耐热硅树脂材料的光学特性研究

遴先出了具有200℃高耐热性的硅树脂,根据185 nm到104 nm波段的透射谱,发现材料在300 nm到3000 nm范围内无吸收峰.用Manificier方法,推算出了600 nm到1600 nm波段上的光学常量,650 nm和1550 nm波长的折射率分别为1.513和1.498（温度为26℃时）;对薄膜进行紫外曝光后,相应的折射率减小到1.512和1.489.用激光－V棱镜装置检测出该材料无偏振特性,根据薄膜材料的表面形貌图均方高差和传输损耗分析,波导散射损耗约为0.5 dB/cm.研究结果表明,这种硅树脂可用于制作光通信系统中的波导器件,特别是塑料光纤通信网络中的波导器件.     

集成光学 光波导参数测试

TN252 2005053605 硅树脂材料热光特性的测试与分析=Test and analysis for thermo-optic effect of silicon resin[刊,中]／张小康(华南理 工大学物理科学与技术学院．广东,广州(510640)),廖常 俊…∥光学学报．-2005,25(5)．-629-632 用激光-V棱镜装置测得耐热型硅树脂在632．8 nm和 650 nm波长上的热光系数分别为-3．3×10-4／℃和-3．6× 10-4／℃。以石英玻璃为衬底,用该材料制作了平板波导, 用棱镜耦合法测量了不同温度下波导的有效折射率,利用 平板波导模式本征方程求解出不同温度下导波层的膜厚 与折射率,分析了有效折射率随温度变化的特点。根据导 波层折射率与厚度的变化和高分子材料的克劳修斯-莫索 提公式,分析出该材料的极性分子较大,是引起负热光系 数大的原因。图4表3参10(杨妹清)     

温度变化对金属Ag膜反射镜偏振特性的影响研究

空间遥感应用中的光学有效载荷对系统偏振控制提出了越来越高的要求,作为常用的宽光谱反射镜,金属银(Ag)膜反射镜的偏振特性随着环境温度的改变而变化。本文设计并制备了低偏振灵敏度的Ag膜反射镜,研究了反射镜在45°和60°入射角下,从室温25℃升温到150℃时的偏振特性变化和反射光谱变化情况。随着温度的升高,Ag膜的折射率在350~1 200 nm波长范围内有所增加;Ag膜反射镜的反射光中s和p光的相位差Δ在350~600 nm波长范围内减小,在600~650 nm波长范围内基本稳定,在650~1 200 nm波长范围内增大。温度上升到125℃时,Ag膜和反射镜表面形貌发生改变,增加了表面散射和吸收,导致350~900 nm波段反射率降低,在波长350 nm附近的降低约25%。     

薄膜光学理论与膜系设计

O484.1 2004064347 宽角度入射600～700nm波段减反射薄膜的研究=Study of antireflection coatings of 600～700 nm at wide angle incidence[刊,中]/徐晓峰(中科院上海技物所.上海(200083)),张凤山…∥光学学报.—2004,24(9).—1173-1176 阐述了利用非均匀膜系理论设计宽角度多层减反射薄膜的方法,从理论上分析了在宽角度情况下,偏振光产生透过率不同的原因。选取了Ta_2O_5和SiO_2两种材料作为折射率材料,选取BK7作为基底材料模拟设计了光谱区在600～700nm波段、入射角为0°～80°之间的宽角度多层减反射薄膜,探索出了一条新型膜系设计的途径,其优化结果是较为理想的。图1参20(于晓光)     

基片温度对PLD制备ZnO薄膜光学常数的影响

光谱椭偏仪被用来研究用脉冲激光沉积方法在Si(100)基片上,温度分别为400,500,600,700 ℃制备的ZnO薄膜的特性。利用三层Cauchy散射模型拟合椭偏参数,计算了每个温度下制备的ZnO薄膜在400~800 nm波长范围内的折射率(n)和消光系数(k)。发现基片温度对光学常数有很大的影响。通过分析XRD表征的晶体结构和 AFM表征的薄膜表面形貌,发现折射率的变化归因于薄膜堆积密度的变化。为了获得具有较好的光学和薄膜质量的ZnO薄膜,相比与其他沉积温度600 ℃或许是最佳的沉积温度。     

光学材料 光学玻璃

TQ171.7182006054600Yb3 掺杂硅酸盐玻璃的制备及光谱性质=Preparation andspectroscopic characteristics of ytterbiumsilicate glass[刊,中]/李玮楠(中科院西安光机所瞬态光学技术国家重点实验室.陕西,西安(710068)),邹快盛…//光谱学与光谱分析.—2006,26(6).—983-986采用高温熔融工艺制备了Yb3 掺杂硅酸盐玻璃。玻璃的非线性折射率n2小(1.62),转变温度和软化温度低(分别为540℃和585℃)。测试了玻璃的吸收光谱和发射光谱,计算了Yb3 的积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命。吸收光谱曲线表明∶吸收区域为850~1100nm,主峰位于975nm…     

噁英鎓类高聚物薄膜非线性折射率的测量及其时间分辨研究

本文报道有机杂环化合物(口恶)英(钅翁)掺杂高聚物PMMA薄膜的光学特征,在600～1000nm波长范围内,透射率为80～90%,材料折射率n=1.554,利用反向传播简并四波混频法测得该薄膜的非线性光学系数x~(3)为10~(-10)e.s.u.,并观测到后向泵浦束被延迟情况下,前向泵浦光束与探测光束形成光栅瞬态弛豫时间分辨曲线,它的弛豫时间为30ps.     

非线性光学 位相共轭、自聚焦等相关效应

O437 2006043105含负折射率介质非线性Bragg腔的双稳态特性=Bistableproperties of nanlinear Bragg cavity containing negative re-fractive index materials[刊,中]/蒋美萍(南京理工大学材料科学与工程系.江苏,南京(210094)) ,陈光…∥光子学报.—2006 ,35(4) .—535-539研究了含负折射率介质一维光子晶体非线性Bragg腔的透射特性、光学增强和双稳态特性、对负折射率介质无色散和有色散非线性Bragg腔及由两种正折射率介质构成的非线性Bragg腔的透射谱、光学增强、缺陷模的线宽、入射光的红移量、双稳态开关阈值进行了比较。含负折射率…     

原子层沉积制备Al_2O_3薄膜的光学性能研究

研究了原子层沉积制备氧化铝薄膜的光学性能。以三甲基铝(TMA)和水为前聚体,分别在基板温度为250℃和300℃的K9和石英玻璃衬底上沉积了Al2O3光学薄膜。采用分光光度计,X射线光电子能谱(XPS),X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM),扫描电子显微镜(SEM)等分析手段对薄膜的微结构、表面形貌和光学特性进行了研究。结果表明,原子层沉积法制备的Al2O3薄膜在退火前后均呈现无定形结构,元素成分接近化学计量比,其表面粗糙度小于1.2nm,聚集密度高于0.97,光学非均匀性优于1%。同时在中紫外到近红外均有很好的光学性能,适合作为中间折射率和低折射率材料在光学薄膜中得到应用。     

真空紫外到深紫外波段基底材料的光学特性

 研究了真空紫外到深紫外波段常用的基底材料,给出了常用基底材料的光学特性和在真空紫外波段的截止波长,测量了这些材料在120~500 nm的透过率,给出了通过透过率计算弱吸收基底光学常数的计算方法,并用该方法得到了熔石英、氟化镁晶体、氟化钙晶体、氟化锂晶体在120~500 nm的折射率和消光系数,对这些常用基底的使用范围和特点进行了一定的比较和分析,并将所得基底的光学常数与公开发表的文献进行了比较,证明了所得结果的可靠性。     

nc-Ge/SiN_x多层膜材料的可调控非线性光学特性

采用等离子体增强化学气相沉积和后退火的方法制备了纳米锗/氮化硅(nc-Ge/SiN_x)多层薄膜。借助Raman光谱仪对其微结构进行表征,测得样品的晶化率大于46%。由样品的光吸收谱可知,nc-Ge的尺寸越小,其光学带隙越大。利用Z扫描技术对样品的非线性光学特性进行研究,以波长为1 064 nm、脉宽为25 ps的锁模激光作为激发光,测得样品的非线性折射率系数在10~(-10)cm~2/W数量级。实验结果表明,通过改变nc-Ge的尺寸可以使材料的非线性光学折射率由自散焦转变为自聚焦特性,而负的非线性折射率系数可归因于两步吸收产生的自由载流子散射效应。当激发光强增大时,在锗层厚度为6 nm的多层膜中同时存在两步吸收过程和饱和吸收过程。两种非线性光学吸收过程之间的竞争是样品呈现不同非线性光学特性的主要原因。     

采用椭偏法结合分光光度法研究极薄银的光学常数

极薄银在滤光片、高反射镜等中有广泛的应用,其光学常数严重影响着膜系的特性。在室温条件下,采用电阻热蒸发技术分别在硅和玻璃基底上沉积5.3 nm~26 nm不同厚度的极薄银薄膜,用TalySurfCCI非接触式轮廓仪测量了薄膜的厚度,研究了不同厚度银薄膜的光学常数n和k。镀制厚度5.3 nm、7.9 nm、14.1 nm、26.0 nm的银薄膜,结果显示极薄银的光学常数与块状银光学常数不同,当膜厚小于14.1 nm时,折射率n在380 nm~600 nm随波长增加而增加,在600 nm~1 600 nm随波长增加缓慢减小至趋于稳定值2.6;消光系数k在380 nm~500 nm随着波长增加而增加,在500 nm~1 600 nm随波长增加而缓慢减小至趋于0不变;当膜厚大于14.1 nm时,折射率随波长增加而增加,消光系数随波长近似呈线性增加。整体上,膜厚增加时折射率减小且趋于块状银的折射率,k随厚度增加而增加并最终趋于块状膜。用此拟合的光学常数代入TFc膜系设计软件计算其透射率,发现与分光光度计测得的透射率吻合较好。     

非互易旋电材料硅基矩形波导的色散特性研究

研究设计了基于光通信C波段旋电材料的矩形波导,利用有效折射率法对波导有效折射率及横向电场分布进行求解,得到矩形波导中E_(mn)~x导模的色散方程.研究了在外磁场作用下表面磁等离子体激元的非互易传播特性.还研究了结构参数和材料折射率对非互易色散关系、时延特性的影响.结果表明:其色散曲线随波导宽度的递增逐渐趋向平面波导;群速度v_g与波导宽度、传播常数、工作波长相关;矩形波导芯区宽度在140—233.5 nm范围内的波导工艺容差较大; v_g与矩形波导y方向包层材料折射率成正相关,当材料为金属银时慢光效应最明显,传输速度最小可以达到2.8×10~(–3)c.     

几何光学 其他

O4352006053870关于左手性介质几何光学的研究(1)=Study of geomet-rical optics onleft-handed material(Ⅰ)[刊,英]/林志立(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,光及电磁波研究中心.浙江,杭州(310027)),胡建东//光子学报.—2006,35(6).—893-897根据几何光学中的费马原理和完善成像原理研究了光线经过正负折射率界面时的传播特性,推导了单负折射率完善成像的曲面方程,讨论了单块负折射率透镜成像特性的一些缺陷及改进方案,依此指出了最短时间原理的适用范围的局限性和利用左手性介质制作光学器件的优越性,为进一步研究左手性介质的光学…     

基于U型弯曲光纤模间干涉的折射率传感

研究了去包层U型弯曲光纤的折射率传感特性.首先根据模间干涉理论,分析了U型光纤传感器的传感原理,指出干涉谱损耗峰波长与环境折射率和弯曲半径有关.利用单模光纤(SM-28)实验制作不同曲率半径的U型光纤传感器,把传感器的U型部分浸入不同折射率的液体中,研究其折射率传感特性.当U型光纤曲率半径为2.5~5.0mm时,传输光谱中均能观察到明显的模间干涉现象;当液体折射率从1.30RIU变到1.43RIU时,光谱损耗峰波长发生红移,且弯曲半径越大,折射率传感灵敏度越高;在曲率半径为5mm时灵敏度为207nm/RIU(折射率1.30~1.40RIU)和1 220nm/RIU(折射率1.40~1.42RIU).干涉峰的波形参量(半高宽、对比度)决定于包层模和纤芯导模之间的比例,当曲率半径为4mm时,损耗峰半高宽最小达3.2nm.综合半高宽和灵敏度两个参量,得出曲率半径4.5mm的U型光纤传感器品质因素最高,分别为43.1RIU-1(折射率1.30~1.40RIU)和191.2RIU-1(折射率1.40~1.42RIU),可直接由SM-28单模光纤制成,且制作工艺简单、成本低、机械强度高不需要任何特殊处理,具有很好的应用前景.     

Na_5[B_2P_3O_(13)]晶体的紫外-远红外光谱分析

为了探索硼磷酸钠(Na_5[B_2P_3O_(13)],NBP)晶体可能具有的功能特性,发展适用不同光谱范围的硼磷酸盐材料,对其紫外-远红外光谱以及拉曼光谱进行了研究。实验测量了室温下NBP晶体在200～2 000 nm的紫外-可见-近红外透射和反射光谱、50～4 000 cm~(-1)远红外透射光谱以及拉曼光谱。首先根据光学常数间的关系,计算得到吸收系数、消光系数和折射率,并对计算得到的折射率采用Sellmeier方程进行拟合。然后分析由紫外到远红外的宽频透射光谱,最后对晶体的拉曼振动峰进行了指认。研究结果表明:在200～2 000 nm波长范围内最大吸收系数为3.1 cm~(-1),消光系数数量级为10~(-6),折射率在1.56～1.80之间,得到Sellmeier方程。在105～120 THz和150～375 THz频率范围内晶体透射率大于80%,在1.5～71 THz的声子吸收带的透射率几乎为零。晶体可作为某些波段的光学窗口材料或者特定波段的滤波器。     

有色冰洲石晶体退色及光学性能的研究

为了了解有色冰洲石晶体经热处理退色后光学性能的变化,实验探索了黄色及紫色晶体的退色条件。采取同一块有色晶体分为两个部分,再将退色与未退色的两部分一起抛光制作样品,设计实验对样品的透射比、消光比和主折射率进行了测试。结果表明:黄色与紫色冰洲石晶体的退色温度分别为405℃和485℃(恒温4 h)。退色后,晶体的消光比与主折射率没有变化,深黄色、轻黄色和紫色冰洲石晶体的透射光谱向紫外都有较大的拓展,尤其是深黄色晶体,不但透射范围向紫外延伸了约130 nm,而且400~600 nm波段内透射比有了较大的提高。由此可见,退色后有色冰洲石晶体达到了光学级晶体的光学性能。将有色冰洲石晶体进行退色利用,对于有效利用冰洲石晶体天然资源具有重要意义。     

基于157 nm激光制作的微光纤F-P折射率传感器

分析了157 nm激光制作的光纤法珀折射率传感器的传感特性.采用干涉条纹计数的方法对法珀腔的反射光谱进行解调,避免了光强波动的影响,同时具有较宽的折射率(RI)范围.在0~70℃范围内25 μm的法珀腔腔长变化量为6.25 nm,等效折射率变化为~2.46×10－4.常温下对折射率范围为1.33~1.427的甘油（丙三醇）溶液进行了测量,实验结果曲线的相关系数为0.9951,测量准确度为~3.70×10－4.     

基于透射光谱确定溶胶凝胶ZrO2薄膜的光学常数

基于溶胶凝胶ZrO₂薄膜的紫外/可见/近红外透射实验光谱,采用Swanepoel方法结合Wemple-DiDomenico色散模型,方便地导出了ZrO₂薄膜在200—1200nm波长范围内的光学常数,包括折射率、色散常数、膜层厚度、吸收系数及能量带隙.研究发现,溶胶凝胶ZrO₂薄膜具有高折射率(1.63—1.93,测试波长为632.8nm)、低吸收和直接能量带隙(4.97—5.63eV) 等光学特性,而且其光学常数对薄膜制备过程中的重要工艺 关键词： 光学常数 Swanepoel方法 2薄膜')" href="#">ZrO₂薄膜 热处理     

推拉型偶氮化合物的三阶非线性和光学双稳效应

本文报道从推拉型偶氮化合物中测得了非常高的三阶非线性极化率,X~(3)～6×10~(→3)esu.这对于引起光学双稳现象是至关重要的.利用波长为488nm的氩离子激光为光源,从这类材料掺杂的玻璃态聚合物薄膜的Kretschmann型态中,进一步观察到了光学双稳现象.与此同时,联系这类材料的顺反异构化反应历程,从电子吸收机制或光诱导的折射率变化机制对有关问题进行了讨论.