中心波长14.95μm超窄带滤光片的研制

讨论了大气探测红外分光辐射计第1光谱通道超窄带滤光片的研制情况。采用富碲碲化铅材料作为高折射率膜层材料,通过控制沉积速率、沉积温度、真空度等工艺参数,镀制的膜层具有小的自由载流子浓度,整个膜系具有低的光吸收和高的透射能量。研制出入射光束半锥角Φ为18°时,中心波长14.95μm、带宽0.065μm、相对带宽小于0.5%的长波CO2超窄带滤光片。该超窄带滤光片已实现空间应用5年,在天气预报数据获取中工作稳定。     

GaN及AlGaN薄膜透射光谱的研究

利用透射光谱矩阵光学原理,对三种GaN或AlGaN外延薄膜的透射光谱进行了分析.在传统的透射光谱拟合方法的基础上,添加了表征材料表面粗糙度、膜内散射情况的拟合参量,拟合曲线与实验曲线达到了准确的吻合.结果表明:外延薄膜透射光谱的拟合可以准确提取出材料的消光系数、表面状况、散射情况、折射率及厚度,从而对样品质量作出详细的分析.     

纤锌矿GaN薄膜光学性质的研究

在测试大量纤锌矿GaN外延薄膜透射光谱基础上,通过对有代表性的四个样品的透射光谱进行拟合,获取了GaN外延薄膜的光学常量并计算了薄膜厚度.结果表明:GaN外延薄膜的折射率差异较小,但在370～800 nm波长范围内消光系数差异很大,GaN薄膜的消光系数差异在一定程度上可用以评价外延薄膜的质量.     

碲镉汞异质结能带结构的优化设计

分别对带隙较宽(较窄)的p型材料在带隙较窄(较宽)的n型材料之上的碲镉汞(MCT)异质结的能带结构进行了理论分析.在应用的理论模型中提出了一个简单的载流子浓度近似模型用于计入载流子简并效应和导带非抛物线性，同时还考虑到了价带失配的影响.就p-n结位置(z_B)和界面电荷密度(Q)两个参数对MCT异质结能带结构的影响进行了系统分析，发现这些影响是不可忽略的.根据这些影响特征，进一步得出了z_B和Q参数之间的优化设计规律. 关键词： 碲镉汞(MCT) 异质结 载流子浓度近似     

LPE碲镉汞薄膜的显微Raman谱与显微荧光谱分析

利用Raman显微镜系统对4块用液相外延(LPE)方法在Cd0.96Zn0.04Te衬底上生长的Hg0.8Cd0.2Te外延薄膜样品，在100～5 000cm^-1光谱范围进行测量，在实验曲线中除了观察到与碲镉汞材料晶格振动相符的类．HgTe的光学振动横模(TO1模)和纵模(LO1模)的Raman散射峰、类-CdTe光学振动横模(TO2模)和纵模(LO2模)混合的Raman散射峰以及来源于TO1 LO1的二级Raman散射峰外，在1 000～5 000cm^-1光谱范围首次发现了LPE碲镉汞薄膜的显微荧光峰，该显微荧光的发光范围换算为电子伏特标度为1．34～1．83eV．发光中心位于2750cm^-1即1.62eV，发光峰的半高宽(FWFIM)约为0．25eV。通过分析指出．该显微荧光来源于碲镉汞外延层中阴性离子空位与材料导带底的共振能级的发光。     

p型GaAs的远红外波段光学特性

砷化镓(GaAs)是太赫兹波段半导体异质结构激光器的重要材料之一,为了获得p型GaAs材料在远红外波段的光学特性,采用气态源分子束外延(GSMBE)技术在半绝缘GaAs(100)衬底上生长了掺Be的p型GaAs薄膜材料,其载流子浓度从1.54×1015~1.85×1019cm-3。用远红外变换傅里叶光谱仪测量了其远红外反射光谱,并对反射光谱进行了理论模拟和分析,计算得出了不同空穴浓度的p型GaAs在远红外波段的折射率、消光系数和吸收系数。发现在这一波段消光系数和吸收系数均随着载流子浓度的增加而增大,吸收系数最大值可达到4.0×104cm-1。     

质子注入MBE碲镉汞n-on-p结性能研究

基于中波响应波段的分子束外延碲镉汞薄膜材料成功制备出不同质子注入剂量的大光敏元(5 00μm×500μm)的n-on-p结构的p-n结，并对相应的p-n结的电流-电压（I-V）特性进行 了研究.质子注入剂量为2×10¹⁵cm^-2时R₀A达312.5Ω ·cm²，低温热处理后达490Ω·cm². 关键词： I-V特性 碲镉汞薄膜 质子注入 p-n结     

变温吸收谱研究液相外延碲镉汞浅能级

利用变温吸收谱(11—300K)对非故意掺杂液相外延Hg_1-xCd_xTe进行研究,对吸收边在低温区间(<70K)出现的约7—20meV反常移动现象进行了分析.结果表明该现象是由材料中Hg空位作为受主能级存在而形成的,红移幅度与样品组分/载流子浓度有关.据此估算Hg空位大致位于价带上方约20meV,与Hg空位形成浅受主能级的经验公式计算结果基本符合.该结果可以解释由传统吸收谱方法确定材料禁带宽度略高于材料实际光电响应截止能量值的现象. 关键词： 碲镉汞 液相外延 汞空位 反常吸收     

GaN及AlGaN薄膜透射光谱的研究

利用透射光谱矩阵光学原理,对三种GaN或AlGaN外延薄膜的透射光谱进行了分析.在传统的透射光谱拟合方法的基础上,添加了表征材料表面粗糙度、膜内散射情况的拟合参量,拟合曲线与实验曲线达到了准确的吻合.结果表明：外延薄膜透射光谱的拟合可以准确提取出材料的消光系数、表面状况、散射情况、折射率及厚度,从而对样品质量作出详细的分析.     

激光辐照碲镉汞红外焦平面探测器的热应力损伤研究

基于碲镉汞红外焦平面探测器的结构与其材料热力学相关特征,描述了激光辐照碲镉汞红外焦平面探测器造成的损伤机理。根据相关的辐照环境和条件,通过有限元分析法建立了三维仿真模型。基于COMSOL Multiphysics软件仿真了碲镉汞红外探测器受到波长10.6 μm的激光辐照时,探测器各部分的温度变化及应力变化情况;通过数值分析方法,比较了碲镉汞探测器在经过光斑面积相同。功率不同的激光辐照后,其表面径向及内部轴向的温度场变化及应力场变化情况。仿真结果表明:在经过106 W/cm2的连续激光辐照后碲镉汞探测器表面温度与应力快速升高,造成探测器表面损伤,同时探测器被辐照部位的温度变化也导致其内部局部应力值变化。将碲镉汞探测器的应力损伤阈值及变化趋势与文献中相关实验数据进行对比,发现二者结果基本一致,验证了模型的可行性。     

基片温度和退火对CdIn2O4薄膜光学性质和载流子浓度的影响

对射频反应性溅射Cd In合金靶制备的透明导电CdIn2 O4薄膜 ,研究了基片温度及沉积后在氩气流中退火对薄膜的透射、反射和吸收光谱 ,光学常数和载流子浓度的影响。结果表明 :提高基片温度减少了薄膜的载流子浓度 ,退火增加了薄膜的载流子浓度。随着基片温度提高 ,薄膜折射率n和消光系数κ的短波峰将逐渐蓝移 ,而退火使其出现红移。基片温度和退火对薄膜光学常数的影响与其对薄膜载流子浓度的影响是一致的。在制备CdIn2 O4这样一种对于沉积方法和沉积条件极为敏感的透明导电薄膜的沉积过程中 ,这一现象对于实时监控具有极为重要的意义。     

Linear and nonlinear optical response of MgxZn1−xO: A density functional study

Total and partial density of states, frequency dependent complex refractive index including extinction coefficient, optical conductivity and transmission of Mg_xZn_1−xO (0≤x≤1) in rocksalt and wurtzite phases are calculated using full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method. The real part of refractive index decreases while the extinction coefficient, optical conductivity and transmission for rocksalt phase increases with the increase in Mg concentration. In wurtzite phase, ordinary and extraordinary indices decrease while extinction coefficient, optical conductivity and transmission increase in parallel as well as perpendicular to c-axis with the increase in the Mg concentration.     

分光光度计测量透明薄膜的光学常数

利用Hitachi U-4100型紫外-近红外分光光度计测量了ZnO和ZnO：Al薄膜在240～2 100nm波长范围内的透射光谱,根据介质的洛伦兹和德鲁德色散模型,利用matlab自带的遗传算法工具箱,对实验测量的透射光谱进行了数据拟合,得到了与实验符合的很好的拟合曲线,并得到了薄膜厚度,折射率、消光系数的色散曲线。     

基于反射和透射光谱的氢化非晶硅薄膜厚度及光学常量计算

采用紫外-可见透射光谱仪测量了对靶磁控溅射沉积法制备的氢化非晶硅（a-Si:H）薄膜的透射光谱和反射光谱.利用T/(1-R)方法来确定薄膜的吸收系数,进而得到薄膜的消光系数|通过拟合薄膜透射光谱干涉极大值和极小值的包络线来确定薄膜折射率和厚度的初始值,并利用干涉极值公式进一步优化薄膜的厚度值和折射率|利用柯西公式对得到的薄膜折射率进行拟合,给出了a-Si:H薄膜的色散关系曲线.为了验证该方法确定的薄膜厚度和光学常量的可靠性,将理论计算得到的透射光谱与实验数据进行了比较,结果显示两条曲线基本重合,可见这是确定a-Si:H薄膜厚度及光学常量的一种有效方法.     

Temperature effects on optical properties of InN thin films

Transmission measurements have been carried out on InN thin films grown by radio frequency magnetron sputtering on a sapphire (0001) substrate at 10–300 K. With the aid of a novel procedure developed for analyzing the transmission spectra, the effect of temperature on optical properties, such as the absorption coefficient, band-gap, Urbach bandtail characteristics, refractive index and extinction coefficient, of InN thin films has been determined. The wavelength and temperature dependence of the absorption coefficient in both the Urbach and intrinsic absorption regions has been described by a series of empirical formulae. The temperature dependence of the refractive index dispersion below the band-gap is also found to follow a Sellmeier equation. These formulae are very useful for the characterization and device design of InN films. The free-electron concentration in the InN thin film determined here is also found to be in good agreement with that obtained from infrared reflection measurements. PACS 78.66.Fd; 78.40.Fy; 78.20.Bh; 78.20.Ci     

ZnSe－ZnS量子阱的光学非线性

半导体量子阱及超晶格材料具有室温激子效应以及强的光学非线性从而得到人们广泛的重视。利用半导体量子阱和超晶格可以制备出高速度、低闭值、小尺寸及室温工作的半导体激光器、光双稳器件等一系列光电子器件.     

离子束反应溅射沉积SiO2薄膜的光学特性

 主要研究采用离子束反应溅射（RIBS）制备SiO2薄膜的折射率、消光系数、化学计量比与氧气在氩氧混合工作气体中含量及其沉积速率的关系。研究结果表明：RIBS制备的SiO2薄膜在0.63 μm处折射率n= 1.48,消光系数小于10-5;随着沉积速率的增加,薄膜的折射率和消光系数随之变大,当沉积速率超过0.3 nm/s,即使是在纯氧环境溅射,折射率值也不低于1.5;通过对红外透射光谱的主吸收峰位置研究得到沉积的SiO2薄膜为缺氧型,化学计量比不超过1.8,且红外吸收峰位置和SiO2折射率存在对应关系,因此在不加热衬底情况下使用RIBS制备SiO2薄膜时,会限制沉积速率的提高。     

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。     

大气气溶胶消光特性和折射率的测量

 介绍了一种综合利用能见度仪、微脉冲激光雷达和光学粒子计数器测量大气气溶胶折射率的新方法。首先使用能见度仪和激光雷达测量出大气气溶胶的消光系数和消光后向散射比，然后使用粒子计数器测量出粒子谱分布，结合气溶胶粒子折射率，根据球形粒子的米（Mie）散射理论，可以得到气溶胶消光系数和消光后向散射比。通过分析消光系数、消光后向散射比、粒子谱分布和折射率之间的关系，结合已知的消光系数和消光后向散射比，反演出大气气溶胶粒子的折射率。