Temperature Dependence of Crystal Structure and THz Absorption Spectra of Organic Nonlinear Optical Stilbazolium Material for High-Output THz-Wave Generation

A stilbazolium material comprising 4-dimethylamino-N′-methyl-4′-stilbazolium tosylate (DAST), which has a large nonlinear optical susceptibility, was studied for application in terahertz (THz)-wave generation. The temperature-dependent structure of the DAST crystal was measured by using powder X-ray diffraction from ?100 to 200 °C, indicating a volume expansion of 4.6 %. The lattice constants show anisotropic thermal expansion. Also, the temperature dependence of THz absorption spectra was measured by terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) in the temperature range varying from ?80 to 88.1 °C. A strong absorption peak was found at around 1 THz, shifting slightly toward a lower frequency with increasing temperature. The temperature dependence of the THz spectra was compared with that of X-ray diffraction. The shifting of THz-vibrational frequencies of the DAST crystal suggests that the change in its lattice structure is temperature dependent.     

太赫兹波在金属光子晶体中的传播特性

构造了一种适用于太赫兹器件的二维金属光子晶体结构。研究了晶格常数α=0. 3mm的正方晶格二维铜介质柱光子晶体,这样的结构在工艺上相对容易实现。在0 ~2THz频段范围内,发现当金属柱半径从0. 1α到0. 3α变化时,随着圆柱半径的增大,禁带的中心频率上移,并且带隙的宽度增大;当金属柱半径为0. 32α时,出现了两个禁带。研究结果为性能优良的THz器件开发提供了理论依据。     

太赫兹波在光子晶体中的传输特性

为了研究太赫兹波在2维正方晶格光子晶体中的传播特性,利用平面波展开法数值模拟了光子晶体能带结构和态密度分布。计算表明,E偏振当填充率f=0.6362和H偏振当填充率f=0.7845时出现最大光子带隙,在f=0.7791出现最大完全光子带隙;增加介电常数的差值,也增加了太赫兹波在正方晶格光子晶体中传输的带隙;光子晶体态密度的分布验证了存在光子带隙的范围。研究结果为太赫兹波器件的开发提供了理论依据。     

应用于THz辐射的ZnTe单晶生长及测试

利用Te溶剂方法生长出ZnTe单晶.经X射线衍射测试,发现晶锭中存在沿(110)晶向生长的大晶粒,可以切出10mm×10mm的单晶片.傅里叶红外变换光谱仪测得ZnTe晶体在2.5～20μm波段的红外透过率约为61%.通过测可见-红外波段的透射光谱,得出禁带宽度为2.24eV.利用飞秒激光作用在一块ZnTe单晶同时产生-探测THz脉冲,观察到0.18ps的THz辐射场分布,相应的频谱分布为5THz.     

应用于THz辐射的ZnTe单晶生长及测试

利用Te溶剂方法生长出ZnTe单晶.经X射线衍射测试,发现晶锭中存在沿(110)晶向生长的大晶粒,可以切出10mm×10mm的单晶片.傅里叶红外变换光谱仪测得ZnTe晶体在2.5～20μm波段的红外透过率约为61%.通过测可见-红外波段的透射光谱,得出禁带宽度为2.24eV.利用飞秒激光作用在一块ZnTe单晶同时产生-探测THz脉冲,观察到0.18ps的THz辐射场分布,相应的频谱分布为5THz.     

基于熵权的信息系统运行质量评价模型及应用

针对信息系统运行质量评价中各指标的模糊性和不确定性,将信息论中的熵值理论应用于信息系统运行质量评价中,建立了信息系统运行质量评价指标体系。为合理地确定信息系统运行质量评价的指标权重,可将权重结构分为主观指标权重和客观指标权重,分别采用层次分析法和熵权法确定各指标权重,再用最小相对信息熵原理把它们综合为组合权重,从而建立信息系统运行质量的熵组合权重评价模型。该模型既可结合专家主观经验法,又可挖掘指标样本值的客观信息差异。应用供电公司信息系统实际数据测算结果验证了信息系统运行质量指标体系及其熵组合权重评价模型的有效性和实用性。     

大分子引发剂的分子量对聚合物分散液晶的微观形貌影响

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合法制备了不同分子量的苯乙烯大分子引发剂(RAFT-PS),并通过紫外光聚合诱导相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)膜。研究了不同分子量的RAFT-PS对PDLC的微观形貌、光聚合动力学、液晶向列取向程度以及电光性能等方面的影响。研究表明,影响PDLC的微观形貌的关键因素是RAFT-PS的分子量,而不是聚合物基体分子量。通过调整RAFT-PS的分子量,能够有效控制液晶微滴粒径,进而改善PDLC的电光性能。     

光气的太赫兹/红外吸收及拉曼散射振动光谱研究

采用Restricted Hartree-Fock(RHF)自洽场方法和密度泛函理论(DFT)方法对光气(COCl2)进行了RHF/6-31G、RHF/6-31+G、RHF/6-31++G、RHF/6-311G、RB3LYP/6-31G、RB3LYP/6-311G、RB3LYP/6-31+G、RB3LYP/6-31++G、RB3LYP/6-31G(d)、UB3LYP/6-31G十种水平上的分子结构优化、分子振动模、振动频率及强度的理论计算.研究结果表明:理论计算结果与实验数据吻合得很好,用DFT计算方法的RB3LYP/6-31G(d)基组能获得与实验结果最为接近的理论计算数据,其计算的红外频率与红外实验测试频率的相对偏差绝对值的平均值为2.43%.COCl2各种太赫兹、红外振动模的理论计算活性由大至小的顺序分别为:CCl2 a-str＞CO str＞CCl2 s-str＞Op-deform＞CO deform＞CCl2deform.COCl2各种拉曼振动模的理论计算活性由大至小的顺序分别为:CCl2s-str＞CO str＞CO deform＞CCl2 deform＞CCl2 a-str＞Op-deform.由于COCl2在9THz有明显的THz特征吸收和拉曼散射振动,基于这一特性有望开发出毒气的太赫兹快速检测技术.     

纳米晶体PbSe的吸收光谱特性及光纤掺杂工艺

测量了直径为5.5nm的人工纳米晶体(量子点)PbSe的近红外吸收光谱.根据量子点浓度、量子点粒度以及Beer-Lambert定律,确定了其吸收截面的峰值.研究了实验室量子点光纤样品制备的掺杂工艺,初步探索出抽真空法、注射法、毛细渗透法几种较为可行的掺杂方案.研究了适合于用作量子点光纤纤芯的材料,得到了一种与普通石英光纤折射率非常接近的硅酸溶胶.     

纳米晶体PbSe的吸收光谱特性及光纤掺杂工艺

测量了直径为5.5nm的人工纳米晶体(量子点)PbSe的近红外吸收光谱.根据量子点浓度、量子点粒度以及Beer-Lambert定律,确定了其吸收截面的峰值.研究了实验室量子点光纤样品制备的掺杂工艺,初步探索出抽真空法、注射法、毛细渗透法几种较为可行的掺杂方案.研究了适合于用作量子点光纤纤芯的材料,得到了一种与普通石英光纤折射率非常接近的硅酸溶胶.     

液晶光阀的光吸收层吸收系数的研究

用射频 等离子体化学汽相沉积法 ,在硼玻璃基片上淀积了厚为 1.8μm的a C∶H光吸收层 ,实验证明这种光吸收层的吸收系数受工艺条件的影响。测得在最佳工艺条件下 ,该吸收层对红光、绿光和蓝光的吸收系数分别为 3.4× 10 4 ,5.4× 10 4 和 9.8× 10 4 cm- 1。讨论了典型的液晶光阀投影机对吸收层光吸收系数的要求。     

分子束外延InAlSb/InSb晶体的质量研究

InAlSb/InSb薄膜材料的晶体质量会直接影响器件的性能。提高薄膜材料的晶体质量可以有效降低器件的暗电流,提高探测率和均匀性等。主要报道了掺铝锑化铟分子束外延技术的初步研究结果。通过采用多种测试方法对InAlSb分子束外延膜的晶体质量进行了分析,找出了影响晶体质量的因素,提高了InAlSb分子束外延的技术水平。实验结果表明,通过优化生长温度、束流比、升降温速率以及退火工艺等生长条件,可以获得高质量的InAlSb分子束外延膜。     

MODTRAN5分子吸收模式的计算精度数值评估

大气辐射传输软件MODTRAN5较以前版本光谱分辨率从2 cm-1提高到0.2 cm-1,为了检验MODTRAN5分子吸收的计算精度,用精确的逐线积分法LBLRTM做参考,模拟比较了MODTRAN5计算的大气光谱透过率。结果表明：MODTRAN5软件计算的大气透过率与LBLRTM计算结果的均方根误差总体上不超过0.02,但在有些波段最大误差可达0.03以上,如二氧化碳4.3 μm吸收带,误差值为0.0377。     

DOAS谱线波长配准存在的问题及解决方法

由于系统光学部分的干扰(衍射光栅的不完善和光谱仪散射光)的存在，引起测量谱线的抖动．这将在差分光学吸收光谱(DOAS)谱线信号中产生人为结构，这些结构与污染气体的特征差分吸收区很难区分开，这种噪声的显著特点是在一段时间内是稳定的，因此它的值不能通过通常的时间平均消除掉。然而，当灯光源直接照射接收系统(不通过空气光路)时，灯信号中的人为结构与从实测光路信号谱中的相似结构具有很大的相关性．因此应用实测光路信号除以灯谱信号在很大的程度上消除噪声的影响．但是采用该方法时，若所使用的光源谱线结构起伏较大，对灯谱和信号谱的坐标一致性要求将非常高，否则对吸收光谱的计算会带来更多的影响．本文通过对该问题的研究提出了两种解决方案，通过实验证明可以有效地减小谱线偏移带来的分析误差．     

太赫兹波在二维正三角晶格金属光子晶体中的传输特性

运用频域有限元法研究了一种二维正三角晶格金属光子晶体在太赫兹波段的传输特性。该模型选取空气为背景材料,金属铜为介质柱。通过改变太赫兹波的入射方向、晶格常数和介质柱填充率,对TM模和TE模的传输特性进行了系统完整的分析,获得了太赫兹波在正三角晶格金属光子晶体中的传输规律。结果表明,传输特性随着介质柱填充率、晶格常数及太赫兹波入射方向的变化而变化,且TE模和TM模带隙差异很大,这为太赫兹波段的光子晶体滤波器、反射器和极化器的开发与制作提供了参考依据。     

用高分辨X射线衍射面扫描评估4H-SiC晶片结晶质量

介绍了高分辨X射线衍射(HRXRD)面扫描技术在评估4H-SiC抛光片整体结晶质量方面的应用。对4H-SiC抛光片整片及局部特定位置进行HRXRD摇摆曲线面扫描,并拟合摇摆曲线半高宽(FWHM)峰值得到的极图,观察4H-SiC抛光片表面的FWHM分布范围、分布特点和多峰聚集区。结合表面缺陷测试仪和偏振光显微镜测试方法,对因螺旋生长产生的晶界分布聚集区以及边缘高应力晶界聚集区进行了表征。二者测试结果与HRXRD摇摆曲线面扫描的结果一致。对多片样品在不同区域使用不同测试方法得到的结果均验证了HRXRD摇摆曲线面扫描可以宏观识别晶畴界面聚集区,清楚辨别出位于晶片中心附近由于螺旋生长面交界形成的晶畴界面,以及位于晶片边缘、受生长热场影响晶粒畸变产生的高应力晶畴界面。     

Dependence of THz Time-Domain Spectroscopy on the Crystal Thickness and Optical Width in Electro-Optic Sampling

The processes of electro-optical (EO) sampling of terahertz (THz) pulse were studied theoretically by considering the finite optical probe width and the double-sampling within the same THz pulse. The dependence of THz time-domain waveforms on the crystal thickness and optical width in EO sampling was revealed. Furthermore, the optimal thickness was analyzed, which shows whether or not an antireflection film coated for the optical probe beam is needed.     

Evaluation of Stress and Crystal Quality in Si During Shallow Trench Isolation by UV-Raman Spectroscopy

Defects and stress gradually accumulate throughout various Si large-scale integration fabrication processes. It is essential to monitor defects and stress carefully to suppress their unintentional introduction. In this study, we measured the stress and crystal quality in shallow trench isolation (STI) samples by ultraviolet (UV)-Raman spectroscopy with an extremely high-resolution wavenumber to evaluate the effect of post-annealing on the recovery of Si crystals. The variations of crystal quality in 200-mm wafers with STI structures gradually decreased after post-annealing for 4 h, 6 h, and 8 h; however, there was no substantial difference in the values of full-width at half-maximum of the Raman spectra. Precise measurements of variations of stress and crystal quality were successfully performed by UV-Raman spectroscopy with a high-resolution wavenumber, which enabled us to evaluate the STI process accurately.     

Index of Refraction and Absorption Coefficient Spectra of Paratellurite in the Terahertz Region

Index of refraction and absorption coefficient spectra of pure paratellurite (α-TeO₂) crystal as a potential material for terahertz (THz) applications were determined in the 0.25–2 THz frequency range at room temperature by THz time domain spectroscopy (THz-TDS). The investigation was performed with beam polarization both parallel (extraordinary polarization) and perpendicular (ordinary polarization) to the optical axis [001] of the crystal. Similarly to the visible spectral range, positive birefringence was observed in the THz range as well. It was shown that the values of the refractive index for extraordinary polarization are higher and show significantly larger dispersion than for the ordinary one. The absorption coefficient values are also larger for extraordinary polarization. The measured values were fitted by theoretical curves derived from the complex dielectric function containing independent terms of Lorentz oscillators due to phonon-polariton resonances. The results are compared with earlier publications, and the observed significant discrepancies are discussed.