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离子束辅助及退火后处理对氦-镉激光器反射镜输出功率的影响

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中国激光 2013年第11期40卷 181-185页

作者：崔潇陶春先(指导) 洪瑞金张大伟上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室上海200093

为了制备高输出功率的441.6nm氦-镉激光反射镜,研究了氧离子束辅助工艺及退火后处理对ZrO2单层膜及441.6nm氦-镉激光器ZrO2/SiO2反射膜的影响。利用紫外-可见分光光度计测试了薄膜样品的反射光谱及吸收光谱;通过原子力显微镜测试了薄膜... 详细信息

为了制备高输出功率的441.6nm氦-镉激光反射镜,研究了氧离子束辅助工艺及退火后处理对ZrO2单层膜及441.6nm氦-镉激光器ZrO2/SiO2反射膜的影响。利用紫外-可见分光光度计测试了薄膜样品的反射光谱及吸收光谱;通过原子力显微镜测试了薄膜表面的粗糙度。测量及分析结果表明:氧离子束辅助沉积能够提高激光反射镜的反射率并形成致密的薄膜结构,但是由于引入的杂质缺陷提高了薄膜的吸收率从而使得激光的输出功率变小;退火处理消除了吸附于薄膜表面的杂质气体、水分,输出功率相比于退火前有了大幅度的提高。

关键词：薄膜激光反射镜输出功率离子束辅助退火

基于表面热透镜的薄膜弱吸收测量的调制频率研究

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光学学报 2010年第2期30卷 609-612页

作者：陶春先李霞李大伟贺洪波邵建达中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国科学院研究生院北京100049

激励光辐照薄膜的表面热透镜效应中,调制频率的大小影响样品内热波的热扩散深度。通过频率控制热波扩散深度可以探测不同薄膜层面的吸收和热缺陷分布。理论分析了不同薄膜厚度下调制频率对热扩散深度的影响。结果表明,薄膜的热导率越小... 详细信息

激励光辐照薄膜的表面热透镜效应中,调制频率的大小影响样品内热波的热扩散深度。通过频率控制热波扩散深度可以探测不同薄膜层面的吸收和热缺陷分布。理论分析了不同薄膜厚度下调制频率对热扩散深度的影响。结果表明,薄膜的热导率越小、膜厚越厚,基底中的热扩散深度就越浅,不同材料的基底对吸收测量带来的影响就越小;在膜厚一定的情况下,调制频率越高,基底中的热扩散深度越浅,不同基底样品的光热信号将趋于相等。

关键词：薄膜光学吸收测量光热效应热扩散深度调制频率

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电子散斑照相与散斑干涉场空间调制技术研究

电子散斑照相与散斑干涉场空间调制技术研究

作者：陶春先山东师范大学

学位级别：硕士

散斑计量是光学测量技术的一个重要分支。这一技术利用相干光照射在粗糙的物体表面,在空间所形成的散斑,或物体表面自然存在的或人造的斑粒,实现物体表面位移和变形检测。在过去的30多年中,除了对散斑场自身的特性和规律给予深入的研究... 详细信息

散斑计量是光学测量技术的一个重要分支。这一技术利用相干光照射在粗糙的物体表面,在空间所形成的散斑,或物体表面自然存在的或人造的斑粒,实现物体表面位移和变形检测。在过去的30多年中,除了对散斑场自身的特性和规律给予深入的研究外,有多种散斑测量技术逐渐发展和建立起来,并在不同的领域中获得了广泛的应用。在实际测量中,面内变形的测量是用途非常广泛的一种测量方式,因此数字散斑照相（DSP）成为散斑测量技术的一个重要发展方向。DSP方法利用光电设备和计算机完成散斑图的纪录及计算分析,具有方便、实用、高效的特点。电子散斑干涉测量技术（ESPI）近二十年来已成为变形场测量的重要方法。散斑干涉测量利用条纹分析实现形变的无损测量。若干种成熟的相位测量技术已应用于条纹分析中,大致分为时间相位测量法和空间相位测量法。实际测量环境大多不稳定或测量过程需动态进行,因此位移场的动态测量更具有实用价值。本文就电子散斑照相与电子散斑干涉测量方法进行了研究和讨论,主要内容概括如下: 1.回顾了散斑干涉计量的历史发展;系统介绍了散斑计量的主要检测技术,包括散斑照相技术、散斑干涉技术、电子散斑干涉技术、数字散斑相关技术。 2.介绍了电子散斑照相测量的理论、原理及特点。研究了基于傅立叶变换的数字散斑照相法,提出了改善杨氏条纹质量的新方法。基于数字散斑照相技术,对变形前后的散斑图在频域内进行数字处理,提出了归一算法和位移场相位提取法,从而得到高对比度的杨氏条纹图,消除了散斑图的噪声影响,实验验证了方法的可行性与实用性。 3.发展了电子散斑空间载频理论、干涉条纹调制技术,提出新的载波调制方法并将其应用到离面位移的测量当中。采用高精度微电机驱动的条纹编码器对CCD所采集的图象实施一次性空间编码,实时功能强;一次性空间编码降低测量

关键词：散斑计量傅立叶变换电子散斑照相电子散斑干涉载波调制

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三维荧光光谱对食用植物油中煎炸油的检测

中国激光 2016年第1期43卷 213-219页

作者：陶春先阮俊舒顺朋韩朝霞上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室上海200093

三维荧光光谱技术是重要的物质分析技术之一。基于三维荧光光谱技术对掺杂煎炸油的食用植物油进行了检测,分析了不同掺杂浓度下的光谱强度、光谱峰值位置和瑞利散射。研究发现发射波长、光谱强度和瑞利散射随着掺杂浓度会发生相应变化... 详细信息

三维荧光光谱技术是重要的物质分析技术之一。基于三维荧光光谱技术对掺杂煎炸油的食用植物油进行了检测,分析了不同掺杂浓度下的光谱强度、光谱峰值位置和瑞利散射。研究发现发射波长、光谱强度和瑞利散射随着掺杂浓度会发生相应变化。为了更加准确地分析煎炸油对食用植物油的影响,对掺杂过程中的维生素E荧光峰进行了分析。实验发现,维生素E荧光峰的位置随着掺杂浓度变大发生红移,同时荧光强度随着掺杂浓度变大而变小。通过掺杂5%煎炸废弃油的食用油和纯植物油的荧光发射光谱的对比,验证了三维荧光光谱检测具有较高的灵敏度。实验结果表明三维荧光光谱分析技术对食用植物油中是否掺杂煎炸油的检测是可行、有效的。

关键词：光谱学三维荧光光谱光谱强度荧光峰煎炸油

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大面积图案化电场增强薄膜的设计及制备研究

中国激光 2023年第23期50卷 137-142页

作者：孙伟洪瑞金陶春先张大伟上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

采用有限时域差分(FDTD)法仿真了不同闪耀光栅结构上的银(Ag)薄膜模型。在633 nm的激发光下,闪耀光栅上周期为1/1200 mm、厚度为15 nm的Ag薄膜模型产生了较强的局域表面等离子体共振(LSPR)效应。利用机械刻划工艺和电子束蒸发镀膜工艺... 详细信息

采用有限时域差分(FDTD)法仿真了不同闪耀光栅结构上的银(Ag)薄膜模型。在633 nm的激发光下,闪耀光栅上周期为1/1200 mm、厚度为15 nm的Ag薄膜模型产生了较强的局域表面等离子体共振(LSPR)效应。利用机械刻划工艺和电子束蒸发镀膜工艺成功制备了这种Ag光栅薄膜,从而大幅降低了图案化电场增强薄膜的制备成本和难度。利用该电场增强Ag薄膜,基于表面增强拉曼散射(SERS),对亚甲基蓝染料进行检测,SERS信号强度增强,与FDTD仿真结果吻合。同时,基底不同位置处的主要特征峰强度的相对标准偏差(RSD)值都小于17%,薄膜表现出良好的均匀性和再现性。

关键词：薄膜局域表面等离子体共振有限时域差分法金属薄膜闪耀光栅表面增强拉曼散射

Linear variable filters fabricated by ion beam etching with triangle-shaped mask and normal film coating technique

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Chinese Optics Letters 2015年第12期13卷 71-74页

作者：盛斌陈鹏陶春先洪瑞金黄元申张大伟 Engineering Research Center of Optical Instruments and Systems Ministry of Education and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical SystemsUniversity of Shanghai for Science and Technology

In this Letter, we propose a method of fabricating linear variable filters by ion beam etching with masking mechanisms. A triangle-shaped mask is designed and set between the ion source and sample. During the ion etching,the sample is moved back and forth repeatedly with a constant velocity for the purpose of obtaining the linearly varied thickness of the cavity. Combined with ion beam assistant thermal oxidative electron beam evaporation deposition technology, we finish the fabrication of linear variable filters, whose filtering range is from 500 to 580 nm. The measured results indicate that the transmittance and bandwidth at the peak wavelength are around 40% and 3 nm.

关键词： Etching Ion sources

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基于导模共振光栅阵列的彩色图像再现

光学学报 2011年第12期31卷 33-38页

作者：徐邦联黄元申王琦陶春先张大伟倪争技庄松林上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室上海200093

利用导模共振(GMR)光栅阵列再现彩色图像,不同于传统的彩色油墨印刷中所采用的三色染料混合的方式,它是利用光栅的滤光特性直接从自然光中分离出红、绿、蓝三色光充当三基色来代替化学油墨。由于GMR光栅在偏振光入射下衍射曲线在特定波... 详细信息

利用导模共振(GMR)光栅阵列再现彩色图像,不同于传统的彩色油墨印刷中所采用的三色染料混合的方式,它是利用光栅的滤光特性直接从自然光中分离出红、绿、蓝三色光充当三基色来代替化学油墨。由于GMR光栅在偏振光入射下衍射曲线在特定波长处会呈现很强的共振峰,且旁带非常低,因此很容易得到高纯度的单色光。考虑到降低实际加工的难度,只通过改变光栅周期来移动共振峰的位置以获得所需的三种基元光栅结构,然后对这些基元光栅进行分布处理即可得到彩色图像。

关键词：光栅导模共振彩色图像衍射效率

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铝纳米颗粒表面等离子体共振峰可控性研究

光学学报 2017年第9期37卷 357-362页

作者：马守宝刘琼钱晓晨洪瑞金陶春先上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海市现代光学系统重点实验室上海200093 教育部光学仪器与系统工程中心上海200093

在石英基底上制备了铝(Al)薄膜,同时加热烘烤制备了Al纳米颗粒,研究了不同厚度的Al纳米颗粒的吸收特性。结果表明,随着烘烤温度的上升,Al薄膜的粗糙度越来越大;当温度达到300℃时,Al薄膜完全转化成Al纳米颗粒。在300℃的烘烤温度下,当... 详细信息

在石英基底上制备了铝(Al)薄膜,同时加热烘烤制备了Al纳米颗粒,研究了不同厚度的Al纳米颗粒的吸收特性。结果表明,随着烘烤温度的上升,Al薄膜的粗糙度越来越大;当温度达到300℃时,Al薄膜完全转化成Al纳米颗粒。在300℃的烘烤温度下,当膜厚从5nm增加到25nm时,薄膜的共振吸收峰红移40nm。这种制备Al纳米颗粒的工艺简单、省时、成本低、效率高。

关键词：薄膜铝纳米颗粒烘烤温度表面等离子体共振

248 nm透过率线性渐变光学薄膜的设计与制备

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中国激光 2020年第6期47卷 162-166页

作者：朱瑞陶春先余振张伟丽易葵上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学光学仪器与系统教育部工程研究中心上海200093 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室上海201800

线性渐变透过率薄膜元件是光刻系统中光可变衰减器的关键元件。采用电子束蒸发实现了近线性248 nm渐变透过率光学薄膜的设计与制备。通过对敏感度进行计算和优化,基于减反膜基础膜系实现了低敏感非规整膜系的设计。采用紫外光控-晶控组... 详细信息

线性渐变透过率薄膜元件是光刻系统中光可变衰减器的关键元件。采用电子束蒸发实现了近线性248 nm渐变透过率光学薄膜的设计与制备。通过对敏感度进行计算和优化,基于减反膜基础膜系实现了低敏感非规整膜系的设计。采用紫外光控-晶控组合的高精度膜厚监控措施,可使膜厚的控制精度达到0.3%,误差容忍度达到0.5%。在248 nm S偏振光照射下,采用JGS1熔融石英基片以及Al2O3和SiO2膜料制备的透射膜,在入射角为21°~35°的范围内实现了透过率从10%到97.8%的线性调控,满足光可变衰减器的性能需求。

关键词：薄膜 248 nm 线性渐变透过率薄膜制备