连续微光学元件在光刻胶上的面形控制

介绍了连续微光学元件在光刻胶上的面形控制方法。分析了光刻胶及显影液在制人和二元和连续元件中所存在差别;导出具有倒易关系的浮雕深度表达式和适用的范围,并以此指导面形的控制,对光刻胶进行适当的发行以适应连续微光学元件的制作。本文还给出实验验证,制作了多种质量优良的微光学元件,并对典型元件的面形进行了评价。     

低陡度光刻胶光栅槽形研究

为控制全息光刻胶光栅槽形,从研究显影时间、显影液温度等对光刻胶特性曲线的影响出发,采用计算机模拟和实验方法,制作出底部占宽比30%左右,陡度65°左右的低陡度光刻胶光栅掩模.研究发现：启动曝光量随显影时间的延长而减小,光刻胶特性曲线线性部分的斜率随着显影时间的增加而增加;显影液温度高的光刻胶启动曝光量大,其特性曲线线性部分的斜率也较大.这决定了制作低陡度光刻胶光栅掩模需要使用非1∶1的干涉曝光,以及必须采用较低温度的显影液进行显影处理.最终选用1∶7的干涉曝光和15℃的显影液.     

凹球面涂布光刻胶均匀性研究

通过对离心法在凹球面上涂布光刻胶过程进行分析,阐明了离心状态下光刻胶在凹球面基底上的流动机理,结合试验提出影响凹球面涂布光刻胶膜厚均匀性的主要因素有胶液粘度、旋涂速度、旋涂时间,列举了以上因素引起的各种现象,并进行了理论分析。引用凹球面旋涂光刻胶的膜厚公式,建立了膜厚与速度关系数学模型;利用流体力学原理解释了有限圆形空间中流体速度对膜层均匀性的影响,从而解决了大曲率凹球面上制备微细图形结构的关键工艺问题,对非球面上制备微细图形具有借鉴作用。     

改性光刻胶制备纳米压印模版

制备纳米压印中的模版是压印技术的基本条件.目前很多压印模版是利用高硬度材料制作的，但是这些材料比较难以加工，从而限制了纳米压印技术的发展.提出一种利用光刻胶制备纳米压印模版的方法.利用聚焦离子束对光刻胶的改性作用，控制加工的条件，将柔性的光刻胶改性为硬度很高的材料，从而形成纳米压印模版.这种方法具有速度快、制备简单等特点，是一种新颖的加工方式，扩展了聚焦离子束的加工范围，可用于其他的纳米加工领域. 关键词： 纳米压印 光刻胶 聚焦离子束 纳米孔阵列     

高质量光刻胶微小透镜阵列的制作

本文对光刻胶熔融法制作微小透镜阵列的机理进行了进一步深入的理论和实验研究,特别是提出和研究了非球面表面的形成问题。对微小透镜,特别是非球面形成过程的参数控制,例如对光刻胶小圆柱的高度、熔融光刻胶和基片的接触角的控制进行了较详细的讨论。我们制出了具有较好性能的微小透镜列阵,并给出了测量结果以及实物和成象照片。最后,给出了一种建议采用的实时控制高质量微小透镜列阵形成的装置方案。     

光刻胶特性曲线参数测量的新方法

文中通过台阶实验的数据结合光刻胶光栅掩模的槽形,得到光刻胶特性参数,利用这些参数可以模拟出任一曝光量,任一显影时间,任一空频下,光栅掩模的槽形.为今后制作符合要求的光栅提供有力依据.     

基于角谱理论的厚层光刻胶衍射光场研究

为快速、准确地获得厚层光刻胶内部衍射光场的分布，利用角谱理论的思想，考虑入射光通过掩模后在光刻胶面的反射、透射和光刻胶曝光过程中其折射率及吸收系数在深度方向上的变化，建立了衍射光场在厚层光刻胶中传输的理论模型。为减小计算量，对快速傅里叶算法进行了改进。该方法数值计算速度快，计算结果准确，并适用于光在折射率渐变的其它介质中的传播。最后，对厚层光刻胶中光场分布进行了数值模拟；计算模拟表明，对于厚层光刻胶，其表面的反射、透射和折射率及吸收系数在深度方向变化对衍射光场分布有明显的影响。     

用近贴式软X射线光刻术研究DCPA光刻胶的曝光性能

采用软X射线近贴式光刻术,对DCPA光刻胶的曝光性能进行了系统研究,得到了一些新的实验结果。     

模压全息图的衍射效率与光刻胶母版沟纹深度的关系

高衍射效率是优质模压全息图的重要指标之一,它与许多因素有关,本文着重研究了它与光刻胶母版沟纹深度之间的关系,给出了最佳效率PET(聚酯薄膜)模压全息图对光刻胶母版的要求条件.     

负折射率材料用于表面波传感的特性分析

利用严格电磁理论分析了负折射材料界面上激励表面波的相关特性,证明两种偏振入射都能在负折射材料与正折射材料界面上激发表面波,并推导出了相应表面波的传播波矢和激发条件.针对负折射材料在表面波传感方面的应用,对膜厚选择,偏振态,测量范围,线性度等性能参量进行了具体分析,与传统的金属表面等离子波传感器相比,使用负折射材料在灵敏度相当的情况下,能有效提高线性度,增大测量范围,提高信噪比.     

负电性纳米银溶胶SERS活性及稳定性的比较研究

用单宁还原硝酸银可制得表面带负电的、对阳离子型分子具有较强SERS效应的纳米银。为了进一步测试负电性纳米银溶胶的SERS活性及稳定性,在室温下用制针剂的封装机将样品(old NCS)封装并保存。两年后与新制备的负电性纳米银溶胶(new NCS)比较,用透射电镜观测发现old NCS与new NCS相比银粒子尺寸增大;用紫外可见吸收光谱测定old NCS的吸收峰为431 nm,new NCS的吸收峰为418 nm,old NCS与new NCS相比吸收峰发生红移。为比较old NCS及new NCS的SERS活性选取阳离子型分子、中性分子及阴离子型分子作为测试分子,用拉曼光谱仪测试这些分子在两种纳米银上的SERS谱,结果发现,阳离子型分子碱性品红、中性分子吖啶橙在old NCS及new NCS上SERS较强,阳离子型分子亚甲基蓝在old NCS上与在new NCS上相比SERS较弱,阴离子型分子苯甲酸在old NCS及new NCS均未观察到SERS信号。     

面向窄线宽超导纳米线单光子探测器的电子束曝光技术

超导纳米线单光子探测器是新型超导电子器件,因其具有高探测效率、低暗计数及低时间抖动等优势,在量子信息、激光雷达等方面已得到广泛的应用.目前主流超导纳米线单光子探测器主要工作在1.5μm以下的可见光和近红外波段.中红外波长的红外探测技术在基础科学、医学、日常生活以及军事等广泛领域发挥着重要作用,中红外单光子探测器可以使得中红外波段探测技术进入量子极限灵敏度.根据超导纳米线单光子探测器探测机理,超窄线宽的纳米线条可以提升超导纳米线单光子探测器在中红外波长的灵敏度.电子束曝光技术是目前实现超导纳米线单光子探测器纳米线线条加工的主流技术,电子束抗蚀剂种类繁多,面向超窄线宽超导纳米线单光子探测器器件的制备需求,对两款抗蚀剂进行性能测试表征,和窄纳米线制备尝试.根据负性电子束抗蚀剂MaN-2401在制备窄线宽时的显著优点,优化工艺,利用其成功制备出50 nm线宽超导纳米线单光子探测器并成功实现了2000 nm的单光子响应.     

艾里光束通过负折射率介质的传输特性

为了研究艾里光束(Airy beams)通过负折射率介质中的传输特性,利用ABCD矩阵光学理论推导出了Airy光束通过负折射率介质的传输解析表达式.利用该解析表达式得到了Airy光束通过负折射率介质的传输特性.计算结果表明,Airy光束通过负折射率介质后的自加速和光强都可以通过负折射率介质的工作频率调控.Airy光束通过负折射率介质的横向偏转系数随传输距离z的增大而加速偏转;同时当传输距离z相同而负折射率介质的工作频率不同时,偏转系数也不相同.Airy光束的强度和偏转度都可以通过负折射率介质的工作频率调控.结果显示可以利用负折射率介质的工作频率方便有效地调控Airy光束,研究结果在光学器件设计和医学科学中都有潜在的应用价值.     

双波长负吸收催化光度法测定痕量亚硝酸根及其反应机理的研究

采用负吸收光谱校正技术,研究了在磷酸介质中,溴酸钾存在下,亚硝酸根与吖啶橙反应的吸收光谱。基于负吸光度值或负吸光度之和A_T在一定范围与亚硝酸根浓度呈线性关系,建立了双波长负吸收催化光度法测定亚硝酸根的新方法,线性范围1.0×10-5～5.0×10-7 mol·L-1,用于环境水样中亚硝酸根的测定获得十分满意的结果。依据亚硝酸根浓度与吖啶橙浓度间没有一定的比例关系,负吸光度A_T值与时间呈线性关系,认为在酸性介质中,是亚硝酸根催化溴酸钾氧化吖啶橙褪色的催化氧化还原褪色反应。采用负吸收光谱校正技术,改善了吸收峰形,避免了吸光度差值的计算,提高了方法的准确度。     

Study of Electron Temperature Gradient Instability in Toroidal Plasmas with Negative Magnetic Shear

In this paper, the electron temperature gradient （ETG） instability and corresponding turbulent transport in toroidal plasmas with negative magnetic shear is studied using the integral eigenvalue equations. The full electron kinetics is considered and the behaviours of the modes and the transport in the parameter regimes close to the instability threshold are emphasized. The fitting formulas of the critical gradient, for negative magnetic shear, are given.     

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.     

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431 nm时,选择40 nm厚的银层,曝光深度可达200 nm,条纹周期为110 nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.     

Negative refraction at various crystal interfaces

In an anisotropic positive index media the tangential components of Poynting vector S and that of wavevector k can have the opposite signs under certain conditions. The phenomenon is called as the anomalous negative refraction. The negative refraction phenomenon at planar interfaces between isotropic medium-crystal and crystal-crystal media has been analyzed. The crystals can be both uniaxial axis and biaxial axis and the azimuth of optical axis can be arbitrary. The negative refraction phenomenon under various azimuth of optical axis is analyzed. The phenomena can be very evident if the optical axis angle is arranged appropriately. The optimal conditions are obtained. For strong anisotropy crystal, the maximum incident angle that yields the negative refraction and the bending angle could be very large. For the interface of biaxial crystal the anisotropy parameter of crystal u₁ = n_z/n_x plays a dominant role in effect on negative refraction.     

Comparison of the surface wave method and the indentation method for measuring the elasticity of gelatin phantoms of different concentrations

The speed of the surface Rayleigh wave, which is related to the viscoelastic properties of the medium, can be measured by noninvasive and noncontact methods. This technique has been applied in biomedical applications such as detecting skin diseases. Static spherical indentation, which quantifies material elasticity through the relationship between loading force and displacement, has been applied in various areas including a number of biomedical applications. This paper compares the results obtained from these two methods on five gelatin phantoms of different concentrations (5%, 7.5%, 10%, 12.5% and 15%). The concentrations are chosen because the elasticity of such gelatin phantoms is close to that of tissue types such as skin. The results show that both the surface wave method and the static spherical indentation method produce the same values for shear elasticity. For example, the shear elasticities measured by the surface wave method are 1.51, 2.75, 5.34, 6.90 and 8.40 kPa on the five phantoms, respectively. In addition, by studying the dispersion curve of the surface wave speed, shear viscosity can be extracted. The measured shear viscosities are 0.00, 0.00, 0.13, 0.39 and 1.22 Pa.s on the five phantoms, respectively. The results also show that the shear elasticity of the gelatin phantoms increases linearly with their prepared concentrations. The linear regressions between concentration and shear elasticity have R² values larger than 0.98 for both methods.