用于ICF实验的掺溴聚苯乙烯平面调制箔靶

以掺溴聚苯乙烯平面调制箔靶的制备为主，介绍通过激光干涉法结合图形转移工艺获得具有正弦起伏图形的掺溴聚苯乙烯平面调制箔靶的工艺．对表面调制起伏图形的精确转移进行研究，以ＳＥＭ和台阶仪监控图形转移过程，控制耦合在调制图形上的表面粗糙度．     

掺溴聚苯乙烯平面调制箔靶的制备及测量

 平面调制靶是ICF分解实验中的重要用靶。介绍了在过去工作的基础上掺溴聚苯乙烯平面调制箔靶的制备工艺,研究旋转涂覆和流延工艺对靶的表面起伏图形转移的影响,采用SEM观察薄膜表面起伏图形的形貌,对掺杂溴的含量进行测量和控制,以台阶仪测量靶的表面粗糙度。     

一步法紫外曝光制备TiO2光敏凝胶光栅的初步研究

 以钛酸丁酯和苯甲酰丙酮为原料，经sol-gel工艺，获得具有负性光刻胶性质的TiO₂光敏凝胶薄膜。它的敏感波长在360nm附近，与反应生成的螯合环有关。结合掩模曝光和显影工艺，将条状或网格状的光栅图形引入光敏凝胶表面，获得光敏凝胶光栅。     

惯性约束聚变实验用平面薄膜的制备及其表面图形的引入

平面薄膜是ICF分解实验的重要靶型,以半导体技术结合重掺杂自截止腐蚀制备厚度为3－4um的Si平面薄膜,以热蒸发结合脱膜工艺制备Al平面薄膜,两者的表面粗糙度分别为30nm和10nm左右;进一步采用离子束刻蚀在平面薄膜的表面引入网格或条状图形,获得测量成像系统像传递函数的刻蚀膜,控制离子束刻蚀工艺的参数以实现图形的精确转移。     

用微模塑直接在聚合物曲面上制备微图形

用聚二甲基硅氧烷制备的 ,表面复制有微图形的“弹性印章”直接在聚乙烯 ,聚丙烯 ,聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等热塑性聚合物表面上进行热微模塑 ,无需复杂设备并可在普通实验室条件下 ,复制微图形 ,甚至在小试管外壁的曲面上或在用毛细管形成的微突起表面上也能制备出微曲面图形 .讨论了不同聚合物对生成微图形的影响 ,认为结晶性聚合物以及在温度变化时有较大收缩率的聚合物在微模塑中难以获得清晰图形 .无定形聚合物如聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等能够获得清晰的微结构     

化学修饰的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备YBCO薄膜图形的研究

化学修饰的Sol-Gel法因无需光刻胶、腐蚀液被用于YBCO薄膜图形的制备。以丙烯酸(AA)、苯酰丙酮(BzAcH)作为化学修饰剂制备YBCO薄膜图形,研究了化学修饰剂、光源、前烘温度和时间、溶洗剂对薄膜图形的最小线宽和质量的影响。     

基底复制技术研究

研究了基于Au和Ag两种分离材料,环氧复制和电镀Ni后再环氧复制的基底复制技术.采用直流磁控溅射技术在不同工艺的复制基底上镀制Mo/Si多层膜反射镜,利用反射率计测量其反射率.测量结果表明:电镀Ni后再环氧复制的Au基底反射率最高.     

软模板纳米压印技术及其对共轭高分子的取向控制研究

纳米压印模板通常需要经过电子束光刻、电子束沉积、光刻胶剥离、反应离子刻蚀等一系列复杂工艺获得,这使得纳米压印模板的制作难度大,成本高. 寻找一种灵活简单的纳米压印模板制备方法以提升纳米压印模板的制作效率,是广泛应用纳米压印技术的研究重点和难点. 本文以写好光栅结构的电子束光刻胶层为母模板,获得聚二甲基硅氧烷软模板,并以此为模板对共轭高分子聚(9,9-二辛基)芴薄膜进行纳米压印,实现光栅结构转移,成功制备出纳米光栅结构的共轭高分子薄膜. 偏振吸收谱和透射电镜结果表明,纳米压印实现图案转移的同时,还可以将共轭高分子的主链控制在光栅条纹方向,这对有机发光器件性能的提升具有重要的意义. 研究结果还表明,应用该方法同样可以对聚(9,9-二辛基芴共苯并噻二唑)薄膜进行光栅图案化,同时实现其取向控制. 关键词： 纳米压印 软模板共轭高分子 分子链取向     

全息光栅掩模应力控制研究

通过干涉法并应用Stoney公式计算的结果，对SiO2基底上光刻胶薄膜的应力进行了研究。采用干涉显微镜在同一样品、不同直径上多点测量的方法，初步得出光刻胶薄膜膜厚均匀性的分布规律。发现在匀胶转速相同的前提下，光刻胶薄膜应力值随加速度的降低而减小，光刻胶薄膜的均匀性随加速度的增加而变好。在4000rpm的低转速时，光刻胶薄膜样品的膜厚均匀性好。因此，在全息光栅匀胶工艺中，要选择适当的转速的加速度，以得到应力较小和均匀性较好的光刻胶薄膜。     

侧照明实验用平面调制微靶的制备及参数测量

 介绍了用于侧照明实验研究瑞利-泰勒流体力学不稳定性(Rayleigh-Taylor instability)实验的聚苯乙烯和铝平面调制微靶的制备工艺。通过图形转移，靶型切割和装配工艺的控制，结合靶参数测量，获得了厚度在几十μm、表面具有波长50 μm和55 μm、振幅从几到几十μm、微靶宽度约为200 μm、剖面正弦调制图形清晰的两种靶型。     

平面调制靶的表面起伏图形研制

表面起伏靶是惯性约束聚变（ＩＣＦ）分解实验中的重要实验用靶。本文报导了采用离子束刻蚀和激光干涉两种方法制备初始微扰振幅和波长分别在几微米和几十微米范围的正弦调制形状；摸索了相应的工艺条件和工艺过程；用台阶仪及光学显微轮廓仪测微加工后的形貌；探讨了调制波长的精确控制与干涉工艺之间的关系。     

ICF分解实验用双介质调制靶的研制

为了研究惯性约束聚变(ICF)实验用靶丸不同密度界面的流体力学不稳定性增长,设计并制备了聚苯乙烯(CH)/碳气凝胶(CRF),CRF/硅气凝胶(SiO2)和CH/Al三种双介质调制靶。采用溶胶-凝胶工艺制备了密度分别为250和800mg/cm3的CRF气凝胶薄片;采用激光微加工工艺分别在两种不同密度的CRF薄片和工业用纯Al箔上引入调制图形;采用旋涂工艺在Al箔和CRF薄片(250mg/cm3)的调制表面制备一层CH薄膜,得到CH/Al和CH/CRF双介质调制靶,采用溶胶-凝胶工艺在CRF薄片(800mg/cm3)表面制备一层低密度SiO2气凝胶,得到CRF/SiO2双介质调制靶。采用电子天平、扫描电子显微镜、工具显微镜和台阶仪对所制备的CH/CRF,CRF/SiO2和CH/Al三种双介质调制靶进行靶参数测量。结果表明:三种双介质调制靶层与层之间结合紧密,界面清晰,调制图形为正弦,靶参数测量准确。     

平面调制靶瑞利-泰勒不稳定性初步研究

 瑞利-泰勒不稳定性增长的准确估计是激光聚变的重要研究课题。在神光Ⅱ装置上，利用面向背光照相技术对正弦调制平面靶的瑞利-泰勒不稳定性增长进行了实验研究，得到了清晰的时空分辨图像；采用傅里叶变换取基模法和求波峰波谷差值法分析了实验结果；两种方法得到的靶扰动增长因子相同。实验中平面靶扰动增长较小可能是密度梯度致稳和烧蚀致稳抑制了扰动增长，也可能是扰动进入了非线性阶段而使增长不大。     

X光背光观测烧蚀面扰动引起内界面扰动的增长

 侧向背光照相能直接反映靶表面扰动幅度的变化情况。在神光Ⅱ装置上，实验利用侧向背光照相技术，对烧蚀面扰动引起的内界面扰动增长进行了观测。实验结果表明，观察到的内界面扰动幅度大于期望值。分析认为，造成内界面较大扰动增长的原因主要是2维效应。X光辐照的主要是烧蚀面的中间部分，烧蚀面扰动引起的内界面的扰动就呈现出一幅从中间的扰动区域逐渐过渡到四周的图像。由此，提出了新的靶优化设计方案，应尽可能减小沿背光方向的样品尺寸。     

Simulation of the destruction of a woodland massif by the shock wave generated by the impact of a large cosmic body

The interaction of shock waves with woodland massifs with consideration given to vegetation destruction is examined. The results of numerical simulations of the propagation of a perturbation through a vegetation massif based on solving the Euler equations for two-dimensional and axisymmetric cases are presented. This approach was used by the present author in simulating the propagation of wave fronts through woodland massifs without regard for forest stand destruction. The effect of vegetation is reproduced by introducing bulk forces in the volume occupied by forest. An initial perturbation of explosion-in-flight type was specified in the form of an increased-pressure region located at various heights from the ground surface. Simple threshold models are used to examine the effect of the dynamic pressure on vegetation destruction. A refined model was developed to investigate the change in the configuration of woodland massifs with consideration given to vegetation fall and the effect of this process on the rate of perturbation dissipation. The system of equations was solved by the Godunov method implemented using parallel programming. Numerical experiments were conducted with the use of two types of models of forest stand destruction, with various threshold values of the destruction factor, various initial perturbation intensities, and various heights above the vegetation massif. The effects arising during the interaction of a high-intensity perturbation with a woodland massif were identified. An analysis of the results showed that the destruction of vegetation occurs during its interaction with the fronts of the incident and reflected shock wave and with the jet core of the perturbation. In some cases, the model taking into account the accumulation of fallen vegetation predicts situations where destruction will occur only in the upper part of the forest stand, without touching the canopy. This effect can explain the existence of such regions in the area of the Tunguska event. It was also demonstrated that estimates of the sizes of the destruction zones obtained with the use of the models taking into account the influence of vegetation on the perturbation and destructibility differ substantially from those obtained within the framework of the models without regard for vegetation resistance. The highest range of perturbation dissipation was predicted by the models simulating the formation of obstructions.     

Laser transfer of thin mesotetraphenylporphyrin layers

The technique of forming mesotetraphenylporphyrin microstructures on the quartz substrate surface by laser-induced forward transfer from a target was developed. The target was a transparent substrate with a thin titanium coating onto which five mesotetraphenylporphyrin layers were deposited by the Langmuir-Schaefer method. The target was irradiated with single 500-ps pulses through a transparent substrate, which causes nondestructive thermal deformation of a metal film, resulting in efficient porphyrin emission from the target. The effect of the titanium film thickness and the laser emission wavelength on the transfer process was studied. An analysis of the optical absorption and fluorescence spectra of obtained surface microstructures suggests that the material structure is retained during laser transfer.     

金属表面几何缺陷微细结构对微喷射特性的影响

基于光滑粒子流体动力学方法, 分别采用实测样品几何缺陷模型和简化V形沟槽模型对铅的微喷射过程进行了模拟. 重点分析了金属表面几何缺陷微细结构对微喷射特性的影响, 并将数值计算结果与相应的实验测量值进行对比. 结果表明, 基于实测样品几何缺陷模型计算的最快喷射速度和累积喷射量与实验测量结果符合得很好. 进一步研究发现, 在实测样品几何缺陷诱导的微喷射过程中存在“二次汇聚喷射”现象, 与单次喷射相比, 该过程会诱导产生更高的喷射速度并显著影响微喷物的空间密度分布. 这说明除了受扰动波长、深度影响外,表面几何缺陷微细结构也是影响金属微喷射过程的重要因素.     

基于ARTS的傅里叶红外高光谱计算模型研究及其影响因素分析

在基于红外高光谱辐射数据进行大气遥感方面的研究中，准确模拟红外高光谱数据是很重要的一步。分析了红外高光谱辐射仪的测量原理，建立了基于Atmospheric Radiation Transfer Simulator(ARTS）的考虑仪器干涉图截断与离散化处理过程的正向模型。在该正向模型中，首先采用高光谱辐射传输模式ARTS模拟得到离散化理想光谱，通过逆傅里叶变换将理想光谱转化为干涉图，对干涉图加窗截断处理，模拟仪器响应函数对干涉图的影响，最后采用傅里叶变换得到仪器测量光谱。在这一过程中，窗口函数的选择取决于仪器的干涉图截断方式。未经过切趾处理的仪器，其对应的窗口函数为矩形窗口；经过切趾函数处理，可以减少干涉图截断造成的能量泄露现象。逆傅里叶变换与傅里叶变换过程中必须满足Nyquist采样定律。基于已建立的正向模型，模拟了Atmospheric Emitted Radiance Interferometer (AERI)在Southern Great Plains (SGP)站点的108组晴空辐射数据，并与AERI的实测结果进行比较分析，结果发现理想光谱与AERI实测光谱在吸收线上差异较大，最大残差达到35 mW·sr-1·m-2·(cm-1)-1（简称RU）以上，增加干涉图截断过程后，模拟光谱与实测光谱的最大残差减小到10 RU以内。截断过程的增加对模拟光谱的精度有明显提高，尤其在吸收线上，模拟光谱明显被平滑，模拟精度显著提高。进一步分析六种常用窗口函数截断处理的结果与AERI实测数据的残差，结果发现，模拟过程中选择窗口函数为矩形窗口时，模拟光谱与AERI实测数据残差最小，基本可以约束在5 RU以内，确定了AERI的干涉图截断方式可以近似看作矩形截断。另外，在理想光谱转换为干涉图的过程中，理想光谱分辨率的选择决定了干涉图信息的采样率以及ARTS的计算效率，因此综合考虑模型计算精度和模型计算效率，确定最佳的理想光谱分辨率对于提高模型计算效能是非常必要的；基于此，本文模拟了不同理想光谱分辨率下的仪器测量光谱，对比分析了模拟光谱与AERI实测光谱的残差分布，并讨论了光谱分辨率对模型计算耗时的影响。结果表明，对于AERI，在对应的正向模型中设置理想光谱分辨率为0.241 1 cm-1时，可在保证模型准确度的前提下，最大化模型计算效率。     

Influence des parametres experimentaux sur la restitution du sinus de la phase en interferometrie

Combination of phase-modulation interferometry and scanning of the object is capable of restoring the sine of the phase everywhere in the object field. So, information on the direction of the surface relief is obtained. The influences of the analysing surface characteristics and of the process of scanning are studied.