用溶胶-凝胶光学干涉膜改善白炽灯的发射光谱

叙述了为交通照明开发的卤钨白炽灯.这种灯涂有多层干涉膜,可用于雾灯、高色温灯、信号灯等给出了膜系设计,介绍了涂有这种膜的灯的特性和实验结果.     

溶胶-凝胶技术在光学制造中的应用

溶胶－凝胶技术是一种超结构材料处理技术，与浇铸工艺相结合形成了一种全新的光学制造技术。本文简要回顾和比较了基于溶胶－凝胶处理技术制造ＳｉＯ２单片光学元件和玻璃的多种处理方法，重点描述在常压下用水解硅醇盐方法制造ＳｉＯ２单片凝胶七个处理步骤的化学、物理过程。概述了这种方法的特点和制得光学元件的特性，列举和讨论其在制造折射、衍射、微型光学元件和复合系统中的应用及前景。     

TiO2溶胶-凝胶光学膜制备工艺对其光学性质的影响

本文对TiO₂溶胶凝胶光学膜膜厚、折射率随不同温度作了在线测量,并讨论了在线温度对其光学性质的影响.考察了提拉速度对膜光学性质的影响。     

短波段光学减反膜的溶胶-凝胶法制备及性能分析

 随着大型激光器的发展，对短波段减反膜的要求日益提高，其中钕玻璃激光三倍频（355nm）的减反射成为新的技术要点。采用溶胶-凝胶工艺合成SiO₂溶胶，采用提拉镀膜法制备纳米多孔SiO₂薄膜，薄膜厚度为75nm，折射率控制在1.22，镀制在石英基底上的薄膜其355nm波长的反射率仅为0.2%。通过氨处理工艺和薄膜的表面修饰，薄膜的抗磨擦性能和疏水性能大大提高，薄膜经过蘸有灰尘、乙醇的棉花球擦洗20次和50次后，透射率最大值仅分别降低0.13% 和 0.39%，与水珠的接触角达到110°。     

温度对涂有溶胶-凝胶多层干涉膜的卤钨灯光谱的影响

本文叙述了两个问题.首先,采用溶胶-凝胶浸渍水解法在H4汽车灯上制备了多层干涉膜.该膜层温度升高使这种灯透过膜层的光谱有所移动,于是引起灯发射光谱的变化.其次,我们研究了温度对膜材料光学性质的影响.     

氨处理溶胶-凝胶SnO2薄膜的光学性质

采用溶胶－凝胶法制备ＳｎＯ２薄膜,通过对薄膜的不同处理方式（热处理和氨处理）所获得的ＳｎＯ２薄膜的比较,研究了氨处理ＳｎＯ２薄膜的光学性质。实验结果表明氨处理溶胶－凝胶ＳｎＯ２薄膜不仅具有良好的增透特性,同时也具有较好的机械强度和电学性能。     

酸碱分步催化对溶胶-凝胶ZrO2膜光学性能的影响

 以丙醇锆作为前驱体,利用酸碱分步催化法制备了ZrO₂溶胶,用粒度仪检测胶体粒度;用N₂吸脱附表征凝胶的结构;采用旋转镀膜法在K9基片上镀制单层ZrO₂薄膜;用分光光度计和椭偏仪检测膜层的透过率、折射率及膜层厚度;用红外光谱仪检测胶体内部粒子间化学键状态。实验结果发现,在脉宽1 nm,波长1 064 nm时,采用此种胶体镀制的单层ZrO2膜层折射率达到1.74,单层膜损伤阈值为9.0 J/cm²,表明该方法集中了酸与碱两种催化方式的优点,一定程度上提高了膜层的光学性能。     

酸碱分步催化对溶胶-凝胶ZrO2膜光学性能的影响

以丙醇锆作为前驱体,利用酸碱分步催化法制备了ZrO2溶胶,用粒度仪检测胶体粒度;用N2吸脱附表征凝胶的结构;采用旋转镀膜法在K9基片上镀制单层ZrO2薄膜;用分光光度计和椭偏仪检测膜层的透过率、折射率及膜层厚度;用红外光谱仪检测胶体内部粒子间化学键状态。实验结果发现,在脉宽1 nm,波长1 064 nm时,采用此种胶体镀制的单层ZrO2膜层折射率达到1.74,单层膜损伤阈值为9.0 J/cm2,表明该方法集中了酸与碱两种催化方式的优点,一定程度上提高了膜层的光学性能。     

溶胶-凝胶ZrO2-TiO2高折射率光学膜层的抗激光损伤性能研究

采用溶胶-凝胶方法制备了ZrO2-TiO2(Ti含量为0-100 mol%)高折射率光学薄膜.借助激光动态光散射技术研究溶胶微结构.采用傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、薄膜光学常数分析仪、漫反射吸收光谱及强激光辐照实验,对膜层的结构、光学性能及抗激光损伤性能进行了系统表征.结果显示,溶胶-凝胶工艺可以在部分牺牲折射率的情况下,使膜层的抗激光损伤性能得到大幅度提升.随Ti含量从0mol%增加至100 mol%,膜层的平均损伤阈值呈下降趋势,当Ti含量从0mol%增加至60mol%时,平均损伤阈值从57.1 J/cm2下降到21.1 J/cm2(辐照激光波长为1053 nm,脉冲宽度为10 ns,"R/1"测试模式),当Ti含量从60mol%增加至100mol%时,平均损伤阈值变化很小.综合溶胶微结构、膜层光学性能和损伤实验结果可以推断,强激光诱导多光子吸收是引起膜层损伤的主要原因.不同配比的复合膜之间光学带隙的显著差异导致相同辐照激光情况下多光子吸收的概率发生变化,从而导致损伤阈值的规律性变化.     

溶胶-凝胶TiO2和SiO2光学膜的结构

本文研究了TiO₂和SiO₂溶胶-凝胶光学膜在低温热处理下的组分、形貌特征、光散射特性.AES分析结果表明,在TiO₂膜和SiO₂膜的交界面处,Ti和Si相互扩散,从而证实了在多层膜中,膜层之间、膜层和基底之间有Ti-O-Si(或Si-O-Ti,或Si-O-Si)化学键形成.AES和ESCA分析结果显示溶胶-凝胶膜经过低温处理后C的含量较高,这归结为溶胶—凝胶膜的工艺特点.AFM测试结果显示,溶胶—凝胶TiO₂光学膜的表面形貌具有显著的柱状结构,薄膜表面起伏大约是7.5nm.TiO₂,SiO₂单层膜的表面散射率随着热处理温度的提高而变大,对于不同陈化时间的溶液镀制的膜有不同的表面散率.     

复杂脉冲单发频域干涉测量（英文）

以傅里叶变换极限脉冲作参考脉冲,利用单次测量分析法对复杂的皮秒脉冲进行测量,用窗口傅里叶变换代替傅里叶变换对干涉条纹进行时间-频率分析,直接提取出复杂脉冲的啁啾特性或光谱成分,将光谱图中的功率密度S(ω,t)沿ω轴求和重建脉冲的时域包络.分别用该方法和传统频域干涉测量法测量一个线性啁啾脉冲和一个复杂脉冲.结果表明,该方法可实现复杂整形脉冲的实时测量,且时间分辨率为70fs.     

纳米光子学中的光学涡旋（英文）

在过去的二十年中,携带轨道角动量的涡旋光引起了研究人员的广泛兴趣。涡旋光不仅在光与物质相互作用中扮演着重要角色,而且可极大拓宽光学信息的承载容量。与此同时,纳米科技的发展使得纳米光子学成为一个新兴学科,开辟了利用纳米结构和器件对光进行调控的新途径。当纳米技术和涡旋光相结合时,衍生出许多新的思路和概念。本文回顾和总结了基于纳米光子学的涡旋光产生、探测及其应用,并对该研究领域的未来进行了展望。     

溶胶-凝胶方法制备ZrO2及聚合物掺杂ZrO2单层光学增反射膜

以丙醇锆(Zr(OPr)4)为原料,乙酸(HAc)为络合剂,聚乙二醇(PEG200)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为大分子添加剂,在乙醇体系中成功合成了ZrO2及聚合物掺杂ZrO2溶胶.用旋涂法在K9玻璃基片上制备单层光学增反射膜.借助小角X射线散射和激光动态光散射技术研究胶体的微结构.采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热分析、X射线衍射分析、原子力显微镜、紫外/可见/近红外透射光谱以及椭偏仪对薄膜的结构和光学性能进行表征.用输出波长为1064 nm的强激光,采用"R/1"模式测试薄膜的抗激光损伤性能.研究发现,改变体系中HAc和H2O的量,可以方便地调节HAc配合反应和H2O分子亲核取代反应发生的概率,从而调控溶胶的稳定性与微结构.在HAc和H2O量配置适当的情况下,原位引入适量的PEG200和PVP可以明显修饰溶胶-凝胶过程,提高溶胶稳定性,促进胶粒之间相互联结成均匀的网络状结构.与溶胶的微结构密切相关,添加PEG200和PVP的薄膜具有更加平整的表面,而膜层均匀的结构及网络状特征赋予薄膜良好的抗激光损伤性能.添加质量分数为10% PEG200和15% PVP的聚合物掺杂ZrO2薄膜,激光损伤阈值可达24.5 J/cm2(脉冲宽度为1 ns);在中心波长λ0处,由反射引起的透射率降低约为2%,显示良好的增反射性能.     

溶胶颗粒度分布对溶胶—凝胶光学增透膜性能的影响

用不同陈化时间的碱性催化的溶胶，经提拉法镀膜，得到不同增透效果的光学膜层。分析发现，随着与陈化时间相产的水解和聚合反应的进程，溶胶的粒度分布发生变化。形成不同粒径的“簇团”，拉膜后，形成不同的孔径分布，由此影响光学透过率特性。     

溶胶-凝胶法Er_2O_3薄膜的结构和光学特性

针对稀土Er掺杂Si光源中Er离子掺杂浓度低的问题,采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在Si(100)和SiO2/Si(100)基片上旋涂法制备Er2O3光学薄膜,Er离子浓度与以前掺杂方法相比提高了2个数量级.900℃热处理获得单一立方结构的Er2O3薄膜材料.光致发光(PL)特性研究表明在654nm波长的激光泵浦下,Er2O3薄膜材料获得了1.535μm的发光峰,并具有较小的温度猝灭1/5.在SiO2/Si(100)基体上制备的Er2O3薄膜材料的光致发光强度比Si(100)基体上制备的薄膜提高2-3倍.研究结果表明具有强光致发光特性的Er2O3薄膜是一种有前景的硅基光源和放大器材料.     

激光子光束干涉时空融合制导技术（英文）

由于采用传统编码方式的半主动寻的激光制导技术已经无法满足现代战争的需要,提出一种基于多子光束干涉的时空融合制导系统。将空间"水印密钥"编码信息与传统时序编码信息相结合,生成一种新型时空融合编码信号。所用激光器被等功率的分为N个子光束,从而根据子光束间良好的空间相干性生成具有一定规则的空域图样。计算结果表明,空间干涉图样具有独特的明暗相间特性;当发射系统的位置抖动精度小于0.1λ(λ为激光波长),角度抖动精度小于0.1θ0(θ0为光束发散角)时,发射系统的机械振动对制导系统的影响可忽略不计。该方法大幅度提升了半主动寻的制导系统的识别能力以及打击距离。     

多溶剂响应自折叠水凝胶（英文）

本文基于寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO_2MA)设计了一种自折叠水凝胶.在室温下,P(MEO_2MA-co-OEGMA)凝胶能够在多种溶剂中自折叠形成三维结构.凝胶不均匀膨胀导致内应力增强,从而使得片状凝胶可以在三维结构和二维形状之间进行可逆转换.研究表明,凝胶组成、固化气体环境和成型过程对水凝胶的自折叠过程起着重要的影响.     

X射线增感屏用纳米CaWO4的Pechini溶胶-凝胶法制备及其光学性能

采用Pechini溶胶-凝胶法制得纳米级CaWO4荧光粉,通过X射线衍射图、扫描电镜和发射光谱对其形貌和发光性能进行了研究,结果表明750℃条件下所得样品为纯相CaWO4晶体,在X射线激发下发射峰位于420nm,与感蓝胶片的光谱灵敏度匹配良好。其粒径在纳米量级且粒度分布集中是该方法所得CaWO4荧光粉的突出优点。将此荧光粉制成X射线增感屏并与市售同类产品相比,该增感屏可使感光片的成像质量显著提高。     

分子发射光谱法测量微波等离子体气体温度（英文）

通过OH自由基A~2Σ~+→X~2Π_r电子带系分子发射光谱测温法,实现了对氩气、氮气、空气三种大气压微波等离子体气体温度的测量。探究了不同微波功率、不同气体流量下气体温度的变化规律,测量了氮气、空气微波等离子体羽流的轴向温度分布。实验结果表明,不同工作条件下微波等离子体核心温度普遍超过2 000K,空气微波等离子体可超过6 000K;同样工作条件下三种微波等离子体气体温度满足:T_(Ar)T_N_2T_(Air);气体温度总体上随微波功率增加而小幅增加,随气体流量下降而小幅降低;氮气与空气等离子体羽流温度沿轴向迅速降低。为验证分子发射光谱测温法的准确性,以热电偶测温作为比对,对温度较低的介质阻挡放电氩气等离子体进行了温度测量,实验表明,分子发射光谱法与热电偶所测结果十分接近。     

色噪声对光学双稳态的影响（英文）

采用统一色噪声近似构建了由乘法色噪声驱动的纯吸收型光学双稳态状态方程,并分析了色噪声对光学双稳态的影响,将结果与白噪声驱动的光学双稳态进行比较.结果表明:当乘法噪声与加法噪声处在正关联时,增加乘法色噪声的自关联时间τ,光学双稳性的区域显著变宽,即磁滞回线面积变大;当乘法噪声与加法噪声处在负关联时,只有乘法噪声较小时,改变乘法色噪声的自关联时间τ,光学双稳态才发生改变;当乘法噪声的自相关时间等于零时,本文模型退化为乘法白噪声驱动的光学双稳性状态方程.