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精密元件表面缺陷的数字化自动评价系统

精密元件表面缺陷的数字化自动评价系统

近红外高光谱分辨率激光雷达光谱滤光器性能分析

第十二届全国光学测试学术讨论会

作者：杨甬英肖冰刘东杨李茗浙江大学现代光学仪器国家重点实验室中物院激光聚变研究中心

精密表面元件在激光聚变系统、紫外光学系统、X射线光学系统、高温等离子体诊断、大规模集成电路基片等器件为主的光学和电子工业领域都有广泛的应用。目前国内外对表面疵病检测大都是采用人为的目视的反射或透射的散射成像检测,目视观...

精密表面元件在激光聚变系统、紫外光学系统、X射线光学系统、高温等离子体诊断、大规模集成电路基片等器件为主的光学和电子工业领域都有广泛的应用。目前国内外对表面疵病检测大都是采用人为的目视的反射或透射的散射成像检测,目视观察的不确定性、低效,没有一个客观统一的数字化标准系统,所有这些都迫切有待于建立疵病的数字化标准评价系统。

关键词：

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中国激光 2016年第4期43卷 221-232页

作者：张与鹏刘东杨甬英罗敬成中涛周雨迪白剑汪凯巍沈亦兵杨李茗浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027 中国工程物理研究院精密光学工程研究中心四川成都610041

近红外高光谱分辨率激光雷达(HSRL)分子散射回波信号具有频谱展宽窄、能量弱等特点,相对于紫外和可见光HSRL研发难度大大增加。光谱滤光器作为HSRL的关键器件之一,与HSRL系统的反演精度密切相关。根据光谱滤光器的信号透射率和光谱分离... 详细信息

近红外高光谱分辨率激光雷达(HSRL)分子散射回波信号具有频谱展宽窄、能量弱等特点,相对于紫外和可见光HSRL研发难度大大增加。光谱滤光器作为HSRL的关键器件之一,与HSRL系统的反演精度密切相关。根据光谱滤光器的信号透射率和光谱分离比与HSRL系统反演精度的关系,通过分析1064 nm HSRL散射回波的特点,对两种具有代表性的干涉光谱滤光器进行了建模和仿真分析。结果表明,在光束发散角较小时,Fabry-Perot干涉滤光器具有较好的滤光性能,但对面形精度要求较高,不易于加工和装调;视场展宽Michelson干涉滤光器(FWMI)对光束的发散角不敏感,集光能力强,且对面形精度的要求相对较低,在实际应用中更适合用于近红外HSRL系统光谱滤光器。

关键词：遥感近红外高光谱分辨率激光雷达干涉光谱滤光器光谱分离比光束发散角面形精度

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新型低温扫描器

光学仪器 1997年第4期19卷 58-61页

作者：舒晓武杨李茗浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

介绍了全新概念的低温压电角扫描器(PZTA)的理论特性和制作技术。进行了利用压电陶瓷"逆压电效应"原理进行大角度、可控光扫描的探索性的工作,并取得了可喜的成功。

关键词：压电扫描器 PZTA 光扫描

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多脉冲激光对K9玻璃的表面损伤实验研究

强激光与粒子束 2008年第1期20卷 62-66页

作者：张秋慧冯国英韩敬华贾俊杨李茗朱启华谢旭东四川大学电子信息学院成都610064 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

实验研究了波长为1064 nm、脉宽为10 ns、重复频率为1 Hz的激光脉冲对K9玻璃的表面损伤特点,给出了脉冲透过能量随激光脉冲作用次数变化的规律。采用3维立体显微镜对损伤形貌进行观察,发现K9玻璃的损伤表面呈环状分布,分为烧蚀区、微裂... 详细信息

实验研究了波长为1064 nm、脉宽为10 ns、重复频率为1 Hz的激光脉冲对K9玻璃的表面损伤特点,给出了脉冲透过能量随激光脉冲作用次数变化的规律。采用3维立体显微镜对损伤形貌进行观察,发现K9玻璃的损伤表面呈环状分布,分为烧蚀区、微裂纹区和断裂区。随着激光脉冲个数的增加,损伤由点状破坏演变为损伤区,微裂纹逐渐增长,损伤面积逐渐增大。基于激光支持的爆轰波理论分析,激光与脆性材料的相互作用可引起微裂纹的大量增长。在多脉冲激光的作用下,K9玻璃损伤的累积效应明显,表面损伤阈值明显降低,表面裂纹增长明显,损伤面积逐渐增大;但随着激光脉冲的继续增加,这种损伤趋于稳定。

关键词：激光诱导损伤 K9玻璃多脉冲纳秒激光激光支持爆炸波

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轻敲模式AFM的设计及研究

轻敲模式AFM的设计及研究

第十届全国光学测试学术讨论会

作者：冷炜杨甬英杨李茗浙江大学现代光学仪器国家重点实验室成都精密光学工程研究中心

原子力显微镜的轻敲模式相对接触模式对样品的损伤较小,相比非接触模式又有更高的分辨率和较大的线性工作范围,因此已经成为AFM的主要工作模式。1.系统组成图1是系统的原理框图。激光扩束后,经显微物镜会聚在微探针上;微探针固定在压电...

原子力显微镜的轻敲模式相对接触模式对样品的损伤较小,相比非接触模式又有更高的分辨率和较大的线性工作范围,因此已经成为AFM的主要工作模式。1.系统组成图1是系统的原理框图。激光扩束后,经显微物镜会聚在微探针上;微探针固定在压电叠堆上,调节加在压电叠堆上正弦信号的频率,使微探针在其谐振频率附近振动。从微探针上返回的光包括微探针表面的几何反射光和微探针内部顶点的后向点衍射光,利用点衍

关键词：

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激光烧蚀硅表面的发射光谱分析

光谱学与光谱分析 2009年第4期29卷 869-873页

作者：韩敬华冯国英杨李茗杨丽玲张秋慧谢旭东朱启华四川大学电子信息学院四川成都610064 成都精密光学工程研究中心四川成都610041 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

研究了不同能量的纳秒激光脉冲聚焦到单晶硅片上时,激光等离子体的自由电子密度和温度以及损伤形貌随激光脉冲能量增加的变化规律。研究结果表明:激光脉冲击穿硅介质产生的激光等离子体的体积以及自由电子密度和温度大小,决定了硅表面... 详细信息

研究了不同能量的纳秒激光脉冲聚焦到单晶硅片上时,激光等离子体的自由电子密度和温度以及损伤形貌随激光脉冲能量增加的变化规律。研究结果表明:激光脉冲击穿硅介质产生的激光等离子体的体积以及自由电子密度和温度大小,决定了硅表面损伤的形貌特点和大小。自由电子密度和温度的变化特点是:随着激光脉冲能量的增加,激光等离子体的体积不断增大,自由电子温度缓慢增加而密度基本不变。又由于激光等离子体的自由电子密度和温度呈现从中心到边缘由大到小的变化趋势,所以损伤形貌总的特点是内部区域的熔化非常充分,形成明显的周期性排列的规则条纹,且条纹的排列趋势呈现环状;中部区域熔化不充分,形成条纹不很规则;边缘区域处分界明显,有时出现等离子体产生喷溅变色痕迹。

关键词：激光等离子体光谱分析单晶硅电子密度电子温度

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激光等离子体效应对薄膜损伤特性的影响

光谱学与光谱分析 2012年第5期32卷 1162-1165页

作者：韩敬华段涛高胥华冯国英范卫星杨李茗刘岩岩包凌东四川大学电子信息学院四川成都610064 西南科技大学极端条件物质特性实验室四川绵阳621010 成都精密光学工程研究中心四川成都610041

高能激光的发展对光学元件的抗损伤能力要求越来越高,其中光学薄膜是最薄弱的环节之一。实验研究了激光的聚焦位置对石英基片上HfO2/SiO2减反射薄膜损伤形貌的影响,研究发现:激光等离子体的高压冲击波对薄膜产生强烈的冲击剥离效应,其... 详细信息

高能激光的发展对光学元件的抗损伤能力要求越来越高,其中光学薄膜是最薄弱的环节之一。实验研究了激光的聚焦位置对石英基片上HfO2/SiO2减反射薄膜损伤形貌的影响,研究发现:激光等离子体的高压冲击波对薄膜产生强烈的冲击剥离效应,其压强随膨胀半径的增加而迅速减小。激光等离子体光谱的辐射波长小于入射激光波长,这会增强薄膜对辐射光能量的吸收;位于深紫外波段、能量大于HfO2薄膜带隙的光子能量,将被薄膜直接吸收,从而加剧薄膜的电离破坏。激光等离子体的辐射效应和冲击波效应的共同作用决定了薄膜的损伤形貌。当激光聚焦到薄膜表面时,冲击波压强极大会使薄膜发生大面积的电离去除,同时基底发生击穿;当两者距离大到一定距离时,冲击波只会使得中心处小面积薄膜发生剥离,基底未出现断裂。

关键词：激光等离子体光学薄膜光谱辐射电离冲击波

纳秒紫外重复脉冲激光烧蚀单晶硅的热力学过程研究

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物理学报 2012年第19期61卷 475-483页

作者：包凌东韩敬华段涛孙年春高翔冯国英杨李茗牛瑞华刘全喜四川大学电子信息学院成都610064 西南科技大学极端条件物质特性实验室绵阳621010 成都精密光学工程研究中心成都610041 西南技术物理研究所成都610041

采用波长为355 nm的纳秒紫外重复脉冲激光对单晶硅片进行了盲孔加工实验,观测了随脉冲增加激光烧蚀硅片的外观形貌和盲孔孔深、孔径的变化规律,并对紫外激光辐照硅片的热力学过程进行了分析.研究结果表明:紫外激光加工硅盲孔是基于热、... 详细信息

采用波长为355 nm的纳秒紫外重复脉冲激光对单晶硅片进行了盲孔加工实验,观测了随脉冲增加激光烧蚀硅片的外观形貌和盲孔孔深、孔径的变化规律,并对紫外激光辐照硅片的热力学过程进行了分析.研究结果表明:紫外激光加工硅盲孔是基于热、力效应共同作用的结果,热效应会使得硅材料熔化、气化甚至发生电离产生激光等离子体,为材料的去除提供条件;激光等离子体冲击波以及高温气态物向外膨胀会对熔化材料产生压力致使其向外喷射,为重复脉冲的进一步烧蚀提供了条件;力效应主要沿着激光传输的方向,垂直于硅表面,使得去除部位主要集中在孔的深度方向,达到较高的孔径比,实验观察孔径比可达8:1;此外,激光等离子体的产生也阻止了激光对靶面的作用,加之随孔深的增加激光发生散焦,使得烧蚀深度有一定的限制,实验观察烧蚀脉冲个数在前100个时加工效率较高.

关键词：激光烧蚀单晶硅盲孔激光等离子体冲击波

KTP晶体的激光烧蚀特性及Raman光谱研究

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光谱学与光谱分析 2012年第7期32卷 1820-1824页

作者：韩敬华段涛范卫星冯国英杨李茗牛瑞华杨洁翟玲玲郭超四川大学电子信息学院四川成都610064 西南科技大学极端条件物质特性实验室四川绵阳621010 奥普镀膜技术(广州)有限公司广东广州510730 成都精密光学工程研究中心四川成都610041

高阈值的KTP晶体的研发,对高能激光领域至关重要。采用高重复频率的紫外激光对KTP进行烧蚀,并对烧蚀前后的Raman光谱进行分析,研究发现:激光等离子体效应是造成晶体破坏的主要原因,其逆韧致吸收效应会大大增加激光脉冲能量的沉积,电离... 详细信息

高阈值的KTP晶体的研发,对高能激光领域至关重要。采用高重复频率的紫外激光对KTP进行烧蚀,并对烧蚀前后的Raman光谱进行分析,研究发现:激光等离子体效应是造成晶体破坏的主要原因,其逆韧致吸收效应会大大增加激光脉冲能量的沉积,电离效应使得晶体发生充分的离解,高压冲击波效应则把熔化、气化以及电离混合物外排的同时,使得材料发生断裂。烧蚀前后的Raman光谱的特征峰分布基本相同,说明烧蚀作用没有改变KTP材料的整体结构。但是,特征峰的对比值(RIR)都发生了改变,且有所展宽,说明烧蚀后结晶度降低。其中TiO6和PO4等主要氧多面体的特征峰向低波数漂移,说明材料的键合力消弱,更易发生离解。

关键词： KTP晶体激光烧蚀激光等离子体 Raman光谱