高Tc超导薄膜约瑟夫逊结光探测研究

我们研制了具有约瑟夫逊效应的高Tc GdBa₂Cu₃O₇-薄膜双晶晶界结,对其交直流约瑟夫逊效应进行了观测,并用其进行光探测,用波长为0.6328μm的He-Ne激光器辐照双晶结结区,系统观测了双晶晶界结的光响应特性,得到的最好结果如下噪音等效功率NEP=1.9×10^-13W,归一化探测率D=53×109cmHz^1/2W^-1,响应率Rv=4.2×10⁷V/W,响应时间τ=4.35×10^-7s.     

以慢原子束方式进行原子转移的双磁光阱系统

建立了一套用于玻色-爱因斯坦凝聚实验的铷原子双磁光阱装置.从低速强源中获得慢原子束，向超高真空磁光阱进行原子转移.低速强源磁光阱与超高真空磁光阱之间可维持3个量级的压强差,超高真空磁光阱的真空度最高可达1×10^-9 Pa. 慢原子束的束流通量达1×10⁹/s. 约4×10⁸个⁸⁷Rb原子被装载到超高真空磁光阱中.还讨论了两种典型情况下磁光阱中装载的最大原子数.     

表面热透镜技术测量3.8μm和2.8μm激光薄膜的微弱吸收

 采用表面热透镜技术，对3.8μm和2.8μm激光辐照下镀制在Si基底上的单层ZnS，YbF₃和YBC薄膜及不同膜系的YbF₃/ ZnS多层分光膜和多层高反膜，以及镀制在CaF₂基底上的增透膜进行了吸收测量，并对3.8μm和2.8μm 激光的测量结果进行了比较分析。实验结果表明，2.8μm波长下的吸收比3.8μm的大得多，两者之间约相差一个量级，测得的多层高反膜YbF₃/ZnS薄膜在的3.8μm处的最低吸收为4.57×10^－4，测量系统的灵敏度约为10^-5。     

Poly(DR-1/MMA)聚合物波导中Cerenkov倍频辐射的实验研究

本文报道采用电晕极化技术和旋转涂布方法制备Poly(DR-1/MMA)型有机共聚物薄膜波导生成二次谐波(SH)的实验研究.Q开关Nd:YAG激光器的1.064μm波长的输入光在极化聚合物波导中经Cerenkov型相位匹配产生0.532μm的倍频辐射光,总的转换效率达1.25×10^-3%.     

PT-PEK-c电光聚合物薄膜的厚度和介电性质

研制了新的PT-PEK-c电光聚合物薄膜材料,用准波导耦合m线方法测量了PT-PEK-c电光聚合物薄膜的厚度,并测量了该聚合物薄膜在1×10²Hz到1×10⁷Hz频率范围内的室温介电常数.测量结果为:厚度d=2.328±0.315μm,在10KHz下,介电常数ε_r＝4023±0.063,介电损耗tanδ＝0.003.     

氮离子轰击能量对ta-C:N薄膜结构的影响

利用磁过滤真空阴极电弧技术制备了sp³键含量不小于80%的四面体非晶碳薄膜(ta-C), 然后通过氮离子束改性技术制备了氮掺杂的四面体非晶碳(ta-C:N)薄膜. 利用Raman光谱和X射线光电子能谱对薄膜结构的分析,研究了氮离子轰击能量对ta-C:N薄膜结构的影响. 氮离子对ta-C薄膜的轰击,形成了氮掺杂的ta-C:N薄膜. 氮离子轰击诱导了薄膜中sp³键向sp²键转化, 以及CN键的形成.在ta-C:N薄膜中,氮掺杂的深度和浓度随着氮离子能量的增大而增大. ta-C:N薄膜中sp²键的含量和sp²键团簇的尺寸随着氮离子轰击能量的增大而增加; 在ta-C:N薄膜中, CN键主要由C-N键和C＝N键构成, C-N 键的含量随着氮离子轰击能量的增大而减小,但是C＝N 键含量随着氮离子轰击能量的增大而增大.在ta-C:N薄膜中不含有C≡N键结构.     

利用整体毛细管X光透镜会聚同步辐射

利用整体毛细管X光透镜和超环面镜的组合会聚了同步辐射.在8keV能量点, 利用超环面镜, 将面积为2.3×26mm²、竖直发散度和水平发散度分别近似为零和1.1mrad的光束会聚为面积为0.9×0.3mm²、水平和竖直 发散度分别为1.4mrad和0.1mrad的束斑, 然后利用整体毛细管X光透镜将上述束斑会聚为直径为21.4μm的焦斑, 焦斑处单位面积上的强度(功率密度)增益为59, 焦距为13.3mm, 该整体毛细管X光透镜在8keV能量点, 对上述 束斑的传输效率为7.9%     

Bi置换DyIG溅射薄膜的磁光性能与干涉效应的研究

本文报道用高频溅射法在玻璃衬底上制备的Bi置换DylG薄膜具有高的矫顽力和矩形比。在500nm波长附近,法拉第旋转角达7.5°/μm。经热磁记录的磁畴稳定。并发现薄膜表面蒸镀不同金属时,随不同波长和磁光层厚度干涉效应有较大差异。利用此特性可对石榴石记录盘片进行最佳性能设计。 关键词：     

室温下Pr0.7Ca0.3MnO3薄膜的瞬态光响应特性

在室温下利用波长532nm，脉冲宽度7ns的纳秒脉冲激光研究了不同电压和激光能量密度作用下Pr_0.7Ca_0.3MnO₃薄膜的瞬态光响应特性.在激光能量密度为275.16mJ/cm²时，其最大电阻变化率达到92.3%，响应时间约36ns.室温下电压变化对薄膜的光响应特性影响不大，而诱导光能量密度的影响则很明显，能量密度越大，电阻变化越大，响应时间越短，并且电阻变化和响应时间均与激光能量密度呈非线性关系.这种光响应来源于薄膜中的光致非稳态绝缘体-金属相变，有望在新型光电器件上获得应用.     

用准光波导方法测量聚合物薄膜光学参数

本文报道用准光波导方法测量了沉积在棱镜底面上的聚苯乙烯和聚醚砜薄膜,确定了这两种聚合物薄膜的折射率和薄膜厚度.并用偏振光测定了其双折射.薄膜折射率测量误差为±1×10~(-3),薄膜厚度测量误差为±0.01μm.     

hcp结构的Co磁性膜表面和界面的非线性克尔旋转及SHG的研究

本文基于对称性理论、磁性表面的菲涅耳反射和折射定律,研究了hcp(密排六方体)Co结构的χ⁽²⁾、SHG(二次谐波振荡)信号强度和非线性磁光克尔旋转角Φ_k,α⁽²⁾与入射角、偏振角及光子能量的关系.结果表明,Φ_k,α⁽²⁾比线性克尔角有巨大的增强;当接近垂直入射时,Φ_k,α⁽²⁾接近90°;Φ_k,α⁽²⁾灵敏地依赖于M的影响,从而可以通过Φ_k,α⁽²⁾来决定薄膜中的晶轴方向和磁化强度的取向.     

γ射线辐照对a-SiC:H薄膜结构与特性的影响

 采用射频（13.56 MHz）反应溅射方法制备a-SiC:H 薄膜，并将其在空气中进行高能γ射线(平均为1.25 MeV)辐照，5个样品的吸收剂量分别为0，2×10⁴，4×10⁴，6×10⁴，8×10⁴ Gy。采用拉曼及红外光谱对薄膜的结构进行表征,得到了其结构与特性的变化规律。研究与分析表明：随样品吸收剂量的增加，陷入空穴中的电子会被激发，a-SiC:H薄膜中的SiC成份增加，电阻率变小，数量级为105Ω·cm；薄膜存在结晶化的趋势,其主要原因在于由Si－O－Si键断裂而产生的Si取代膜中C－C键中的C而形成晶态SiC，在此过程中出现了Si－O－Si键及a-SiC:H的减少，晶态SiC的增加。经γ射线辐照后薄膜的氢含量降低，折射率从5.19增大到5.53，辐照后薄膜的透过率均低于原膜的透过率。在500~2 300 cm^-1(对应波长为20.00~5.29 μm)波段内，a-SiC:H薄膜存在一定的增透作用。     

用简并四波混频对聚[3’-甲基-4’-二(N,N-氧亚乙基)胺基-4-硝基偶氮苯癸二酰]薄膜三阶非线性光学性质、光信息储存及光致异构过程的研究

通过简并四波混频法(DFWM)对“聚[3’-甲基-4’一二(N,N-氧亚乙基)胺基-4-硝基偶氮苯癸二酰]”薄膜的三阶非线性光学性质进行了研究,测得其三阶非线性系数X⁽³⁾达到6.6×10^-5esu.通过EFWM,测得样品有很强的光信息储存,另外通过对材料的光致异构过程的研究,测得在上升和下降过程中相位共轭光I^pc与时间t均满足确定的关系式,并与文中所推的理论相符.     

利用磁光调制实现方位角垂直传递

本文详述了一种可以实现无机械连接的方位角垂直传递技术,并进行了精度分析.这种方法利用了偏振光的物理特性,从原理上突破了国内瞄准技术的局限,并采用磁光调制技术提高检测精度.演示装置的对准重复精度达到3σ≤10^″.     

可变椭圆极化波荡器相干太赫兹辐射的模拟计算

中国科学院上海应用物理研究所正在研制的相干太赫兹辐射装置是一台利用飞秒电子束团通过可变椭圆极化波荡器产生高亮度水平线极化光、垂直线极化光或各种椭圆极化光的强相干太赫兹辐射光源.本文描述了这种相干太赫兹辐射的光通量密度空间分布、光谱、极化特性和相干性等的计算方法和模拟计算结果.计算结果表明,对于能量为20MeV、发射度为15πmm·mrad、束团长度为200fs、电荷量为50pC的电子束团,在距离0.6m长的波荡器中心1m处可获得光通量密度峰值达2×10⁹photons/mm²/0.1%bw量级的太赫兹水平线极化光或圆极化光     

三方晶系的非线性磁光克尔谱及其表面磁化强度取向的效应

本文计算了三方结构不同表面和不同磁化强度取向下的χ⁽²⁾、SHG、MSHG及非线性克尔旋转角Φ_k,a⁽²⁾.结果表明,SHG和Φ_k,a⁽²⁾值非常灵敏地依赖于薄膜的表面及磁化强度的取向;三方结构的SHG、Φ_k,a⁽²⁾与fcc、bcc和hcp结构的相比有很大的差异,这表明结构对非线性磁光效应有重要的影响;当M//X、Y轴时,MSHG信号很明显,这表明可通过A值的测量来研究磁性薄膜表面的磁畴结构以及取向.     

双层反铁磁体K3Cu2F7 中轨道序驱动的自旋二聚化

基于自旋-轨道-晶格Hamilton量,应用团簇自洽场方法,研究了双层钙钛矿结构材料K₃Cu₂F₇基态的晶格、磁及轨道结构,发现近孤立的双层的对称破缺和Jahn-Teller晶格畸变使得Cu²⁺离子在每层内交替占据 z²-x²〉/ z²-y²〉轨道,进而导致双层的层间表现为强的反铁磁耦合,层内为弱的铁磁耦合.强反铁磁耦合导致层间     

C掺杂FePt铁磁薄膜光诱导超快退磁动力学研究

FePt合金薄膜由于具有较强的磁各向异性而在磁信息和磁光信息存储中具有重要的应用.C掺杂可精确调控薄膜的磁各向异性,从而可有效地改变薄膜的矫顽场.通过超短激光脉冲与铁磁薄膜相互作用,可以获得非平衡状态下电子、自旋和晶格等自由度之间的动态耦合参数,这是研究超快磁记录材料的物理基础.本文基于瞬态磁光Kerr效应,研究了两种C掺杂浓度下FePt薄膜的超快磁光响应.实验结果表明:瞬态Kerr信号与外加磁场正相关,磁场反向,Kerr信号反号,而瞬态反射率与外加磁场无关;不同C掺杂的FePt薄膜的矫顽场不同,软磁的退磁时间显著小于硬磁薄膜的退磁时间.我们还观测到超快激光在铁磁薄膜中诱导频率约为49 GHz的相干声学声子,该声子的频率与外加磁场无关.实验结果为设计和研制新型磁光薄膜提供了实验依据.     

一维磁光子晶体实现光隔离的应用研究

采用4×4传输矩阵法研究了两种结构一维磁光子晶体的光隔离特性.结构一在外加磁场与光路光轴方向呈52.0°时,用7.96μm的总厚度在中心波长附近0.95nm范围内实现了光隔离,在此范围之内法拉第旋转角和透射率分别在45°~50.65°和97.01%~99.96%之间波动,结构仅包含43层光学薄膜,易于实际制备;结构二在外加磁场与光路光轴方向呈32.7°时,用11.54μm的总厚度在中心波长附近0.85nm范围内实现了光隔离,在此范围之内法拉第旋转角和透射率分别在45°~48.55°和98.85%~100%之间波动,结构包含73层光学薄膜,与结构一相比,该结构具有更高的透射率和更平坦的光谱.用这两种结构的一维磁光子晶体代替目前商用磁光隔离器中的块状磁光介质,可实现磁光隔离器的集成化.     

基于两种静磁模的磁光压缩特性比较

将磁光效应作为微扰, 采用耦合模理论分析了磁光薄膜波导中微波静磁波对线性啁啾光脉冲的磁光Bragg衍射作用, 得到了传统磁化时磁光共线和非共线作用下的衍射光脉冲复振幅的解析表达式。在静磁波频率和波数相同的前提下, 通过对实际波导结构的计算表明, 基于静磁表面波的磁光共线作用比基于静磁正向体波的非共线作用更易于实现光脉冲压缩; 衍射光脉冲的半极大全宽度(FWHM)对失配斜率的依赖较为敏感。因此, 选用磁光共线作用和优化相位失配因子的频率变化率有助于改善磁光Bragg脉冲压缩器的性能。