多层介质膜的体吸收与界面吸收研究

以TiO_2/SiO_2膜系为例,报道了用横向光热偏转技术研究多层介质膜体、面吸收的实验方法与实验结果.文中对实验结果作了分析讨论并把它与文献报道的光声法作了比较.     

HfO_2单层膜的吸收和激光损伤阈值测试

薄膜吸收是降低膜层激光损伤阈值的重要原因,为了研究薄膜吸收对激光损伤阈值的影响,对HfO2单层膜在1 064 nm处的吸收及其在不同波长激光辐照下的损伤阈值进行了测试和分析。研究结果表明:薄膜的激光损伤阈值由薄膜吸收平均值(决定于薄膜中缺陷的种类和数量)和吸收均匀性(决定于薄膜中缺陷的分布)共同决定;根据HfO2单层膜在1064 nm波长处的吸收值,不但可以定性判断薄膜在1 064 nm波长,而且还可以判断在其它波长激光辐照下的抗激光损伤能力。     

表面热透镜薄膜吸收测量灵敏度提高方法

为提高表面热透镜薄膜吸收测量仪的灵敏度，在表面热透镜衍射理论基础上，通过数值模拟给出了探测激光腰斑半径、探测激光腰斑到样品表面距离、样品到探测光纤端面距离等仪器参数的优化方法. 经优化调整后该仪器能达到优于0.1ppm量级的薄膜吸收率测量灵敏度. 关键词： 吸收测量 表面热透镜 光热形变 薄膜     

单层与双层石墨烯的光学吸收性质研究

采用紧束缚模型分别描述单层、双层石墨烯的能带结构, 利用光子-电子相互作用的二阶微扰理论分别计算单光子和双光子吸收系数.计算结果表明: 单层石墨烯单光子吸收系数为常数, 约为6.8×10⁷ m^-1, 即单层石墨烯对入射光的吸收率约为2.3%; 双层石墨烯的单光子吸收比单层石墨烯的单光子吸收强, 且随入射光波长呈分段性变化.单层石墨烯的双光子吸收系数与波长λ⁴成正比; 双层石墨烯双光子吸收系数在红外波段(～ 3100 nm处)有一个很强的共振吸收峰. 研究结果可为石墨烯材料在光电子器件的研究和制作方面提供指导. 关键词： 石墨烯 光学吸收 紧束缚模型     

镀含弱吸收膜两层膜系长周期光纤光栅谐振特性及其优化

采用严格的耦合模理论,建立了两层膜系长周期光纤光栅复特征方程,用微扰法对复特征方程进行求解,结果和D.V.Ignacio的结论相符.求得的谐振波长表明其随膜层厚度和膜层折射率变化明显,受消光系数影响很小.重点提出了两种途径来优化膜层参量组合,以获得较大的谐振波长偏移量,计算结果显示,参量组合取值为(h_3=122.76 nm,h_4=400 nm)和(n_3=1.572 2,h_4=400 nm)时,谐振波长偏移量分别为10.35 nm和11.74 nm,远高于只镀一层敏感膜LPFG的偏移量2.78 nm,从而证明敏感膜层厚度(h_4)较大的参量组合可提高传感器的灵敏度.     

表面热透镜技术应用于薄膜微弱吸收测量的理论和实验

由薄膜表面光热形变简化理论和表面热透镜衍射理论导出表面热透镜信号表达式，从理论上证明了表面热透镜信号和薄膜吸收率的线性关系. 应用表面热透镜技术研制了薄膜吸收测量仪，测量结果表明其吸收率测量灵敏度和精度均达10^-6量级. 关键词： 吸收测量 表面热透镜 光热形变 薄膜     

单层SiO2物理膜与化学膜激光损伤机理的对比研究

采用离子束溅射沉积技术和溶胶-凝胶技术在K9基片上镀制了厚度相近的SiO2单层介质膜,用表面热透镜技术对两类膜层分别进行了热吸收及实时动态热畸变实验测试,结合散射光阈值测试及实验前后膜层的显微观测,对相同基底、相同膜层材料而采用不同方法镀制的光学膜层,发现化学膜的强激光损伤阈值远高于相应物理膜;从热力学响应及膜层特性差异的角度揭示了化学膜层的强激光损伤阈值远高于相应物理膜层的微观机理,即物理膜具有高吸收下的致密膜层快传导的基底热冲击效应,而化学膜则有低吸收下的疏松空隙填充慢传导的延缓效应,大量的实验数据及现象都证实了这一结论.     

NiFe/Mo多层膜界面的电子显微学研究

用高分辨电子显微学方法研究了Ni₈₀Fe₂₀/Mo磁性多层膜，结果表明：(1)多层膜的结晶状态，随Mo非磁性层厚度而变化.当Mo层厚度为0.7nm时，多层膜基本为非晶；当Mo层厚度大于1.6nm时，Mo层和NiFe层内分别结晶为体心立方和面心立方多晶，层内晶粒尺寸为2—6nm.(2)在Mo层厚度为1.6和2.1nm的多层膜中，NiFe层和Mo层之间存在两种取向关系：(110)_Mo∥(111)_NiFe,［111］_关键词：     

厚度具有线性变化的吸收平板或膜层的非相干透射率和反射率

计算了垂直入射下厚度具有线性变化的吸收平板样品的非相干透射率和反射率（正面和反面），给出了直接确定无基底样品以及透明基底上薄膜能量（强度）系数的精确表达式。     

金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜结构的设计与优化

理论设计对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备极为重要。然而,大多数软件通常局限于正入射情况下的太阳光吸收率的优化,而无法直接对太阳能光热转换效率这一重要指标进行优化。鉴于以上问题,使用传输矩阵方法与遗传优化算法,通过改变金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜中各层薄膜的厚度,直接对其光热转换效率进行优化设计。重点研究了薄膜层数、太阳光照度与工作环境温度对钨/氧化铝基(W/Al₂O₃)多层膜的影响。研究结果表明,在聚光比为1和100情况下,该膜系的最优膜层数分别为6与8。该研究结果对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备具有重要的指导意义。     

光学薄膜吸收损耗的研究

用横向光热偏转技术研究光学薄膜的吸收损耗.结果表明:对ZrO_2、MgF_2、ZnS等单层膜,薄膜-基底界面吸收、空气-薄膜界面吸收以及薄膜体内吸收三者处于同一量级,而对TiO_2、Ta_2O_5、SiO_2等样品,薄膜-基底界面吸收远大于空气-薄膜界面吸收及薄膜体内吸收,是吸收损耗的主要来源.     

基于Mie散射的卷云光学特性

基于中纬度卷云冰晶双峰、热带卷云冰晶三峰分布模型,利用Mie散射理论计算了1～13脚范围内中纬度及热带卷云的消光系数、散射系数、吸收系数。计算结果表明,由不同形状冰晶构成的热带卷云的相应光学参数比中纬度卷云的光学参数大些,但11支子弹玫瑰形状的相应参数要小一些;两种卷云在2．8～3．1μm,9．8～13μm范围内都存在两个基本相同的透射通带;在计算中纬度卷云的光学参数时,可以只考虑中空六棱柱与实心六棱柱中的一种,但计算热带卷云的光学参数时,实心六棱柱与空心六棱柱需要同时考虑。     

光吸收介质的吸收系数与介电函数虚部的关系

讨论了相对介电函数虚部和消光系数与光吸收的关系,指出吸收系数与消光系数成正比,而吸收系数与相对介电函数虚部成正比是有条件的.     

中纬度卷云光学特性的研究

为研究中纬度卷云的光学散射特性,介绍了冰晶粒子谱的双峰分布模型及中纬度卷云冰水含量的分布模型,并结合冰晶形状分布,建立起一个简单的研究卷云特性的模型,而后计算了在0．5～10μm范围内中纬度卷云的的消光系数、散射系数、吸收系数。计算结果表明：中纬度卷云温度上升时,卷云的光学特性参数随温度变化行为的基本一致;中纬度卷云的...     

Low-field microwave absorption behaviors on single layer magnetic film and exchange coupled multilayer magnetic film

This study examined the magnetization reversal effects on low-field microwave absorption in a Fe_91.6B_2.5N_5.9 single layered film with in-plane uniaxial magnetic anisotropy and a multi-layered film with giant magnetoresistivity using ferromagnetic resonance measurements at 9.84 GHz. Two different kinds of absorption modes were observed at near zero dc field and high dc field. The signals at high-field showed all the features of ferromagnetic resonance due to spin precession. However, the absorption signals at low-field should be associated with the switching field at unsaturated magnetic field region.     

Optical absorptions of a biexciton quantum dot

A investigation of the linear and nonlinear optical properties for intersubband electronic transitions associated with a biexciton in a quantum dot has been performed by using the method of few-body physics. The optical absorption coefficients and the refractive index changes have been examined based on the computed energies and wave functions. It is over two orders of magnitude higher than that obtained in an exciton quantum dot. The results show that the optical absorption saturation intensity can be controlled by the confinement potential frequency and the relaxation time.     

Determination of aerosol extinction coefficient and mass extinction efficiency by DOAS with a flashlight source

With the method of differential optical absorption spectroscopy （DOAS）, average concentrations of aerosol particles along light path were measured with a flashlight source in Chiba area during the period of one month. The optical thickness at 550 nm is compared with the concentration of ground-measured suspended particulate matter （SPM）. Good correlations are found between the DOAS and SPM data, leading to the determination of the aerosol mass extinction efficiency （MEE） to be possible in the lower troposphere. The average MEE value is about 7.6m^2.g^-1 , and the parameter exhibits a good correlation with the particle size as determined from the wavelength dependence of the DOAS signal intensity.