红外与毫米波学报
2022, 41(6): 1009
1 中国科学院上海技术物理研究所 中科院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
用水平集方法建立了碲镉汞的离子束刻蚀轮廓的数值模型, 模型的输入参数包括掩膜厚度、掩膜侧壁倾角、掩膜沟槽宽度、离子束散角、刻蚀速度等参数.对碲镉汞的刻蚀轮廓和刻蚀速度减缓现象进行了模拟和实验验证, 结果表明, 在沟槽宽度为4～10 μm的范围内, 计算得到的刻蚀深度和SEM测量结果相差6～20%.对掩膜的轮廓演变进行了模拟, 给出了一个优化设计掩膜厚度来提高深宽比的实例.
碲镉汞 离子束 刻蚀轮廓 水平集方法 刻蚀速度减缓 深宽比 HgCdTe ion beam etching profile the level set method etch lag aspect ratio
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
第二代地球静止轨道(GEO)气象卫星用于定量化气象预报, 中国已经成功研制出该卫星。卫星上扫描辐射计的探测波段从第一代风云二号的四个增加到现在的十四个, 十四个波段中有八个是红外波段, 覆盖了短波到甚长波的红外波段。这八个红外波段由三个组件来实现, 分别是短波双波段组件(MS-IR), 水汽双波段组件(WV-IR)和长波四波段组件(LW-IR)。 MS-IR组件内包含两个8×1 光伏型的MCT探测器芯片, 及相对应的两个用于光电输出的电压信号转换和放大的CMOS低温放大器。 WV-IR包含两个4×1 MCT探测器芯片。 LW-IR包含两个4×1和一个4×2 MCT探测器芯片。这些组件具有较高的电学和光学特性, 如MS-IR 的D*可达1×1012 cmHz1/2 W-1。 WV-IR的 D*优于8×1010 cm·Hz1/2 W-1。这八个波段的响应谱均实现了定量化控制, 即响应谱控制在给定的内部和外部限制边内。对组件进行了狭缝扫描测试, 结果表明组件内部没有明显的光学串扰。没两个波段间的配准精度优于0.01 mm。文中描述了这些组件的结构以及达到的性能, 如电性能, 芯片配准, 光学串扰和光谱响应。
GEO气象卫星 红外探测器封装 狭缝扫描 光谱定量化 杂散光 串音 GEO meteorological satellite infrared detector assembly slit scanning spectral quantification stray light cross talk 红外与激光工程
2018, 47(4): 0404007
Author Affiliations
Abstract
Centre for Photonic Devices and Sensors, University of Cambridge, Cambridge CB3 0FA, UK
A simple and effective approach is proposed to minimize the effect of unmodulated light and uneven intensity caused by the pixelated structure of the spatial light modulator in a holographic display. A more uniform image is produced by purposely shifting the holographic images of multiple reconstructed lights with different incident angles from the zero-diffraction-order and overlapping those selected different orders. The simulation and optical experimental results show that the influence of the zero-diffraction-order can be reduced, while keeping the good uniformity of the target images by this new approach.
090.1995 Digital holography 070.7345 Wave propagation Chinese Optics Letters
2017, 15(10): 100901
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
2 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心, 北京 100081
表层沉积物易于富集和释放水中重金属, 是污染水体中重金属的源和汇, 研究表明黄河河曲段水体中Pb和Cr重金属污染严重。 以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)为检测手段, 研究了在优化实验条件下, 黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特性和解吸特性。 结果表明: 黄河河曲段沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有较强的吸附作用, 在吸附初始5 min时吸附率均达到98%以上, 且是自发的吸热过程(ΔG<0, ΔH>0)。 动力学实验显示, 两种离子的吸附过程均符合准二级吸附动力学。 等温吸附方程拟合发现, Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型, 而Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型。 解吸过程符合Elovich方程, 且受pH的影响较大。 Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)二元体系竞争效应研究表明, Pb(Ⅱ)的吸附率大于Cr(Ⅵ), 且均低于单离子吸附率。 扫描电子显微镜(SEM)和孔径及比表面积分析显示, 黄河河曲段表层沉积物表面结构不规则, 且具有相对较高比表面积。 该研究揭示了Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在黄河河曲段沉积物上的吸附-解吸行为, 对评估沉积物污染风险和污染修复、 掌握重金属离子与沉积物之间的作用机理具有一定指导意义。
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS) 沉积物 吸附-解吸 Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP- Sediments Pb(Ⅱ) Pb(Ⅱ) Cr(Ⅵ) Cr(Ⅵ) Adsorption-desorption 光谱学与光谱分析
2017, 37(6): 1902
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
2 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心, 北京 100081
人类砷暴露可以通过空气、 饮用水和食物等途径。 运用ICP-MS方法分析了四个采样点河曲(Hequ, HQ)、 石嘴山(Shizuishan, SZS)、 中卫(Zhongwei, ZW)和临夏(Linxia, LX)的69份当地居民发样及四个黄河过滤水样的总砷含量, 探究了头发中砷水平在不同性别及年龄中的差异, 并对发样中砷与水样中砷的相关性进行了分析。 人发样品采用微波消解方法进行前处理, 消解效果良好。 结果表明, 该方法准确度及精密度良好, 回收率为90.1%～101.9%, RSD值为2.9%～4.2%。 结果显示, 该研究地区居民发样砷含量范围为0.01～1.73 μg·g-1, 平均值为0.33 μg·g-1, 不同采样点的砷含量顺序为ZW>HQ>LX>SZS。 Kruskal Wallis检验显示该文中不同采样点发样砷含量存在显著性差异(p=0.010), 说明研究地区的生活区域对居民发样砷含量具有影响, 而不同性别(p=0.158)和不同年龄(p=0.159)组居民发样砷含量无明显差异, 但男性发砷平均值含量高于女性, 不同年龄组间呈现发样砷含量随年龄增大而下降的趋势。 与文献相比, 该研究发样砷含量较高于多数地区而明显低于地方性砷中毒区域。 黄河水样中砷含量范围为2.31～10.41 μg·L-1。 与黄河下游等地区相比砷含量较高, 但未超出地表水环境Ⅲ类标准。 Pearson相关性系数表明, 水中砷元素与铅、 铜、 铬、 镉等元素均具有相关性, 与人发砷含量具有显著正相关。 总之, 采样点附近居民具有较高砷暴露风险, 且该风险可能来自于工农业排放。 研究结果为甘宁蒙等西北民族地区重金属污染研究提供实验数据和理论依据。
暴露水平 砷 头发 黄河 电感耦合等离子体质谱 Exposure level Arsenic Hair The Yellow River Inductively coupled plasma mass spectrometry 光谱学与光谱分析
2017, 37(5): 1628
1 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室，上海 200083
4 中国科学院上海技术物理研究所热敏探测器组，上海 200083
红外地平仪是卫星姿态控制系统的重要设备之一，而热敏电阻红外探头又是 红外地平仪的一个关键部件，其质量会直接影响地平仪的性能和可靠性。随着近代空间技术的 不断发展，下一代红外地平仪对研制高可靠性、长线列的红外热敏探测器的需求日益迫切。近 年来，人们采用化学溶液法在制备锰钴镍氧(Mn-Co-Ni-O或MCN)薄膜材料方面取得了突破。该材料的 致密性远远超过陶瓷体材料，可以为长寿命、高可靠性的热敏器件提供一个很好的解决方案。而MCN 薄膜型探测器的类微电子制备技术也为实现长线列的多元热敏探测器奠定了基础。采用微 电子工艺制作了地平仪用锰钴镍薄膜型红外热敏探测器，并对其中的一些关键工艺(如刻蚀和 退火等)进行了颇有裨益的研究。这些新工艺和新方法对于实现薄膜热敏红外探测器在我国空间观测与遥感技术领 域的工程应用以及提高红外地平仪的可靠性和使用寿命都有着重要意义。
锰钴镍氧 薄膜 热敏探测器 红外地平仪 制备技术 Mn-Co-Ni-O thin film thermistor detector infrared horizon sensor preparation technology
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 中科院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
高深宽比离子束刻蚀技术是实现碲镉汞红外焦平面探测器的关键工艺技术.国内应用最广泛的双栅考夫曼刻蚀机束散角较大, 沟槽深宽比较低.针对Ar离子束刻蚀机, 尝试了三种提高深宽比的方法: 选择不同的光刻胶做掩模、改变刻蚀角度和使用三栅离子源, 并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了碲镉汞刻蚀图形的剖面轮廓并计算了深宽比.分析了这些工艺方法对刻蚀图形轮廓的影响, 获得了一些有助于获得高深宽比的离子束刻蚀沟槽的实验结果.
碲镉汞 离子束刻蚀 深宽比 HgCdTe ion beam etching aspect ratio
Author Affiliations
Abstract
Beijing Engineering Research Center for Mixed Reality and Novel Display Technology, Key Laboratory of Photo Electronic Imaging Technology and System, Ministry of Education of China, School of Optics and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
With the development of the micro/nanolithography, the optic–optic or optic–electronic modulation devices with different pixel shapes and sizes can be used for three-dimensional (3D) dynamical holographic display. The influence of different parameters of the modulation devices on the image quality of the 3D reconstructed object is analyzed for two cases: the phase-only computer-generated holography (CGH) and the complex amplitude CGH. The results quantitatively show that the pixel shape of the modulation devices will affect the quality of the holographic image.
090.2870 Holographic display 090.1760 Computer holography 090.1995 Digital holography Chinese Optics Letters
2015, 13(1): 010901
