气袋靶制备技术

为了研究柱腔内气体对激光-等离子体相互作用及内爆对称性的影响,详细给出了气袋靶制备及其在神光-Ⅱ靶场的应用情况。对气袋靶的靶型设计、靶材料选择及薄膜制备和充气工艺进行了系统的研究。制备的气袋靶主要由厚度为400 nm的聚酰亚胺薄膜和厚度为400 m的铝支撑环构成,利用装配在支撑环上的充气管实现对气袋靶的充气,当充气完成后,整个气袋靶膨胀为球状。     

充气塑料柱腔的制备与保气半寿命

 研究了聚苯乙烯塑料柱腔的两种制备方法：采用聚苯乙烯溶液旋转涂层和熔体浸涂。聚苯乙烯熔融后浸涂制备的塑料柱腔存在一定的结晶取向和很多气泡,去掉铜芯轴后,塑料柱腔因缺陷太多几乎不能保气,成品率非常低,不到10％。利用聚苯乙烯溶液通过多次旋转涂层和烘干过程制备的塑料柱腔具有很低的表面粗糙度,柱腔厚度为10～30 m,表面粗糙度5～20 nm,采用0.3～0.4 μm聚酰亚胺膜封口保气,气体介质为氪气,通过X射线荧光谱仪测量柱腔保气半寿命约24 h。采用保气罐储存和运输无源塑料柱腔充气靶,打靶时腔内气体密度可保持在初始状态的92％左右。     

无源柱腔充气靶制备技术

 分析了柱腔充气靶动态充气、准动态充气和静态充气3种充气方式的特点，完成了无源充气靶的设计和制备,测量了无源充气靶的保气半寿命,讨论了靶的储存和运输。研究表明:充Kr的玻璃柱腔充气靶保气半寿命不低于341 h，以打靶时间为3 h计算，靶内气体泄漏率不超过2%;采用高压保气罐对成品进行储存和运输，无源柱腔充气靶可实现异地打靶。     

无源充气靶设计和制备

柱腔充气靶主体结构为三通金柱腔，其中一通相当于腔内气体的进出管道，另两个相对口为激光入射口。实验时，靶处于真空环境中，为了防止腔内气体在抽真空时跑掉，在诊断口和激光入射口都有阻气薄膜。准动态充气工艺是国外普遍采用的制备方法，但准动态充气靶存在一定的安全隐患，一旦控制阀门或靶室内的充气管道出现意外泄露，将对激光器真空系统和部分诊断设备造成严重损害，这是它在国内实验中使用受限制的主要原因。如果增加充气靶的安全系统，势必增加充气靶的死体积。     

旋转涂层法制备聚酰亚胺薄膜

 研究了采用二酐和二胺合成聚酰胺酸溶液，利用旋转涂层法制备聚酰亚胺薄膜的方法并对成膜机理进行了初步探讨。研究表明：在固定旋转时间时，通过控制合成聚酰胺酸的浓度和旋转速度可基本上控制薄膜的厚度，旋转涂膜法制备的聚酰亚胺薄膜厚度起伏小于5％，薄膜表面光洁度达到0.3～0.4 nm，0.3 μm厚聚酰亚胺薄膜的弹性模量为50～80 MPa。     

磁控溅射制备本征ZnO/Ag/ZnO透明导电薄膜的性质研究

室温下采用射频磁控溅射氧化锌（ZnO）粉末靶、银（Ag）靶，在玻璃衬底上制备ZnO/Ag/ZnO透明导电薄膜。首先，ZnO厚度为30 nm时，改变Ag厚度制备3层透明导电薄膜，研究Ag层厚度及膜层间配比对光电性能的影响；其次，按ZnO∶Ag厚度比为30∶11比例制备不同厚度的3层透明导电薄膜，研究多层厚度对薄膜光电性能的影响。结果表明：Ag厚度为8 nm及11 nm的ZnO/Ag/ZnO表面相对平整，结晶程度较好，在可见光范围内最高透过率达到90%及86%，并且方块电阻为6 Ω/□及3.20 Ω/□，具有优良的光电性；当按配比制备ZnO/Ag/ZnO 3层膜时，增加ZnO厚度对Ag层的增透作用反而减弱，同时增加Ag层厚度也会降低3层薄膜的整体光学性。     

X光激光薄膜锗靶的制备

 介绍了X光激光薄膜锗靶的制备工艺，在厚度为90nm的formvar膜上，采用磁控溅射技术沉积30~60nm厚的锗膜。对锗膜的应力进行了初步的测试与分析，制得的薄膜经干涉仪测量符合要求。     

薄膜测厚仪

许多物理实验要用很薄的膜,如薄靶、薄吸收片、薄窗等,并且要知道所用薄膜的厚度(或面密度)。测量薄膜厚度的方法有称重方法、光学方法、电学方法和放射性方法等。这些方法适用于测量不同厚度的薄膜,准确度也不同。我们制备了一台简便的α粒子薄膜测厚仪,并且用它测量了厚度从10微克/厘米~2到数百微克/厘米~2的VYNS有机薄膜的厚度(VYNS是氯乙烯和醋酸乙烯的共聚物)。     

分层蒸镀制备聚酰亚胺自支撑膜及其特性研究

 采用分层蒸镀法，在玻璃基片上依次蒸镀二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）两种单体，然后在空气环境中对样品进行不同温度和时间的热亚胺化处理，使二者在交界面上反应生成聚酰亚胺。经加热150 ℃ 1 h然后经350 ℃ 2 h处理的样品，在脱膜后能制备出直径1.8 cm，厚度为100 nm的聚酰亚胺自支撑薄膜。用FTIR测量了自支撑薄膜的红外光谱，特征吸收峰的分析表明薄膜已基本上完全亚胺化。用原子力显微镜分析了浮法玻璃衬底上聚酰亚胺薄膜的表面形貌，结果表明以ODA作为内层制备的膜层表面更光滑平整。     

XUV成像系统中像传递函数研究用的Si刻蚀膜

 研制具有网格或条状图形的Si刻蚀膜靶，用于XUV系统中像传递函数的研究。在自截止腐蚀工艺制备Si平面薄膜的基础上，结合离子束刻蚀工艺，获得刻蚀深度为1.0 μm左右，网格尺寸为25 μm×25 μm，或条状线宽为5 μm的Si刻蚀膜；测量了Si刻蚀膜的形貌和刻蚀深度；研究了离子束刻蚀参数对图形形貌的影响。并介绍采用两种靶型获得的像传递函数信息。     

聚酰胺酸合成工艺研究

 采用超声波在线测量溶液粘度的方法，研究了合成聚酰胺酸过程中实验条件的影响，并对实验结果进行分析，由此确定了合成高分子量聚酰胺酸的最佳实验条件。研究表明：在加料次序为先加二胺后加二酐（二酐与二胺的摩尔比为1.01～1.02：1）、试剂中含水量尽可能少，反应温度0～5℃、反应时间以溶液粘度到达最大值为止的条件下，所合成的聚酰胺酸溶液粘度最大，可满足惯性约束聚变（ICF）充气腔靶端口膜的需要。     

Fabrication and structural characterization of nanocomposites consisting of Ni nanoparticles dispersed in polyimide films

Formation and structure of composite layer consisting of polyimide films containing Ni nanoparticles were investigated. The preparation method relies on KOH treatment on polyimide film to form carboxyl acid groups and adsorption of Ni ions by ion exchange followed by hydrogen reduction. The amount of Ni ions adsorbed in polyimide films were found to be systematically controlled by changing initial KOH concentration, subsequent ion exchange time, pH and temperature. Cross-sectional TEM observation revealed that Ni nanoparticles with 3-5 nm in diameter were homogeneously dispersed in the surface modified polyimide layer after heat treatment above 250 ^°C in H₂ atmosphere. The size and distribution of the Ni nanoparticles were strongly dependent on the heat treatment temperature, indicating that this method allows microstructural tuning of metal/polymer nanocomposites.     

Behavior models of gas-filled pores in amorphous and crystalline bodies

A mathematical model of the behavior of an isolated gas-filled pore in amorphous and crystalline bodies is presented. The balance of surface tension forces, the external pressure, and gas pressure in the pore, which affect the pore, is laid at the basis of the variation in the pore size and gas pressure in it. A qualitative analysis of distinctions in the behavior of the pore in amorphous and crystalline bodies is performed, and a set of differential equations that describe the pore behavior in both cases is analyzed. The proposed model of behavior of the gas-filled pore in an infinite space can serve as the basis for the analysis of more complex cases.     

气相沉积法制备聚酰亚胺薄膜不同单体配比的表征及其性能影响

聚酰亚胺微球作为惯性约束聚变的重要候选靶丸之一,其力学性能和热学性能的提高对于实现聚变点火有重要意义.本文以均苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚为原料,采用气相沉积法制备了不同单体配比的聚酰胺酸薄膜,研究了制备聚酰胺酸薄膜过程中不同单体蒸发温度对薄膜组成的影响,并对聚酰胺酸薄膜进行热环化处理.采用红外光谱仪分析了聚酰胺酸薄膜和聚酰亚胺薄膜的组成,结果表明:随着二酐蒸发温度的增加,聚酰胺酸薄膜中过量二酐单体的红外吸收振动特征峰(1780 cm~(-1),1850 cm~(-1)强度增加,单体配比由二胺过量到二酐二胺配比均衡再到二酐过量.热环化处理的过程中,薄膜中过量单体会再次蒸发,其红外图谱显示最终产物只有聚酰亚胺,但单体配比接近样品聚酰亚胺红外特征振动峰(1380 cm~(-1))强度更大.X射线衍射图谱显示配比接近的样品具有更高的晶化程度,说明过量单体的存在抑制了聚酰胺酸分子链的生长,造成分子量降低.采用纳米压痕仪和热重分析仪分别测量了聚酰亚胺薄膜的弹性模量和硬度以及失重曲线,结果表明分子量的降低会造成聚酰亚胺薄膜的弹性模量和硬度的降低,同时热稳定性也变差.扫描电子显微镜图像显示聚酰亚胺薄膜呈层状结构,单体配比接近的样品表面状况更好,这一点与聚酰亚胺分子的生长规律相符合.     

金属表面镀高分子膜对真空击穿阈值的影响

探索提高金属表面真空击穿阈值的方法，对脉冲功率技术的发展和应用具有重要意义。在金属表面电子发射理论分析的基础上，采用有限元法计算阴极杆表面电场随二极管电压的变化规律，设计了实验系统，并开展了实验研究。实验对比了在脉宽约30 ns、阴极杆与阳极筒间隙12 mm时，钛合金TC4阴极杆在不同种类高分子膜（膜厚30～60 μm）下真空击穿阈值的变化情况。在表面粗糙度R_z（轮廓最大高度）为0.8 μm的TC4阴极杆表面分别镀环氧树脂膜和丙烯酸膜，实验结果表明，镀丙烯酸膜阴极杆的击穿阈值约505 kV/cm，相对于不镀膜阴极杆，击穿场强提高了约20.6%；在表面粗糙度R_z为0.2 μm的TC4阴极杆表面分别镀聚酰亚胺膜和聚醚醚酮膜，实验结果表明，镀聚酰亚胺膜阴极杆的击穿阈值为584 kV/cm，相对于不镀膜阴极杆，击穿场强提高了约28.1%。因此，在金属表面镀丙烯酸膜、聚酰亚胺膜可以有效提高金属表面的真空击穿阈值。     

Deposition and characterization of sputtered ZnO films

Zinc oxide thin films were deposited by radio frequency magnetron sputtering at room temperature using a metallic zinc target in a gas mixture of argon and oxygen. Plasma power, oxygen /argon gas ratio, gas pressure, and substrate temperature were varied, and an experimental design method was used to optimize these deposition parameters by considering their interdependence. Crystalline structures and film stresses were examined. Post-deposition rapid thermal annealing was also carried out to observe its effects on the film properties. Statistical analysis was then used to find the optimal sputtering conditions. Results indicated that plasma power and gas pressure have the largest effects on film crystallization and stress and that postdeposition annealing can be used to improve the quality of the film properties.     

Bright spatially coherent wavelength-tunable deep-UV laser source using an Ar-filled photonic crystal fiber

We report on the spectral broadening of ~1 μJ 30 fs pulses propagating in an Ar-filled hollow-core photonic crystal fiber. In contrast with supercontinuum generation in a solid-core photonic crystal fiber, the absence of Raman and unique pressure-controlled dispersion results in efficient emission of dispersive waves in the deep-UV region. The UV light emerges in the single-lobed fundamental mode and is tunable from 200 to 320 nm by varying the pulse energy and gas pressure. The setup is extremely simple, involving <1 m of a gas-filled photonic crystal fiber, and the UV signal is stable and bright, with experimental IR to deep-UV conversion efficiencies as high as 8%. The source is of immediate interest in applications demanding high spatial coherence, such as laser lithography or confocal microscopy.