白光的衍射分析与仿真

衍射是光学中极为常见的现象,依光源到狭缝的距离与缝屏距可分为夫琅禾费衍射与菲涅尔衍射。许多文献都有研究过相关问题,但较多是夫琅禾费衍射。文章从波动光学的菲涅尔原理出发,利用菲涅尔-基尔霍夫衍射积分定理,分别讨论了夫琅禾费衍射与菲涅尔衍射下单缝、矩孔与圆孔的衍射情况,并利用MATLAB对其进行了衍射图样的仿真。     

梯度折射率介质对复变量sinh-Gaussian光束传输的影响

为了研究梯度折射率介质对复变量双曲正弦高斯光束的传输影响,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导出了复变量双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场,运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸及其变化率的表达式,并进行了数值模拟分析。结果表明,光斑尺寸及其变化率随传输距离的增加呈周期性变化,周期由折射率系数决定;随光束参量的改变,光斑位置不变,周期性不变,但是光斑尺寸的振荡幅度要发生改变;通过调整这些参量,可以改变光斑尺寸及其位置。此项研究对大功率半导体激光器等方面的开发应用有帮助。     

GaN基蓝光LED单偏振输出及高光提取效率的实现

为了提高倒装发光二极管（LED）光提取效率的同时实现单偏振光输出，建立了正装、倒装和集成金属亚波长光栅倒装LED 3种模型，采用RSOFT软件进行仿真对比及器件优化，并进行了理论分析和模拟验证。结果表明，倒装LED虽然可以提高光提取效率但对P-GaN层厚非常敏感，无法单偏振光输出；集成了金属亚波长光栅的倒装LED可以不受P-GaN层厚影响，实现单偏振光输出，但要输出稳定偏振光，受光栅参量和介质过渡层厚度影响非常显著；优化后的结构可以实现57.63%的光提取效率，偏振消光比达到25.8dB。该研究对制造高性能蓝光LED具有一定的指导作用。     

θ-2θ型X射线衍射仪测定水溶液的结构

采用θ-2θ型粉末衍射仪并以NaCl溶液为研究对象,完成了该溶液不同浓度的结构测定,验证了方法在测定溶液尤其是低浓度溶液中的可行性。由衍射数据可知,随着浓度的提高,溶液的衍射曲线的特征峰由13.4°到14°发生偏移,且19°肩峰逐渐消失,表明随着浓度的增大,NaCl溶液的微观结构发生了较明显的变化。利用PDFgetX3软件对衍射数据进行了处理,得到了溶液的差值对分布函数,由差值对分布函数分析得到水分子间O-O间的峰位为0.276nm,该峰随浓度的增大,逐渐降低,当质量分数大于15%时出现了较明显的0.314nm处的Cl--O峰。     

不同退火温度下Mo/4H-SiC肖特基接触势垒不均匀及XRD分析北大核心

为探究退火温度对Mo/4H-SiC肖特基接触势垒不均匀程度的影响,对在不同退火温度下形成的Mo/4H-SiC肖特基接触进行了不同测试温度下的电流-电压（I-V）及电容-电压（CV）测试,运用Tung理论模型和＂T0反常＂中的T0值评价势垒不均匀程度,X射线衍射（XRD）分析肖特基接触的物相组成。分析结果表明,测试温度升高时I-V测试提取的势垒高度接近于C-V测试提取的势垒高度,退火温度500℃及以上时Mo与4H-SiC发生反应,且导致较低的势垒高度。退火温度为600℃时,肖特基接触具有最低的势垒不均匀程度,且此退火温度下势垒高度相对500℃及700℃时较高,物相组成为Mo2C及Mo4.8Si3C0.6。     

光定域化蓝相软晶格结构的光学应用

实验利用表面光取向技术控制蓝相晶格的有序生长,将光定域化取向与分子自组装相结合。通过对基板表面进行交替的取向/非取向控制,平面内获得周期排列的微结构,使蓝相图形化结构的反射光强度在空间上形成周期性调制,同时设计制备了振幅型衍射器件;通过对基板表面做正交取向方向交替排列的微结构,使蓝相图形化结构的反射光相位在空间上形成周期性调制,设计制备了相位型衍射器件。这两类衍射器件均具有对入射光的波段选择性,即只有当入射光的波长局域在蓝相的反射带时才会呈现衍射效应。蓝相液晶软物质的特性又赋予它在电场下可调谐的波段选择性,即反射带位置随电场的增加发生红移从532nm到610nm,电场撤除则回复到初始状态。同时,借助于光取向材料的光可擦写特性,蓝相晶格的取向微结构能够重复的擦写与重构,从而实现不同衍射器件乃至不同衍射调制方式的转换。     

Material Studio 7.0分子模拟软件在结构化学晶体结构教学中的应用

以3-氧杂双环（3.2.0）-1,4-庚二烯（OHD）晶体结构的构建为例,介绍了分子模拟软件Material Studio（MS）7.0在结构化学晶体结构章节中的教学应用,在三维晶体结构构建和优化的基础上,结合相关实验数据进行精修及定性定量物相分析,实现在微观结构层次对分子在三维空间的排列组合进行可视化展示,使学生能够直观、形象地理解有关晶体结构的抽象概念及理论。     

掩模版复印工艺图形畸变分析与改进

批量化、低成本的掩模版复印工艺常被用于LED领域。在微米级图形的掩模版复印工艺中,受玻璃基板平面度的影响,光学衍射效应会导致图形发生畸变。为消弭复印工艺中的图形畸变,从光学衍射理论展开分析,提出通过调整光刻曝光剂量和光刻胶层厚度来提升掩模版复印工艺水平的方法。实验实现了4μm圆形图形掩模版的复印制作,结果表明该方法可以显著提升微米级图形的掩模版复印工艺水平,降低掩模版的制作成本。     

高斯型激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变

由于激光畸变所产生的现象及其形成的物理机制十 分丰富,对畸变激光传输特性的研究已然成为一个重要的光学类课题。对此本文将以激光的 圆孔衍射作为切入,采用Zernike多项式函数拟合相位畸变元件的方法,探讨具有高斯型分布 的激光束在圆孔衍射过程中的光束畸变。进一步分析波长、传播距离及函数的阶数对光束畸 变的影响。结果显示,在畸变影响下,由于相散畸变因子作用导致光束 发生对称性退化,引起光束发生分裂,中心光强位置发生偏移,产生像散和离焦畸变现象。 而Zernike多项式函数中q 值会显著影响畸变中光束发生分裂的数量,且随激光波长和传播距离的增大,其畸变影响增 强,像散和离焦变得越明显。