甲基红染料掺杂的聚乙烯醇薄膜光存储特性的实验研究

用2倍频小型YAG激光(532nm)作为写入光和擦除光,用He-Ne激光器623.8nm线作为读出光,用CCD作为探测器,研究了不同写入光功率下,甲基红/聚乙烯醇(MR/PVA)薄膜光栅生长的动力学过程和不同擦除光功率下,光栅擦除的动力学过程.结合光栅生长曲线的波动现象,对光存储机制进行了新的探讨.实验发现,两写入光和读出光的功率配比为1:1:1时,可获得最大衍射效率,提出读出光对写入过程具有双重作用的物理模型,对此实验结果给出了合理的解释.     

共形光学系统消色差设计

设计了一个红外波段消色差共形光学系统.共形整流罩采用流线型几何外表面,能够有效减少空气阻力,提高导弹飞行性能.但是上述表面破坏了球形整流罩的点对称几何特性,使该系统具有大倾斜、大偏心光学特性,引入依赖于目标视场和瞬时视场的动态像差特性.已报道的文献都是针对单色像差校正问题,而对于大目标视场下单色像差与色差校正难点一直没有相关研究报道.基于实际光线追迹结果、通过衍射元件色散特性和构建适当的光学系统结构,克服了导引头内部有限的空间限制,实现了系统消色差设计.最后设计实例结果表明,系统在整个目标视场范围内均得到较好的成像质量.     

自由曲面光学透镜平滑DMD扫描光刻图形边缘

数字微镜阵列扫描曝光图形在某些方向的边缘存在约一个像素的锯齿,对此设计自由曲面光学透镜,将其安装在距离数字微镜阵列窗口玻璃1mm附近,使微镜阵列成像线性错位,在保持原有线宽和光刻效率的情况下,平滑曝光图形边缘.理论分析了微镜阵列成像线性错位形式及其表达式.根据物像映射原理,用Matlab软件计算出自由曲面光学透镜面形初始数据,通过Zemax软件优化得到理想透镜模型,模拟了安装该透镜模型前后曝光图形效果.结果表明:在±2μm容差范围内,安装该透镜且曝光总能量为原来的0.9倍时,曝光图形的横线边缘锯齿由0.14个像素缩小至0～0.01个像素,斜线边缘锯齿由0.338个像素缩小至0.110～0.125个像素,且线长变化范围为-0.153～0.05个像素,线宽变化范围为-0.058～0.153个像素,变形范围不影响10～30μm pcb板的制作精度.该方法可同时提高能量利用率,降低光源成本.     

基于实际光线追迹的共形光学系统设计

提出了基于实际光线追迹的共形光学系统设计方法,获得了较好的设计结果.共形光学系统具有偏心、倾斜特性,需用两个视场参量来描述--关联视场和瞬时视场.随着关联视场的变化,系统的球差与各类轴外像差呈现出动态变化特性.共形光学系统中,像散和彗差是最重要的两种像差,强烈地影响系统成像质量.与一般的光学系统相比,共形光学系统光学设计难度进一步提高.已发表的有关共形光学系统设计的文章都基于泽尼克多项式像差理论,限制了系统像差的进一步详细分析.为此,通过建立实际光线追迹像差模型有效克服了上述难点.实例结果表明,该方法能有效指导共形光学系统设计.最后在整个关联视场内得到较好的成像质量.     

SA/PMMA的可擦除光存储特性研究

用在聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）中掺杂邻羟基亚甲基苯胺（SA）样品，实现了可见光区域的可擦除光存储。以Ar^ 激光488.0nm线为写入光，He-Ne激光632.8nm线为读出光，研究了光栅生长的动力学过程。在写入和擦除过程中，均观察到了衍射信号随时间先增强后减弱的趋势。探讨了写入光和擦除光功率对衍射信号的影响，依据相干光调制形成相位光栅和光异构产生压力梯度引起分子扩散的光物理过程对光存储机制进行了探讨。     

可擦除光存储教学实验的开设

研究了在聚甲基丙稀酸甲脂（PMMA）中掺杂羚羟基亚甲基苯胺N-salicylideneaniline(SA)样品的可擦除光存储特性，依据相干光调制光强分布诱导光异构形成相位光栅和光异构产生压力梯度引起质量输运形成表面光栅机理，分析了两光栅的相位关系，合理解释了写入过程和擦除过程中衍射信号强度随时间的变化关系，通过阐述上述复杂的分析过程，培养和提高学生分析问题与解决问题的能力。     

共形光学系统设计研究

设计了一个红外波段共形光学系统,并提出了整体解决方案.共形光学系统具有大偏心、大倾斜光学特性,因其特殊的光学结构须用瞬间视场和目标视场两个视场参量来描述,像差同时随两视场的变化而变化,使系统设计难度大幅增加.通过建立扩展形式的Wassermann-Wolf曲面结构、建立实际光线追迹模型与Zernike多项式模型相辅相成的像差评价体系,提出了共形光学系统整体设计方案,并给出了设计实例.实例结果表明,系统在整个目标视场范围内均得到较好成像质量.     

甲基橙偶氮染料掺杂聚乙烯醇薄膜的光存储特性研究

研究了甲基橙(MO)偶氮染料掺杂聚乙烯醇(PVA)薄膜的光致双折射和全息光存储特性.利用YAG激光二倍频(532nm)作为写入光,He-Ne激光(632.8nm)作为读出光,考察了不同染料浓度薄膜的光致双折射,探讨了光致双折射和泵浦光功率的关系,并实现了全息光存储.阐明了MO/PVA光存储的物理机制.     

数字微镜器件光刻和电沉积结合制备金微阵列电极的结构优化与性能检测

为提高微阵列电极(Microarray electrodes, MAE)的检测效率,降低生产成本,提出了一种将数字微镜器件(DMD)无掩模投影光刻与电化学沉积相结合的技术。首先,利用光刻系统压电平台(PZS)的高分辨率运动和DMD生成图案的灵活性等优点,制备了用户可自定义的微结构阵列,接着,通过电化学沉积获得Au导电层,实现了均匀的Au微阵列电极(Au/MAE)的制备。然后通过循环伏安法,比较了不同结构的Au/MAE的电化学性能,获得了优化的结构参数。最后,研究了优化后的Au/MAE对于不同浓度和pH值的葡萄糖的电流响应,并通过计时电流法对Au/MAE检测葡萄糖的抗干扰能力进行了测试。电化学分析表明,这种简单的Au/MAE对葡萄糖的电化学检测具有显著的安培响应和较强的抗干扰能力,其灵敏度为101μA·cm^-2·mM^-1。这种微阵列电极的制备方法,具有分辨率高、一致性高、工艺简单、成本低的优点,为生物传感阵列的制造提供了切实可行的操作方案。     

泵浦光偏振态的改变对SO/PMMA薄膜光致双折射的影响

在紫外光伴随下,用偏振态分别为s和p的HeNe激光器发出的632.8nm红光(均为10mW)交替激发螺恶嗪掺杂的聚甲基丙烯酸甲脂薄膜(SO/PMMA),用532nm的绿光(0.1mW)作为探测光记录光致双折射的动力学过程.实验发现透射信号被周期性调制,而且每次调制的最大值随时间逐渐减小并最终趋于稳定.指出了泵浦过程中的异构动态平衡与取向动态平衡并存的物理机制.