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光谱分辨率可调的新型干涉成像光谱技术研究

物理学报 2013年第2期62卷 253-260页

作者：李杰朱京平张云尧刘宏侯洵西安交通大学电信学院陕西省信息光子技术重点实验室电子物理与器件教育部重点实验室西安710049

针对色散型和静态干涉型成像光谱仪光谱分辨率固定、系统效能得不到充分发挥等问题,提出了一种光谱分辨率可调的静态双折射干涉成像光谱技术.该技术的创新点之一在于,仪器的光谱分辨能力可调,且调节范围较宽.对于不同的探测目标,利用这... 详细信息

针对色散型和静态干涉型成像光谱仪光谱分辨率固定、系统效能得不到充分发挥等问题,提出了一种光谱分辨率可调的静态双折射干涉成像光谱技术.该技术的创新点之一在于,仪器的光谱分辨能力可调,且调节范围较宽.对于不同的探测目标,利用这一技术,只获取有用的光谱数据,既能满足多目标、多任务光谱图像探测的需要,又可大幅减少对存储空间和通信带宽的占用,有效缩短数据处理时间,提高系统信噪比,从而使仪器总体性能达到最优.本文给出了新技术的具体实现方案及理论模型,对核心元件—-横向剪切量可调的新型双Wollaston平行平板分束器进行了光线追迹,给出了其横向剪切量的精确理论计算公式,深入分析了其分光及横向剪切量调节原理.在此基础上,研究了新技术的光谱分辨率调节特性,给出了其光谱调节范围,并对其光谱调节原理进行了实验验证.

关键词： Wollaston棱镜光谱分辨率成像光谱

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静态傅里叶变换超光谱全偏振成像技术

物理学报 2013年第4期62卷 177-182页

作者：李杰朱京平齐春郑传林高博张云尧侯洵西安交通大学电信学院陕西省信息光子技术重点实验室电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西安交通大学电信学院信息与通信工程系西安710049

光谱偏振成像技术是成像光谱技术与偏振成像技术的有机融合,是当前空间光学遥感技术研究的热点和前沿.针对目前光谱偏振成像技术受测量原理、探测模式的限制,普遍需要运动、电控调制等部件,导致体积大,结构复杂,加工装调困难,抗振能力... 详细信息

光谱偏振成像技术是成像光谱技术与偏振成像技术的有机融合,是当前空间光学遥感技术研究的热点和前沿.针对目前光谱偏振成像技术受测量原理、探测模式的限制,普遍需要运动、电控调制等部件,导致体积大,结构复杂,加工装调困难,抗振能力差等问题,我们于2010年在国际上首先提出了一种多信息融合的静态傅里叶变换超光谱全偏振成像方法.本文在此基础上,阐述了新方法的基本原理,给出了具体实现方案.新方案无需运动、电控调制部件,可实现目标图像、光谱、全偏振信息的一体获取.推导出了新方案的调制干涉强度数据表达式及Stokes矢量解调公式,分析了新方法实现光谱、全偏振探测的物理过程.对新方案进行了计算机数值模拟验证,研制了原理验证样机开展了室内、室外验证实验,首次获得了室外推扫光谱图像"数据立方体"和全色全偏振度图像,模拟及实验结果均表明新方案原理正确,技术可行.上述研究为新型空间遥感器的开发提供了基础理论及实践支持.

关键词：成像光谱偏振成像 Stokes矢量

基底表面纳米织构对非晶四面体碳膜结构和摩擦特性的影响研究

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物理学报 2015年第3期64卷 440-445页

作者：安书董王晓燕陈仙王炎武王晓波赵玉清西安交通大学电子与信息工程学院电子物理与器件教育部重点实验室西安710049

本文利用离子束表面改性技术对基底表面进行不同时间的轰击,形成不同规则的纳米织构,对不同织构的变化规律进行了研究,同时,利用磁过滤真空阴极电弧技术,在具有不同纳米织构的各基底上沉积相同时间的四面体非晶碳薄膜.采用原子力显微镜... 详细信息

本文利用离子束表面改性技术对基底表面进行不同时间的轰击,形成不同规则的纳米织构,对不同织构的变化规律进行了研究,同时,利用磁过滤真空阴极电弧技术,在具有不同纳米织构的各基底上沉积相同时间的四面体非晶碳薄膜.采用原子力显微镜对各基底的织构进行形貌分析,结果表明,高能粒子束的轰击对基底表面形貌有较大的影响,根据离子束轰击时间的不同,可以在基底表面形成各种不同规则的纳米织构,轰击15 min后发现基底表面形成点阵纳米织构,之后随着时间的增加,基本维持点阵结构.通过X射线光电子能谱仪和摩擦磨损试验仪对沉积在具有不同织构的基底上的ta-C薄膜进行测试,研究表明,基底表面纳米织构的非晶层结构引起薄膜内部sp3键的含量降低,释放了薄膜的内应力,同时发现基底表面纳米织构将ta-C薄膜磨损时间从不足10 min提高到约70 min,有效提高了薄膜的耐磨性.

关键词：四面体非晶碳离子束改性技术表面织构 X射线光电子能谱

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新型二维材料碳化钛纳米片光限幅特性研究

红外与激光工程 2019年第11期48卷 7-11页

作者：李健淋闫理贺司金海侯洵西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室

作为一类新型二维纳米材料,金属碳/氮化物纳米片(MXene)具有高的比表面积和电导率,以及组分、层数与厚度灵活可控的优点,在储能、催化、传感和光学等领域具有潜在应用价值。研究了一种MXene材料碳化钛(Ti3C2TX)纳米片分散液的非线性光... 详细信息

作为一类新型二维纳米材料,金属碳/氮化物纳米片(MXene)具有高的比表面积和电导率,以及组分、层数与厚度灵活可控的优点,在储能、催化、传感和光学等领域具有潜在应用价值。研究了一种MXene材料碳化钛(Ti3C2TX)纳米片分散液的非线性光学效应及其响应机制。发现Ti3C2TX纳米片分散液在532、1064 nm纳秒脉冲激光作用下表现出优异的光限幅性能,其限幅阈值分别为0.14 J/cm^2和0.12 J/cm^2;通过测量非线性散射光强度随入射光功率密度的依赖关系,发现该材料光限幅响应机制主要起源于非线性光学散射效应。与传统的光限幅材料C60比较,该材料具有光限幅阈值低、响应波长范围宽等优点。

关键词：光限幅碳化钛纳米片非线性散射

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Ag纳米颗粒有机薄膜受激辐射增强研究

红外与毫米波学报 2011年第3期30卷 217-220页

作者：赵选科吴朝新徐国金梁世雄侯洵西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室电子物理与器件教育部重点实验室陕西西安710049 西安洪庆高技术研究所物理室陕西西安710025

为进一步降低有机半导体材料的激射阈值,文章研究利用银纳米颗粒的表面等离子体共振效应来实现对有机半导体薄膜受激辐射的增强.将制备好的Ag纳米溶液旋涂于玻璃基底上,然后在其上再旋涂PS:Alq3:DCJTB有机薄膜发光层,构成平面波导结构.... 详细信息

为进一步降低有机半导体材料的激射阈值,文章研究利用银纳米颗粒的表面等离子体共振效应来实现对有机半导体薄膜受激辐射的增强.将制备好的Ag纳米溶液旋涂于玻璃基底上,然后在其上再旋涂PS:Alq3:DCJTB有机薄膜发光层,构成平面波导结构.用355nm波长的YAG激光泵浦样品。实验发现:相比于无Ag纳米颗粒情况,有Ag纳米颗粒时端面受激发射最大增强10.38倍,激射阈值从2.0mJ/cm2左右降低到0.5mJ/cm2左右;垂直表面受激发射最大增强6.13倍,激射阈值从2.5mJ/cm2左右降低到1.5mJ/cm2左右.该研究对实现低阈值有机半导体激光器具有重要意义.

关键词：光电子学与激光技术受激辐射增强表面等离子体共振 Ag纳米颗粒有机半导体激光器

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基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器

中国激光 2015年第2期42卷 327-332页

作者：宋洪磊闫理贺司金海侯洵西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室陕西西安710049

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线... 详细信息

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线性偏振椭圆旋转(NER)效应,可实现超低阈值的光限幅输出,同时将非线性偏振椭圆旋转和自聚焦效应相结合,可保证器件在较大动态能量范围内具备限幅功能,该器件具备响应速度快、适用光谱范围宽的优点。系统阐述了NER效应的基本原理,并利用飞秒脉冲激光验证了基于NER和自聚焦效应的光限幅器的限幅性能。

关键词：非线性光学光限幅超短脉冲光克尔效应

晶圆键合和激光剥离工艺对GaN基垂直结构发光二极管芯片残余应力的影响

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物理学报 2015年第2期64卷 401-408页

作者：王宏云峰刘硕黄亚平王越张维涵魏政鸿丁文李虞锋张烨郭茂峰西安交通大学电子与信息工程学院电子物理与器件教育部重点实验室陕西省信息光子技术重点实验室西安710049 西安交通大学电子与信息工程学院固态照明工程研究中心西安710049 陕西新光源科技有限责任公司西安710077

Ga N基发光二极管(LED)中的残余应力状态对器件的性能和稳定性有很大影响.通过使用三种不同的键合衬底(Al2O3衬底,Cu W衬底和Si衬底)以及改变键合温度(290°C,320°C,350°C和380°C),并且使用不同的激光能量密度(875,945和1015 m J·cm... 详细信息

Ga N基发光二极管(LED)中的残余应力状态对器件的性能和稳定性有很大影响.通过使用三种不同的键合衬底(Al2O3衬底,Cu W衬底和Si衬底)以及改变键合温度(290°C,320°C,350°C和380°C),并且使用不同的激光能量密度(875,945和1015 m J·cm-2)进行激光剥离,制备了不同应力状态的Ga N基LED器件.对不同条件下Ga N LED进行弯曲度、Raman散射谱测试.实验结果表明,垂直结构LED中的残余应力的状态是键合衬底和键合金属共同作用的结果,而键合温度影响着垂直结构LED中的残余应力的大小.激光剥离过程中,一定能量密度下激光剥离工艺一般不会对芯片中的残余应力造成影响,但是如果该工艺对Ga N层造成了微裂缝,则会在一定程度上起到释放残余应力的作用.使用Si衬底键合后,外延蓝宝石衬底翘曲变大,对应制备的Ga N基垂直结构LED中的残余应力为张应力,并且随着键合温度的上升而变大;而Al2O3和Cu W衬底制备的LED中的残余应力为压应力,但使用Al2O3衬底键合制备的LED中压应力随键合温度上升而一定程度变大,Cu W衬底制备的LED中压应力随键合温度上升而下降.

关键词：残余应力垂直结构发光二极管晶圆键合激光剥离

时间整形飞秒激光诱导熔融硅表面纳米周期条纹的电子动力学研究

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物理学报 2014年第4期63卷 311-316页

作者：杨青杜广庆陈烽吴艳敏欧燕陆宇侯洵西安交通大学电子与信息工程学院机械制造系统工程国家重点实验室陕西省信息光子技术重点实验室西安710049

研究了时间整形飞秒激光在熔融硅表面诱导纳米周期条纹结构的电子动力学过程.通过引入非线性电离机制和表面等离子激元的瞬态作用机理,建立了关于时间整形飞秒激光诱导和调控熔融硅表面纳米周期条纹结构的电子动力学模型,并应用该模型... 详细信息

研究了时间整形飞秒激光在熔融硅表面诱导纳米周期条纹结构的电子动力学过程.通过引入非线性电离机制和表面等离子激元的瞬态作用机理,建立了关于时间整形飞秒激光诱导和调控熔融硅表面纳米周期条纹结构的电子动力学模型,并应用该模型研究获得了纳米条纹周期与时间整形脉冲时间间隔的定量关系.理论研究结果表明,通过调节时间整形脉冲的时间间隔可以实现操控表面等离子激元与激光瞬态干涉过程中的波矢配对,最终可实现对诱导的纳米条纹周期的调控.此模型预测得到的纳米条纹周期与实验结果符合得很好.该研究对于深刻理解整形脉冲链诱导材料表面纳米周期结构的电子动力学操纵机制以及对条纹周期的调控都具有重要的理论价值.

关键词：时间整形飞秒激光熔融硅纳米条纹

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槽型衍射光栅结构参数优化设计研究

光学学报 2010年第11期30卷 3133-3139页

作者：樊叔维周庆华李红西安交通大学电子与信息工程学院信息光子技术重点实验室陕西西安710049

通过工程优化方法与衍射光栅矢量理论相结合,对衍射光栅的结构参数进行了优化设计研究。采用严格的耦合波矢量理论分析表面浮雕光栅的衍射效率特性,并建立了具有全局寻优特性的遗传算法在衍射光栅设计中的数学模型;研究了包括双闪耀光... 详细信息

通过工程优化方法与衍射光栅矢量理论相结合,对衍射光栅的结构参数进行了优化设计研究。采用严格的耦合波矢量理论分析表面浮雕光栅的衍射效率特性,并建立了具有全局寻优特性的遗传算法在衍射光栅设计中的数学模型;研究了包括双闪耀光栅在内的多种槽型衍射光栅的优化设计。优化设计表明,该方法对初始设计方案没有特殊要求,能够快速得到多种槽型衍射光栅的最优结构参数,优化后光栅的衍射效率可以达到90%以上,双闪耀光栅经优化设计以后在整个波段均能获得很高的衍射效率。在光栅的设计过程中采用全局工程优化算法进行分析设计,为高效率光栅的制作提供了理论指导;同时也为光栅设计的逆问题提供了一种可行的求解方法。

关键词：衍射光栅严格的耦合波理论优化设计遗传算法