同济大学 物理科学与工程学院， 先进微结构材料教育部重点实验室， 上海 200092
为制备硼边附近6.7 nm波长的极紫外高反射率多层膜反射镜，研究了Mo2C/B4C，Mo/B4C周期多层膜,重点解决薄膜应力难题。采用直流磁控溅射技术制备了膜层厚度为30 nm的Mo,Mo2C,B4C单层膜,周期厚度为3.5 nm，30对的Mo2C/B4C,Mo/B4C周期多层膜。利用台阶仪测试了镀膜前后基底面形，计算并比较了不同薄膜样品的应力值。结果表明Mo2C/B4C多层膜压应力要远小于Mo/B4C多层膜，且成膜质量与Mo/B4C相当。因此Mo2C/B4C是应用于6.7 nm反射镜较好的多层膜材料组合。
应力 多层膜 磁控溅射 极紫外 stress multilayer magnetron sputtering extreme ultraviolet 强激光与粒子束
2014, 26(5): 054002
同济大学物理系先进微结构材料教育部重点实验室， 上海 200092
傅里叶变换法分析薄膜掠入射X射线反射率曲线是获得膜层厚度、界面粗糙度等重要结构信息的分析方法之一。在傅里叶变换分析中，窗函数的选择对变换结果有重要的作用。通过对比分析“矩形窗”傅里叶变换(FFT)和“小波窗”傅里叶变换(WFFT)，发现WFFT有效抑制了FFT自相关函数出现的大量干扰峰，这对于分辨真假峰和邻近两个峰值具有重要的意义。此外，研究发现FFT和WFFT的膜层厚度分辨误差随着信号截取长度的增加呈非周期性振荡，该振荡变化与反射率曲线振荡有关，在布拉格衍射峰谷附近截断信号会得到较好的厚度分辨结果。对实验制备的单层Ni和四层Si/Ti/Ni/Ti薄膜进行了FFT和WFFT分析，验证上述结论，为分析非传统周期薄膜提供一种精确表征的方法。
薄膜 傅里叶变换 窗函数 自相关函数 厚度误差
基于红外探测器的三角测距原理和光电传感技术,设计了一种新型的智能导盲系统。该导盲系统以Arduino单片机为控制核心,三个方向的红外探测器采集周围障碍物信息,通过一定的优化算法编写程序,读取周围障碍物信息,判断需要报警的方向,控制蜂鸣器和MP3模块的双语音报警系统,确定行走方向。该系统提高了报警的及时性和精确度,能够很好地引导盲人避开障碍物,安全快速地行走。
红外探测器 Arduino控制器 导盲杖 语音报警 infrared detector Arduino controller blind-guiding stick voice alarm
1 上海应用技术学院 理学院， 上海 201418
2 同济大学 精密光学工程技术研究所， 上海 200092
3 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室， 合肥 230029
为研制极紫外波段窄带多层膜反射镜，采用低原子序数材料组合设计了30.4 nm波长处Mg/SiC，Si/SiC，Si/B4C和Si/C多层膜反射镜，并与极紫外波段传统的Mo/Si多层膜反射镜进行对比。采用直流磁控溅射技术制备了这些多层膜，在国家同步辐射实验室辐射与计量光束线完成了多层膜反射率测量，测量结果表明：Mg/SiC多层膜的带宽最小，为1.44 nm，且反射率最高，为44%；而Mo/Si多层膜的反射率仅为24%，带宽为3.11 nm。实验结果证明了采用低原子序数材料组成的多层膜的带宽要比常规多层膜窄，该方法可以应用于极紫外波段高分辨研究。
多层膜 带宽 低原子序数材料 磁控溅射 同步辐射 multilayer bandwidth low Z materials magnetron sputtering synchrotron radiation
Author Affiliations
Abstract
Institute of Precision Optical Engineering, Physics Department, Tongji University, Shanghai 200092, China
A recent development of mirrors is reviewed in this letter. For some applications, such as the hard X-ray telescope, polarization measurements in synchrotron radiation facilities, extreme ultraviolet (EUV) solar observations, and dense plasma diagnostics in China, a series of non-periodic novel multilayers with special performance are developed. X-ray supermirror, EUV broadband polarizer, EUV wide-angular mirror, and double period Kirkpatrick-Baez (K-B) mirror are successfully designed by using different multilayer stack structures.
非周期多层膜 宽带极 反射率 磁控溅射 310.0310 Thin films 340.0340 X-ray optics 350.1260 Astronomical optics Chinese Optics Letters
2010, 8(s1): 163
1 Institute of Precision Optical Engineering and Technology, Physics Department, Tongji University, Shanghai 200092, China
2 National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei 230029, China
Frontiers of Optoelectronics
2008, 1(3): 305
同济大学精密光学工程技术研究所 物理系, 上海 200092
超短超强激光与稀有气体相互作用产生高次谐波获取亚飞秒脉冲是近年来超短超快光学的研究热点之一。具有谐波选择和啁啾补偿作用的极紫外啁啾多层膜反射镜是产生亚飞秒脉冲的有效元件。阐述了运用极紫外啁啾多层膜反射镜由高次谐波得到亚飞秒脉冲的机制,计算了特定实验条件下高次谐波产生过程中的啁啾,利用遗传算法完成了极紫外啁啾多层膜反射镜的设计,模拟分析了其产生亚飞秒脉冲的作用。结果表明,所设计极紫外啁啾多层膜反射镜能够获得半峰全宽为132 as的脉冲。
薄膜 啁啾多层膜反射镜 遗传算法 亚飞秒脉冲
Author Affiliations
Abstract
Institute of Precision Optical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092
The chirped Mo/Si multilayer mirror in the extreme ultraviolet region is designed to obtain sub-femtosecond pulses from high-order harmonics. Numerical simulations of temporal profile of the pulses are made for superposition of incident high-order harmonics and that of reflected ones by the chirped multilayer mirror. The normal incidence reflectivity and chirp in the wavelength range of 12.5-16.5 nm are 6.7%+-0.5% and -3617+-171 as2, respectively. Simulation results indicate that the designed chirped multilayer mirror can be used for producing 104-as pulses.
啁啾多层膜反射镜 极紫外线 遗传算法 320.1590 Chirping 260.7200 Ultraviolet, extreme 230.4170 Multilayers Chinese Optics Letters
2008, 6(4): 310
Author Affiliations
Abstract
Institute of Precision Optical Engineering, Department of Physics, Tongji University, Shanghai 200092
Band structures of one-dimensional (1D) photonic crystals (PCs) containing dispersive left-handed metamaterials are studied theoretically. The results show that the structure possesses a type of photonic band gap originating from total internal reflection (TIR). In contrast to photonic band gaps corresponding to zero average refractive index and zero phase, the TIR gap exhibits sharp angular effect and has no polarization effect. It should also be noted that band structures of transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) mode waves are exactly the same in the PCs we studied.
光子晶体 左手性材料 全内反射 230.0230 Optical devices 160.0160 Materials Chinese Optics Letters
2008, 6(3): 03198
同济大学精密光学工程技术研究所物理系，上海 200092
本文设计了惯性约束聚变(ICF)诊断实验用X射线Kirkpatrick－Baez(KB)显微镜，给出了系统的结构参量．使用ZEMAX光学软件对KB型显微镜进行了性能模拟，结果表明：在8keV能点，放大率为8倍时，轴上点的最佳空间分辨率小于2μm，200微米视场的空间分辨率优于10μm．采用磁控溅射方法制备了W／B4C非周期多层膜，经X射线衍射仪(XRD，工作能量8keV)测量，其反射率为20%，带宽为0．3°，达到了KB型显微镜成像系统的要求．使用Cu靶X射线管进行了成像实验，得到了放大倍数分别为1倍和2倍的一维X射线像．
KB型显微镜 X射线非周期多层膜 X射线成像 空间分辨率 KB microscope X-ray non-periodic multilayer X-ray imaging Spatial resolution
