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滤波对8字腔掺铒光纤激光器锁模运转的影响

物理学报 2019年第6期68卷 122-128页

作者：石俊凯王国名黎尧高书苑刘立拓周维虎中国科学院光电研究院激光测量技术研究室北京100094 中国科学院大学北京100049

构建了基于损耗非对称非线性光学环镜的8字腔掺铒光纤锁模激光器,并讨论了腔内滤波带宽对腔内脉冲演化和激光器输出特性的影响.在非线性光学环镜中引入双向输出耦合器,耦合器和传输光纤位置的不对称产生非互易性,实现锁模运转.利用自制... 详细信息

构建了基于损耗非对称非线性光学环镜的8字腔掺铒光纤锁模激光器,并讨论了腔内滤波带宽对腔内脉冲演化和激光器输出特性的影响.在非线性光学环镜中引入双向输出耦合器,耦合器和传输光纤位置的不对称产生非互易性,实现锁模运转.利用自制的可调谐滤波器实验研究了滤波带宽对激光器的影响.当滤波带宽为2.1 nm时,腔内脉冲的演化过程受滤波和孤子效应的共同作用,激光器顺时针和逆时针输出脉冲半高全宽分别为583.7fs和2.94 ps.随着滤波带宽增大,滤波的作用逐渐减弱,激光器两路输出脉冲参数逐渐接近,并接近傅里叶变换极限脉冲.当滤波带宽较大时,腔内脉冲的演化过程受增益谱和孤子效应的共同作用,激光器顺时针和逆时针输出脉冲均为变换极限脉冲,半高全宽约为440 fs.通过调节滤波器中心波长实现了对激光器输出脉冲光谱的连续调谐,调节范围大于30 nm.

关键词： 8字腔锁模激光器损耗非对称非线性光学环镜光谱滤波

窗口可变滑动相关分析方法在激光诱导击穿光谱谱线自动识别中的应用

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光学学报 2012年第10期32卷 270-276页

作者：刘立拓刘建国赵南京王寅王春龙石焕马明俊陈东张玉钧刘文清中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

激光诱导击穿光谱(LIBS)谱线具有很窄的展宽,且光谱仪因外界温度条件的变化存在波长漂移,光谱数据为离散数字信号,受噪声、谱线重叠及连续背景的影响,信号存在失真和变形。而目前光谱仪自带谱线识别分析软件主要以"就近原则"为主,错误... 详细信息

激光诱导击穿光谱(LIBS)谱线具有很窄的展宽,且光谱仪因外界温度条件的变化存在波长漂移,光谱数据为离散数字信号,受噪声、谱线重叠及连续背景的影响,信号存在失真和变形。而目前光谱仪自带谱线识别分析软件主要以"就近原则"为主,错误率较高,必须依赖于人眼的观察对比。针对这个问题,在研究LIBS光谱特性的基础上,提出了一种窗口可变滑动相关分析方法(CAASW),用于激光诱导击穿光谱谱线自动识别。以土壤标准物质为样品,对该方法进行了实验分析和评价,与光谱仪自带分析识别软件相比,CAASW明显提高了识别准确率和识别速度,最终实现了谱线的自动识别。

关键词：激光技术激光诱导击穿光谱相关分析自动识别土壤样品

基于过焦扫描光学显微镜的光学元件亚表面缺陷检测方法

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光学学报 2023年第21期43卷 112-119页

作者：王娜刘立拓宋晓娇王德钊王盛阳李冠楠周维虎合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009 中国科学院微电子研究所光电中心北京100029 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 北京航空航天大学仪器科学与光学工程学院北京100191

微/纳米尺度亚表面缺陷会降低光学元件等透明样品的物理特性,严重影响光学及半导体领域加工制造技术的发展。为了快速、无损检测透明样品亚表面缺陷,本文针对光学元件亚表面内微米量级缺陷的检测需求,提出了一种基于过焦扫描光学显微镜(... 详细信息

微/纳米尺度亚表面缺陷会降低光学元件等透明样品的物理特性,严重影响光学及半导体领域加工制造技术的发展。为了快速、无损检测透明样品亚表面缺陷,本文针对光学元件亚表面内微米量级缺陷的检测需求,提出了一种基于过焦扫描光学显微镜(TSOM)的检测方法。利用可见光光源显微镜和精密位移台,沿光轴对亚表面缺陷进行扫描,得到亚表面缺陷的一系列光学图像。将采集到的图像按照空间位置进行堆叠,生成TSOM图像。通过获得所测特征的最大灰度值来获得亚表面缺陷的定位信息。提出方法对2000μm深亚表面缺陷的定位相对标准差达到0.12%。该研究为透明样品亚表面缺陷检测及其深度定位提供了一种新方法。

关键词：亚表面缺陷缺陷检测过焦扫描光学显微镜深度定位

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硅片表面纳米颗粒剥离及其成分检测方法研究

物理学报 2020年第16期69卷 158-165页

作者：刘立拓王春龙余晓娅石俊凯黎尧陈晓梅周维虎中国科学院微电子研究所光电技术研究中心北京100094 解放军32180部队北京100012 试验物理与计算数学重点实验室北京100094

硅片表面纳米级污染颗粒的检测与去除是集成电路制造(Integrated Circuit,IC)的关键环节.本文主要对纳秒级脉冲激光作用至硅片表面后纳米颗粒的动力学过程及颗粒成分在线检测方法进行了研究.搭建了双脉冲激光测量实验系统,并通过实验对3... 详细信息

硅片表面纳米级污染颗粒的检测与去除是集成电路制造(Integrated Circuit,IC)的关键环节.本文主要对纳秒级脉冲激光作用至硅片表面后纳米颗粒的动力学过程及颗粒成分在线检测方法进行了研究.搭建了双脉冲激光测量实验系统,并通过实验对300 nm Cu颗粒进行了双脉冲激光实验观测,通过分析表征颗粒运动轨迹的击穿光谱特征,从实验上观测到了清洗激光作用后颗粒沿垂直硅片表面向上的运动轨迹.在综合考虑空气碰撞阻力、颗粒重力的影响下,建立了激光清洗后颗粒的运动模型,并与实验相结合求解了运动模型参数,计算获得了清洗激光作用后颗粒的初始速度和激光作用时间内颗粒的平均加速度.本文为激光诱导晶圆表面纳米颗粒去吸附以及激光至纳米颗粒动力学过程研究提供了一种模型方法,也为集成电路污染源在线检测提供了一种重要方法.

关键词：纳米颗粒运动模型激光诱导击穿光谱激光清洗机理成分检测

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土壤中铜元素的激光诱导击穿光谱测量分析

光谱学与光谱分析 2010年第11期30卷 3132-3135页

作者：鲁翠萍刘文清赵南京刘立拓陈东张玉钧刘建国中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽省环境光学监测技术重点实验室安徽合肥230031

利用Nd:YAG脉冲激光器(1064nm)作为光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和ICCD为谱线分离与探测器件,测量并分析了土壤中铜元素激光诱导击穿光谱特性。以铜的327.396nm特征谱线作为分析线,在同一浓度下,固定探测器门宽,通过调... 详细信息

利用Nd:YAG脉冲激光器(1064nm)作为光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和ICCD为谱线分离与探测器件,测量并分析了土壤中铜元素激光诱导击穿光谱特性。以铜的327.396nm特征谱线作为分析线,在同一浓度下,固定探测器门宽,通过调节延迟时间,得到铜元素的衰变特性,确定了铜元素的最佳延迟时间为1.1μs。测定不同铜浓度下的特征谱线强度,表明在低浓度下,谱线强度随浓度的增加而增大。文章给出了铜元素的定标曲线,并计算得到铜元素的检测限为13.36μg·g-1。

关键词：土壤污染重金属激光诱导击穿光谱激光等离子体

基于TSOM的光学元件亚表面缺陷检测方法研究

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光学学报 2023年

作者：王娜刘立拓宋晓娇王德钊王盛阳李冠楠周维虎长春理工大学光电工程学院北京航空航天大学仪器科学与光学工程学院合肥工业大学仪器科学与光电工程学院中国科学院微电子研究所光电中心

微/纳米尺度亚表面缺陷会降低光学元件等透明样品的物理特性，严重影响光学及半导体领域加工制造技术的发展。为了快速、无损检测透明样品亚表面缺陷，本文针对光学元件亚表面内微米级缺陷的检测需求，提出了一种利用过焦扫描光学显微镜... 详细信息

微/纳米尺度亚表面缺陷会降低光学元件等透明样品的物理特性，严重影响光学及半导体领域加工制造技术的发展。为了快速、无损检测透明样品亚表面缺陷，本文针对光学元件亚表面内微米级缺陷的检测需求，提出了一种利用过焦扫描光学显微镜（Through-focus scanningopticalmicroscopy,TSOM）的检测方法。利用可见光光源显微镜和精密位移台，沿光轴对亚表面缺陷进行扫描，得到亚表面缺陷的一系列光学图像。将采集到的图像按照空间位置进行堆叠，生成TSOM图像。通过获得所测特征的最大灰度变化来获得亚表面缺陷的定位信息。本文对2000μm深亚表面缺陷的定位相对标准差达到0.12%。该研究为透明样品亚表面缺陷检测及其深度定位提供了一种新方法。

关键词：亚表面缺陷缺陷检测过焦扫描深度定位

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湿度对激光诱导土壤等离子体特性的影响

光谱学与光谱分析 2010年第11期30卷 2885-2888页

为研究土壤湿度对激光等离子体的影响,通过制备六种不同湿度的土壤样品进行实验,选取铅的特征谱线(Pb:405.78nm)为分析线。实验结果表明,随着土壤湿度的增加,谱线的强度、信噪比及RSD线性减小。在局部热力学平衡近似下,选取铁在400～44... 详细信息

为研究土壤湿度对激光等离子体的影响,通过制备六种不同湿度的土壤样品进行实验,选取铅的特征谱线(Pb:405.78nm)为分析线。实验结果表明,随着土壤湿度的增加,谱线的强度、信噪比及RSD线性减小。在局部热力学平衡近似下,选取铁在400～440nm波长范围内的四条特征谱线,利用玻尔兹曼图,测定了等离子体温度在不同湿度下的变化特性,随着湿度从零增加到20%,等离子体温度从11800K近似单调的下降到7800K,电子密度从3.3×106cm-3减小到2.8×106cm-3。

关键词：激光诱导击穿光谱激光等离子体土壤湿度等离子体温度电子密度

石墨富集方式下水中痕量元素铅的激光诱导击穿光谱测量

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中国激光 2011年第11期38卷 246-250页

作者：王春龙刘建国赵南京石焕鲁翠萍刘立拓马明俊章炜陈东张玉钧刘文清中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

利用中心波长为1064nm的Nd∶YAG脉冲激光器作为激发光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离与探测器件,在石墨富集的方式下测量并分析了水中铅元素的激光诱导击穿光谱特性。实验中以铅的405.78nm... 详细信息

利用中心波长为1064nm的Nd∶YAG脉冲激光器作为激发光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离与探测器件,在石墨富集的方式下测量并分析了水中铅元素的激光诱导击穿光谱特性。实验中以铅的405.78nm特征谱线作为分析线,研究了水中铅元素的时间衰减特性,确定了最佳延迟测量时间为900ns,门控测量宽度为1600ns,通过对不同浓度的含铅样品进行测量,给出了铅元素的标定曲线,并计算得到铅元素质量浓度的检测限约为0.0665mg/L。以碳为内标元素有效地消除光谱不稳定性对分析结果的影响,提高了被分析元素的检测限和稳定性。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱水污染重金属铅石墨

激光能量及重复频率对土壤等离子体特性的影响

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中国激光 2011年第2期38卷 249-252页

作者：鲁翠萍刘文清(指导) 赵南京刘立拓陈东张玉钧刘建国中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽省环境光学监测技术重点实验室安徽合肥230031

利用波长为1064 nm的Nd∶YAG脉冲激光器作光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件（ICCD）作为谱线分离与探测器件,测量并分析了激光能量及重复频率对土壤中铅元素激光诱导击穿光谱特性的影响。实验结果表明... 详细信息

利用波长为1064 nm的Nd∶YAG脉冲激光器作光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件（ICCD）作为谱线分离与探测器件,测量并分析了激光能量及重复频率对土壤中铅元素激光诱导击穿光谱特性的影响。实验结果表明,随着激光脉冲能量（在25~105 mJ范围内）增加,谱线强度呈线性增加,随后谱线强度随脉冲能量（105~165 mJ）的变化呈非线性关系。信背比随激光能量的增加而增大,但激光能量超过60 mJ后基本上不变。激光重复频率为1 Hz时,谱线强度最大,而谱线强度的相对标准偏差则在重复频率为7 Hz时最小。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱激光能量重复频率