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Bi靶激光等离子体极紫外光源以及碎屑辐射特性研究

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光谱学与光谱分析 2022年第7期42卷 2056-2062页

作者：谢卓王海建窦银萍宋晓伟林景全长春理工大学物理学院吉林长春130022 长春理工大学吉林省超快与极紫外光学重点实验室吉林长春130022 长春理工大学重庆研究院重庆401120

激光等离子体极紫外光源具有体积小、稳定性高和输出波长可调节等优势,在极紫外光刻领域发挥着重要的作用。Bi靶激光等离子体极紫外光源在波长9~17 nm范围内具有较宽的光谱,可应用于制造极紫外光刻机过程中所需的极紫外计量学领域。利... 详细信息

激光等离子体极紫外光源具有体积小、稳定性高和输出波长可调节等优势,在极紫外光刻领域发挥着重要的作用。Bi靶激光等离子体极紫外光源在波长9~17 nm范围内具有较宽的光谱,可应用于制造极紫外光刻机过程中所需的极紫外计量学领域。利用平像场光谱仪和法拉第杯对Bi靶激光等离子体极紫外光源以及离子碎屑辐射特性进行了实验研究。在单脉冲激光打靶条件下,实验中观察到Bi靶激光等离子极紫外光谱在波长12.3 nm处出现了一个明显的凹陷,其对应着Si L-edge的吸收,是Bi元素光谱的固有属性。相应地在波长为11.8和12.5 nm位置处产生了两个宽带的辐射峰。研究了两波长光谱特性以及辐射强度随激光功率密度的变化。结果表明,在改变聚焦光斑大小实现不同激光功率密度(0.7×10^(10)~3.1×10^(10) W·cm^(-2))过程中,当功率密度为2.0×10^(10) W·cm^(-2)时两波长处的光辐射最强,其原因归结为Bi靶极紫外光辐射强度受激光能量用于支撑等离子膨胀的损失和极紫外光被等离子体再吸收之间的平衡制约所致。在改变激光能量实现不同激光功率密度过程中,由于烧蚀材料和产生两波长所需高阶离子随着功率密度的增加而增加,增强了两波长处的光辐射。进一步,研究了双脉冲激光对Bi靶极紫外光谱辐射特性影响,实验发现双脉冲打靶下原来在单脉冲打靶时出现在波长13~14 nm范围内的凹陷消失。最后,对单脉冲激光作用Bi靶产生极紫外光源碎屑角分布进行了测量。结果表明,当探测方向从靶面法线方向移动到沿着靶面方向上的过程中,探测到Bi离子动能依次减小,并且离子动能随激光脉冲能量降低而呈线性减小。此项研究有望为我国在研制极紫外光刻机过程所需的计量学领域提供技术支持和打下夯实的基础。

关键词： Bi靶激光等离子体极紫外光辐射双脉冲离子碎屑

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激光差动共焦曲率半径测量系统的研制

仪器仪表学报 2011年第12期32卷 2833-2838页

作者：孙若端邱丽荣杨佳苗赵维谦北京理工大学光学测量研究中心北京100081

针对国内高精度曲率半径计量需求,研制一套激光差动共焦曲率半径测量系统。该系统采用差动共焦定焦技术,利用轴向光强响应曲线的过零点精确对应物镜聚焦焦点这一特性,借助过零点对被测件的猫眼和共焦位置进行精密瞄准定位,通过干涉测长... 详细信息

针对国内高精度曲率半径计量需求,研制一套激光差动共焦曲率半径测量系统。该系统采用差动共焦定焦技术,利用轴向光强响应曲线的过零点精确对应物镜聚焦焦点这一特性,借助过零点对被测件的猫眼和共焦位置进行精密瞄准定位,通过干涉测长技术获取两点间的距离,继而实现曲率半径的高精度测量。该测量系统的机电控制由主控软件完成,可实现机电扫描、数据采集及数据处理,自动化程度高。实验证明,该系统定焦灵敏度高,受环境波动影响小,测量精度可达3×10-6,满足了高精度曲率半径的计量需求。

关键词：差动共焦曲率半径定焦

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基于多重弱相互作用的增强型相位弱测量

中国激光 2025年第2期 277-284页

作者：张建超郭晓敏侯佳慧赵洁郭龑强太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原理工大学物理学院

从理论和实验层面研究了一种基于多重弱相互作用的增强型相位量子弱测量方案。理论分析了强度指针的演化过程，结果显示，在N次弱相互作用下，弱值相较于单次弱相互作用增大了N倍。实验上，在双重弱相互作用下实现了弱值放大效应的增强... 详细信息

从理论和实验层面研究了一种基于多重弱相互作用的增强型相位量子弱测量方案。理论分析了强度指针的演化过程，结果显示，在N次弱相互作用下，弱值相较于单次弱相互作用增大了N倍。实验上，在双重弱相互作用下实现了弱值放大效应的增强，在线宽为400 kHz的相干光入射下利用强度指针完成了精度为6.0×10-7rad的相位测量，相较于单次弱相互作用测量精度提高了一个数量级。利用双重弱相互作用及高信噪比探测，在非量子光源入射条件下将异常弱值放大到993，比标准弱测量提高了近一个数量级。该方案为复杂环境下微弱信号的探测提供了重要的理论与技术支持。

关键词：量子光学弱值放大相位测量多重弱相互作用

Be,Si掺杂调控GaAs纳米线结构相变及光学特性

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物理学报 2021年第20期70卷 353-360页

作者：亢玉彬唐吉龙李科学李想侯效兵楚学影林逢源王晓华魏志鹏长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室长春130022 长春理工大学理学院长春130022

GaAs基半导体掺杂技术通过在禁带中引入杂质能级,对其电学及光学特性产生决定性作用,当GaAs材料降维到一维纳米尺度时,由于比表面积增加,容易出现纤锌矿-闪锌矿共存混相结构,此时GaAs纳米线掺杂不仅能调节其电光特性,对其结构相变也具... 详细信息

GaAs基半导体掺杂技术通过在禁带中引入杂质能级,对其电学及光学特性产生决定性作用,当GaAs材料降维到一维纳米尺度时,由于比表面积增加,容易出现纤锌矿-闪锌矿共存混相结构,此时GaAs纳米线掺杂不仅能调节其电光特性,对其结构相变也具有显著调控作用.本文研究了Be,Si掺杂对砷化镓(GaAs)纳米线晶体结构与光学特性的影响.采用分子束外延在Si(111)衬底上自催化方法制备了本征、Si掺杂和Be掺杂GaAs纳米线.Raman光谱测试发现本征GaAs纳米线纤锌矿结构特有的E2模式峰,Si掺杂GaAs纳米线中E2峰减弱甚至消失,Be掺杂GaAs纳米线中E2模式峰消失.通过高分辨透射电子显微镜和选区电子衍射直观地观察到GaAs纳米线的结构变化.光致发光光谱显示本征GaAs纳米线存在纤锌矿-闪锌矿混相II-型结构发光,通过Si掺杂和Be掺杂,该发光峰消失,转变为杂质缺陷相关的发光.

关键词： GaAs纳米线结构掺杂分子束外延

基于脉冲计数的零相位差跳变补偿外差干涉信号处理方法

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光学学报 2015年第5期35卷 171-180页

作者：张恩政郝群杨晔周砚江北京理工大学光电学院北京100081 浙江理工大学纳米测量技术实验室浙江杭州310018

在基于脉冲计数的外差干涉信号处理中,提出了一种零相位差跳变补偿的大小数相位结合处理方法,可实现外差干涉信号处理中大小数的准确结合。大数测量采用对两路干涉信号进行脉冲计数同步对减的方法实现,小数测量采用混频降频方法来提高... 详细信息

在基于脉冲计数的外差干涉信号处理中,提出了一种零相位差跳变补偿的大小数相位结合处理方法,可实现外差干涉信号处理中大小数的准确结合。大数测量采用对两路干涉信号进行脉冲计数同步对减的方法实现,小数测量采用混频降频方法来提高测量分辨率,并采用锁相环对拍频信号跟踪产生用于混频降频的动态基准信号,解决外差信号拍频变化的问题,以提高小数测量分辨率的稳定性。基于信号发生器对实现的外差干涉信号处理方法进行了验证,包括测量精度、大数计数、小数相位测量。构建了双通外差干涉位移测量光路,通过对精密导轨位移的测量来验证大小数结合处理方法的有效性和信号处理方法在外差干涉位移测量应用中的可行性。

关键词：测量信号处理大小数结合脉冲计数外差干涉分辨率

最大平均相关高度滤波算法在畸变目标识别中的应用

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光子学报 2011年第8期40卷 1231-1237页

作者：尚吉扬陈驰张宇王文生长春理工大学光电工程学院现代光学测试技术实验室长春130022

为了解决在联合变换相关器上无法识别复杂背景下畸变目标(目标的平面内旋转或尺寸改变)的问题,对其应用最大平均相关高度滤波算法进行畸变目标识别.首先在频域内优化最大平均相关高度滤波器的三个性能控制参量;然后将优化好的最大平均... 详细信息

为了解决在联合变换相关器上无法识别复杂背景下畸变目标(目标的平面内旋转或尺寸改变)的问题,对其应用最大平均相关高度滤波算法进行畸变目标识别.首先在频域内优化最大平均相关高度滤波器的三个性能控制参量;然后将优化好的最大平均相关高度频域滤波器映射到物空间,得到最大平均相关高度参考模板.作为实例,本文对复杂背景下的军舰和汽车目标进行了光学识别实验,结果表明,当滤波器的控制参量为γ=1,α=0,β=0.1时,得到的MACH参考模板最为清晰,目标产生的相关峰最为尖锐明亮.通过这种方法,在联合变换相关器上能够得到的比例畸变容差为28%,旋转畸变容差为20°,对于超出上述畸变容差范围的目标,相关峰强度逐步减弱,但部分仍然可以识别.改进后的MACH滤波器在畸变目标的探测领域具有很强的优势和良好的应用前景.

关键词：光电混合联合变换相关器最大平均相关高度滤波器畸变目标傅里叶光学复杂背景

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窃听重构共驱混沌同步的理论与实验研究

中国激光 2025年第2期 208-216页

作者：杜鑫源刘琦王龙生郭园园王安帮王云才太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原理工大学电子信息与光学工程学院中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室广东工业大学通感融合光子技术教育部重点实验室广东工业大学广东省信息光子技术重点实验室广东工业大学信息工程学院/先进光子技术研究院

开展了窃听重构共驱半导体激光器混沌同步的验证性研究。窃听者通过公共信道截获少量不易察觉的驱动光信号，将其进行高增益放大后注入参数匹配的响应激光器构建混沌同步。理论与实验结果表明，窃听重构的混沌同步质量劣于合法通信双方... 详细信息

开展了窃听重构共驱半导体激光器混沌同步的验证性研究。窃听者通过公共信道截获少量不易察觉的驱动光信号，将其进行高增益放大后注入参数匹配的响应激光器构建混沌同步。理论与实验结果表明，窃听重构的混沌同步质量劣于合法通信双方的混沌同步质量。主要原因是，高增益光放大引入了大量的自发辐射噪声并降低了驱动信号的信噪比，恶化了窃听重构的混沌同步质量。分析了光放大增益、激光器内部参数失配以及光纤传输距离对窃听重构混沌同步质量的影响。上述结果为基于混沌同步的保密光通信的安全性分析与增强提供了参考。

关键词：半导体激光器混沌激光混沌同步混沌保密通信窃听重构

体外凝血动态检测传感器装调检测误差控制方法

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机械工程学报 2021年第20期57卷 57-67页

作者：王哲于源华孟祥凯于占江孙昊陈启梦长春理工大学吉林省生物检测工程重点实验室长春130022 长春理工大学精密制造及检测技术国家地方联合工程实验室长春130022 长春理工大学光电测控与光电信息传输技术教育部重点实验室长春130022

针对体外凝血检测传感器装调检测误差而引起传感器精度降低的关键问题,建立一种体外凝血动态检测传感器的装调检测误差控制方法。根据体外凝血检测传感器工作原理及结构特点,对于传感器装调及测量中所出现的关键误差进行了分析,通过理... 详细信息

针对体外凝血检测传感器装调检测误差而引起传感器精度降低的关键问题,建立一种体外凝血动态检测传感器的装调检测误差控制方法。根据体外凝血检测传感器工作原理及结构特点,对于传感器装调及测量中所出现的关键误差进行了分析,通过理论分析推导了存在装调误差情况下传感器核心元件弹性支撑与机械探针装调误差与控制公式,搭建装调误差分析控制装置,建立消除装调误差前后传感器振幅变化关系,采用有限元数值分析法对传感器检测位置与倾角误差进行分析,并计算存在检测误差情况下传感器的振幅变化关系。利用本方法对体外凝血动态检测传感器装调检测误差进行消除试验,结果表明弹性支撑装调误差、探针装调偏转误差、检测对中误差对传感器振幅影响分别为8.263 Pa、9.56 Pa、11.28 Pa,经计算系统总装调检测误差为16.999 Pa,小于体外凝血检测传感器分辨力要求的21.85 Pa,所以本系统的精度可以保证体外凝血检测的精度,验证建立的体外凝血动态检测传感器的装调检测误差控制方法可以满足传感器误差分析的要求,为完善传感器生产工艺、提高产品质量方面提供技术保障,在提升临床凝血快速检测技术中发挥重要的作用。

关键词：凝血检测传感器弹性支撑装调偏差误差控制

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激光差动共焦曲率半径快速测量方法

光学技术 2022年第5期48卷 566-571页

作者：李金金李琦崔健邱丽荣王允杨帅北京理工大学光电学院光学测量实验室北京100081

针对大批量球面光学元件曲率半径的快速、高精度、非接触测量难题,提出一种基于差动共焦技术的批量元件曲率半径快速测量方法。先将一已知曲率半径的样件S在其共焦位置进行扫描定焦,获取其差动共焦曲线和线性段方程;依次装卡同批次被测... 详细信息

针对大批量球面光学元件曲率半径的快速、高精度、非接触测量难题,提出一种基于差动共焦技术的批量元件曲率半径快速测量方法。先将一已知曲率半径的样件S在其共焦位置进行扫描定焦,获取其差动共焦曲线和线性段方程;依次装卡同批次被测元件S_(l)-S_(n)并无扫描地获得其离焦量;根据样件曲率半径和被测件离焦量换算出被测样品曲率半径。仿真和实验表明,精度可达12.2ppm,同时测量速度比传统式差动共焦曲率半径扫描系统提高59倍。方法仅需1次扫描和N次快速装卡即可实现N件球面元件曲率半径的快速、高精度、非接触式检测,为大批量球面元件的高效率、高精度加工检测提供全新途径。

关键词：差动共焦曲率半径快速测量