温度上升到125℃时,Ag膜和反射镜表面形貌发生改变,增加了表面散射和吸收,导致350~900 nm波段反射率降低,在波长350 nm附近的降低约25%。     

用反射椭圆偏振光谱获得波长调制反射谱

文章分析了波长调制反射谱的实质是静态介电函数对能量的一级微商谱．将ＭＯＣＶＤ方法生长的ＧａＩｎＰ以及掺Ｓｉ两个样品，用椭偏光谱法测量得到可见光区的介电函数谱，并求其一级微商谱．将用于分析电反射谱的三点法推广用来分析介电函数的一级微商谱，得到波长调制反射谱的实验结果，并与介电函数谱的结果加以比较，使灵敏度和分辨率有很大提高．     

Nanofabrication of a space-variant optical transmission filter

A space-variant optical transmission filter is demonstrated for which a simplified process is used to tailor the spatial response of the filter across the surface of a single wafer. A multilayer stack, of alternating high or low refractive index dielectric materials, was used to produce a narrow transmission notch in the center of a wide stop band. Subsequent patterning and etching of arrays of holes through the volume of the dielectric stack was performed to control the fill factor of the dielectric in the layers. The position of the transmission notch within the reflection spectrum was varied across the device surface by adjusting the hole diameter of the hole arrays. Experimental and numerical simulation were used to confirm the space-variant transmission characteristics of a single-wafer sample with two zones of different hole diameter arrays in the 1550 nm wavelength regime.     

溶胶-凝胶法制备汽车后视镜

采用溶胶-凝胶法镀膜技术在玻璃基板上用高折射率TiO2和低折射率SiO2材料交替镀1／4波长膜层，形成高反射膜系，制备了汽车亲水性后视镜．利用F-P腔理论，计算了两面镀膜样品在可见光区的透射率，得到的结果与实验结果相吻合．