掺杂氧的Ge-Sb-Te相变薄膜的光学性质

研究了氧掺入Ge-Sb-Te射频溅射相变薄膜在400nm-800nm区域的光学常数（n,k）和反射、透射光谱，发现适当的氧掺入能大大增加退火前后反射率对比度，因此可通过氧掺入改良Ge-Sb-Te相变材料的光存储性能。     

新型电子俘获型光存储材料Sr2Sn04：Sb3＋的发光性能研究

采用高温固相法在1300°C的温度获得了一种新型电子俘获型光存储材料Sr2Sn04：Sb3＋．结果表明：208nm（Sb3＋的So-P1）和265nm（1so-3P1）的紫外光是Sr2Sn04：Sb3＋的最有效信息写入光源；其发射是覆盖400-700nm的宽带（3Po1-1So），肉眼可看到淡黄色白光，色坐标为（0．341，0．395）．热释光谱研究结果表明：Sr2Sn04：Sb3＋有分别位于39°C，124°C，193°C和310°C的四个热释峰．其中，39°C的热释峰强度很低，因而Sr2Sn04：Sb3＋只具有不到140S的微弱余辉．而310°C的高温热释峰在空置1天后，仍能保持约45．6％的初始强度，并对980nm的红外光有很好的红外上转换光激励响应．因此，Sr2Sn04：Sb3＋是一种具有一定的信息存储应用潜力的新型光存储发光材料．     

Cu掺杂SnO_2/TiO_2复合薄膜的制备及性能研究

制备Cu掺杂的纳米Sn O2/Ti O2溶胶,采用旋涂法在载玻片上镀膜,经干燥、煅烧制得Cu掺杂的Sn O2/Ti O2薄膜,通过对比实验探讨掺杂比例、条件、复合形式等对结构和性能的影响。采用XRD、SEM、EDS、UVVis等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为探针考察了其光催化降解性能。XRD测试结果显示薄膜的晶型为锐钛矿型,结晶度较高。SEM谱图显示薄膜表面无明显开裂,粒子分布均匀,粒径约为20 nm。EDS测试结果表明薄膜材料中含有Cu元素,谱形一致。UV-Vis吸收光谱表明Cu掺杂以及Sn O2/Ti O2的复合使得在近紫外区的光吸收比纯Ti O2明显增强。光催化实验表明Cu掺杂后使得Sn O2/Ti O2复合薄膜对甲基橙的光催化降解效率进一步提高,Sn O2/Ti O2复合薄膜的光催化活性在10%Cu掺杂时达到最高。     

亚酞菁薄膜的光谱和光存储性质研究

利用真空蒸镀法制备了一种新的三硝基溴硼亚酞菁（BTN－SubPc)薄膜。在室温下测试了该亚酞菁染料在溶液和薄膜态的吸收光谱、薄膜态的反射和透过光谱，发现该薄膜在500nm-650nm波长范围内具有优良的吸收和反射特性。在632.8nm光盘静态测试仪上测试了覆盖有金属反射层的BTN－SubPc薄膜的静态光存储性能，结果表明，用较小功率和较窄脉宽的激光辐照膜片时，可获得大于30％的反射率对比度，显示出该材料用作短波长光存储介质（特别是用于可录型数字多用光盘）的巨大潜力。     

金-二氧化钛（Au-TiO_2）复合薄膜的制备及局域表面等离子体共振（LSPR）效应

利用溶胶凝胶法在玻璃衬底上制备了金-二氧化钛（Au-TiO2）复合纳米薄膜,研究了热处理温度对复合薄膜表面纳米颗粒沉积的影响。利用原子力显微镜对样品进行了形貌表征,结果显示：复合薄膜是由纳米微晶组成的致密膜,温度越高越有利于Au粒子的形成。在550℃的热处理温度下,薄膜表面沉积的纳米微晶的粒径约为100nm。利用紫外-可见分光光度计测量了反射谱线,结果表明：由于局域表面等离子体共振（LSPR）的产生,在不同的热处理温度下,第一个反射峰（短波长处）不发生变化,第二个反射峰（长波长处）发生漂移（红移）。     

GeSe2非晶半导体薄膜中光致结构及性能变化

运用X射线衍射分析、红外光谱分析、扫描电镜分析和透射光谱分析，研究了GeSe2非晶半导体薄膜经514.5nm波长的氩离子激光辐照后的结构及性能变化。实验结果表明，经热处理和激光辐照后，薄膜的光学吸收边均移向短波长处，这种移劝随着辐照激光强度和辐照时间的增加而增大，并且在退火薄膜中是可逆的，扫描电镜分析结果表明，薄膜在激光辐照后有微晶析出，这种微晶的析出量随着辐照激光强度的增强而增加。     

GeSb_2Te_4相变光存储薄膜材料的短波长静态记录特性的研究

研究了单层ＧｅＳｂ２Ｔｅ４真空射频溅射薄膜在４００ｎｍ～８３０ｎｍ区域的吸收、反射光谱和光学常数（ｎ，ｋ），发现ＧｅＳｂ２Ｔｅ４薄膜在４００ｎｍ～６００ｎｍ波长范围内具有较强的吸收。在短波长静态测试仪上测试了ＧｅＳｂ２Ｔｅ４薄膜的光存储记录特性，发现在５１４．５ｎｍ波长用较低功率的激光辐照样品时薄膜在写入前后的反射率变化较大，擦除前后的反射率对比度较低，可通过膜层设计来提高     

Al_2O_3:Ce薄膜的制备及其光致发光特性

应用回流浸渍法对非晶的纳米多孔Al_2O_3薄膜进行掺杂,制备了非晶的Al_2O_3:Ce薄膜。用场发射扫描电子显微镜观察了样品掺杂前后的形貌,且从EDS结果可以看出薄膜中铈的含量是随着掺杂液浓度的增加而增加的。X射线光电子能谱(XPS)表明Al_2O_3:Ce薄膜中有三价的铈离子形成。Al_2O_3:Ce薄膜的光致发光谱和激发谱与掺杂前相比明显发生了变化,且发射谱中出现了双峰结构,峰位分别位于380nm和400nm,本文分析讨论了掺杂前后光谱发生变化的原因和发光机制。另外,比较了不同浓度下掺杂的Al_2O_3:Ce薄膜的光致发光谱,得出随掺杂液浓度的增加光致发光强度呈先增加后减小的趋势,且最佳掺杂浓度为0.2mol。     

Ni/SnO_2复合薄膜的制备与光电性能

采用旋涂法将溶胶-凝胶法制备的Ni/Sn O2凝胶在玻璃基底上镀膜,得到了Ni/Sn O2复合薄膜,探讨了镍掺杂量、煅烧温度对薄膜结构和形貌的影响。通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等测试手段对Ni/Sn O2复合膜的结构和形貌进行表征。结果显示,500℃下煅烧的薄膜样品的结晶度较高,粒径小,颗粒分布均匀。用紫外-可见分光光度计和四探针电阻仪对其进行光学、电学性能测试,结果显示:适量的Ni掺杂可以提高Sn O2薄膜在近紫外光区的吸收,Ni/Sn O2薄膜在近紫外光区的吸收随着Ni2+掺杂摩尔分数从5%增加到10%而逐渐减小。当Ni2+掺杂摩尔分数为6%时,Ni/Sn O2复合薄膜的导电性能最好。     

采用泵浦探测技术研究VO2薄膜相变特性

为研究纳秒激光作用下的VO₂薄膜的相变特性,采用泵浦-探测技术进行实验。首先,利用直流磁控溅射法制备VO₂薄膜,经X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）分析表明样品质量较高。然后,测量VO₂薄膜在波长532 nm处的透过率随温度的变化情况,发现透过率随温度升高由32%上升到37%,与红外波段完全相反。在此基础上,选择1 064 nm泵浦光和532 nm探测光研究激光参数中能量密度和重频对VO₂薄膜相变特性的影响,同时结合ANSYS有限元软件对纳秒激光作用下VO₂薄膜的单脉冲温升情况进行分析。结果表明：VO₂薄膜在大于30 mJ/cm²的纳秒激光能量密度作用下,单脉冲温升可达相变温度,最小相变响应时间在14 ns左右。进一步提高纳秒激光能量密度,其相变响应时间略有增加但变化不大。在100 Hz以内改变纳秒激光重频对VO₂薄膜的相变响应基本无影响。VO₂薄膜的相变恢复时间随着纳秒激光能量密度的增大而呈自然指数增加,其变化过程与基底材料和纳秒激光参数密切相关。因此,可以通过优化VO₂薄膜基底材料参数提高其激光防护效果。     

HfO2中ZrO2含量对266nm HfO2/SiO2多层膜反射率的影响

用两种不同纯度的HfO2材料与同一纯度的SiO2材料组合,沉积Λ／4规整膜系(HL)^11H形成266nm的紫外反射镜,发现反射率相差0．7％左右。用X光电子能谱法分析了高反膜中表层HfO2中的成分,发现ZrO2的含量相差一个数量级左右。为确定形成这种差别的原因,用辉光放电质谱法测定了这两种HfO2材料中锆(Zr)及其钛(Ti)、铁(Fe)的含量,发现Zr是其中的最主要的杂质,两种HfO2材料中Zr含量有一个数量级的差别。说明在266nm波段,HfO2中ZrO2的含量会对HfO2／SiO2高反膜的反射率造成影响。根据HfO2单层膜的光谱曲线,推算出了这两种材料的消光系数的差别,并用Tfcalc膜系设计软件进行理论和镀制结果的模拟,得到与实验测试一致的结果。     

二维R—N型声光光学双稳态

本文在理论上给出了对二维R-N(喇曼-奈斯)型声光作用的光学双稳系统普遍适用的动态方程,并由此导出了该声光光学双稳系统的稳态解,借助于计算机给出了取(1,0)级作为反馈级次情况下的几个级次输入～输出关系曲线,并对此进行了稳定性分析;在实验上对该理论进行了验证,实验结果与理论相符.     

光寻址2×2光学开关及3－D集成光学蝶形互连网络的实现

在光学多级互连网络的实现中，光学２×２开关的构造是至关重要的。本文介绍一种构成光寻址２×２光学开关的方法，该方法是在方解石晶体的双折射性质的基础上，利用普克尔斯只读光调制器（ＰＲＯＭ）来控制入射光的偏振态，从而实现光寻址２×２光学开关，这种开关具有许多优点，并且可以在３－Ｄ方向堆栈集成。利用该开关可以很方便地实现３－Ｄ集成的蝶形互连网络     

GeO2-Sb22O3-K22O玻璃空芯光纤材料的光学特性研究

系统地研究了传输CO2激光用的新型光纤材料GeO2-Sb2O3-K2O玻璃空芯光纤的光学特性。通过理论计算,得到了该材料nr＜1的波长范围,消光系数Ｋ和损耗系数a,通过工艺和材料的选择,使a理论值达到0.05 dB/m。同时讨论了HE11,TM01,TE01模式损耗和频率的关系。     

GeO_2－Sb_2O_3－K_2O玻璃空芯光纤材料的光学特性研究

系统地研究了传输ＣＯ２激光用的新型光纤材料ＧｅＯ２－Ｓｂ２Ｏ３－Ｋ２Ｏ玻璃空芯光纤的光学特性。通过理论计算，得到了该材料ｎｒ＜１的波长范围，消光系数Ｋ和损耗系数ａ，通过工艺和材料的选择，使ａ理论值达到０．０５ｄＢ／ｍ。同时讨论了ＨＥ１１，ＴＭ０１，ＴＥ０１模式损耗和频率的关系。     

Ti Impurity Effect on the Optical Coefficients in 2D Cu_2Si: A DFT Study

The electronic and optical properties of 2D Cu_2Si and Cu_2Si:Ti are investigated based on the density functional theory(DFT) using the FP-LAPW method and GGA approximation. The 2D Cu_2Si has metallic and non magnetic properties, whereas adding Ti impurity to its structure changes the electronic behavior to the half-metallic with 3.256μB magnetic moment. The optical transition is not occurred in the infrared and visible area for the 2D Cu_2Si in x-direction and by adding Ti atom, the real part of dielectric function in the x-direction, Re(ε(ω))_x is reached to a Dirac peak at this energy range. Moreover, the absorption gap tends to zero in x-direction of the 2D Cu_2Si:Ti.     

过渡金属Cu、Cr掺杂TiO2表面氧化性气体NO2光学气敏传感特性

采用密度泛函理论（DFT）体系广义梯度近似（GGA）第一性原理平面波超软赝势方法,分析锐钛矿型TiO₂（101）表面吸附NO₂分子光学气敏传感的微观机理.结果表明：Cu和Cr原子易于掺入TiO₂（101）表面,掺杂表面能稳定地吸附NO₂分子且吸附后光学性质发生显著变化.表面吸附NO₂分子后,Cu掺杂TiO₂（101）表面对分子的吸附能最大,吸附后结构更稳定,分子与表面的距离最短.通过分析差分电荷密度和电荷布居数发现,NO₂分子与基底表面间发生电荷转移,转移电子数目：Cu掺杂表面 > Cr掺杂表面 > 无掺杂表面.对比吸收光谱和反射光谱发现,在Cu掺杂表面吸附分子后,光学性质变化最明显,说明表面与吸附分子间氧化还原能力是决定光学气敏传感性能的核心因素.在过渡金属中,Cu与Cr都有4s价电子结构,其4s电子降低了材料表面氧空位的氧化性,增加了其还原性.对于氧化性气体,可以提升表面与分子的氧化还原作用,而Cu的4s电子更加活泼,从而光学气敏传感特性更加明显.因此,Cu掺杂的TiO₂对氧化性气体是一种较好的光学气敏传感材料.     

深紫外无机非线性光学晶体硼铍酸锶及其分子工程学探索方法

阐述了紫外无机非线性光学晶体分子工程学探索方法的基本特点，具体分析深紫外无机非线性光学晶体硼铍酸锶（ＳＢＢＯ）以氟硼铍酸钾（ＫＢＢＦ）为主要参考晶体的分子设计方法，随后根据晶体结构研究、单晶培养、和非线性光学性能测定等实验结果讨论ＳＢＢＯ作为新型深紫外无机晶体的主要优点，即它既具有更短的紫外吸收边（接近１５５ｎｍ）和较大的非线性光学系数（ｄ２２（ＳＢＢＯ）＝０６×ｄ２２（ＢＢＯ）＝１３８ｐｍ／Ｖ），同时晶体无明显层状习性，并肯有良好的化学稳定性和机械性能     

溅射气压对Ge2Sb2Te5薄膜光学常数的影响

实验研究了氩气气压对溅射制备的Ge2 Sb2 Te5 薄膜的光学常数随波长变化的影响 ,结果表明 :随薄膜制备时氩气气压的增加 ,Ge2 Sb2 Te5 薄膜的折射率n先增大后减小 ,而消光系数k先减小后增大。二者都随波长的变化而变化 ,且在长波长范围变化较大 ,短波长范围变化较小 ,解释了溅射气压对Ge2 Sb2 Te5 薄膜的光学常数影响的机理     

Mn2+∶BeAl2O4晶体的光谱特性

应用提拉法技术,采用BeO∶Al2O3∶MnO摩尔比为100∶99.85∶0.30的化学组分配比和二次化料过程,选用约60℃的固液界面温度梯度与1 mm/h生长速度等工艺参量,成功地生长出了Mn2 离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸约45 mm×80mm的粉红色Mn2 ∶BeAl2O4晶体。测定了不同部位晶体的激发光谱与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体颜色逐步变深。在Mn2 ∶BeAl2O4荧光谱中观测到发光中心为543nm的荧光带,这归属于Mn2 的4T1(4G)→6A1(6S)能级跃迁所产生。在其激发光谱中观测到218nm的激发峰,这归属于电子从Mn2 基态到导带的电荷转移跃迁所致。从Mn2 离子的绿色发射情况可以推断Mn2 处于晶体中四面体场中,它取代晶体中Be2 离子的格位。从不同部位晶体的激发峰强度与颜色变化可以得到Mn2 在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。