南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏南京 210094
为实现激光棒透射波前的测量, 改善一般泰曼型或斐索型干涉仪测量小口径激光棒透射波前时的边缘衍射效应, 研究了一种变倾角移相马赫-曾德尔干涉仪。通过调整移相反射镜的倾斜姿态, 改变入射到马赫 -曾德尔干涉光路的光束倾角, 参考光束与测试光束的光程差随之变化, 从而在相干光之间引入相移, 实现了相移干涉测量。利用该干涉仪测量一根口径为 Ф6 mm、长度为 60 mm激光棒 (Nd:YAG)的透射波前, 测量结果的峰谷值(PV)为 0.391λ, 均方根值(RMS)为 0.056λ; 使用 ZYGO激光干涉仪测量同一根激光棒, 其透射波前的峰谷值(PV)为 0.370λ, 均方根值(RMS)为 0.064λ。对比结果表明该干涉仪能实现光学元件透射波前的高精度检测, 测试结果的一致性验证了该方案的可行性。该变倾角移相方法具有较高的移相精度和较大的移相范围, 且该变倾角干涉系统中光束仅一次透过待测激光棒, 可有效抑制多光束干涉现象, 改善小口径激光棒的边缘衍射效应。
干涉测量 马赫-曾德尔干涉仪 变倾角移相 激光棒 interferometry Mach-Zehnder interferometer variable-inclination phase shifting laser rods
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 南京理工大学先进发射协同创新中心，江苏 南京 210094
为了快速获取不平整度达数微米量级的光学表面面形分布，提出一种基于变倾角移相的斜入射动态干涉仪方案。基于迈克耳逊干涉仪主光路系统，采用2×2 点光源阵列，通过精确控制各点光源在干涉腔的入射倾角，引入等间隔移相，结合透镜阵列实现空间分光，在单个CCD 上同时采集四幅移相干涉图，实现动态测量。在68°斜入射角下测量了口径35 mm 硅片的平整度，均方根(RMS)值为1.631 μm，峰谷(PV)值为9.082 μm。实验结果表明，将变倾角同步移相技术引入斜入射干涉系统，可以克服环境震动的干扰，在保证高精度的前提下拓宽了可见光干涉仪的测量范围。
干涉测量 斜入射 动态干涉仪 表面平整度 interferometry oblique incidence dynamic interferometer surface flatness
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京 210094
2 南京理工大学先进发射协同创新中心，江苏南京 210094
为获取具有微米量级变化的蓝宝石基片的面形分布，采用斜入射法拓展数字干涉仪测量范围。根据斜入射测量原理，推导了斜入射角、平面面形偏差与系统波像差之间的关系。通过 Zemax构建了斜入射测量仿真光路，研究了面形偏差及入射角度对检测结果的影响。通过仿真实验得出最佳斜入射角度等关键参数，并在斐索干涉仪上测量了直径为 100 mm的蓝宝石基片，测量结果的 PV为 5.182 μm，RMS为 1.251 μm。研究了斜入射角对分辨率、灵敏度因子、条纹对比度的影响。研究表明，斜入射角为 70°时，适宜测量矢高值 ≤5 μm的蓝宝石基片，引入误差小于 0.1 μm，测量范围是正入射测量范围的 1.46倍，且能获得适宜的条纹对比度。
干涉测量 斜入射 蓝宝石基片 Zemax仿真 interferometry oblique incidence sapphire substrate Zemax simulation
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
为了实现一体化结构干涉仪的现场数字化检测, 提出了一种电调谐波长移相干涉术, 通过控制注入电流, 调制半导体激光器(LD)的波长, 从而实现时域移相干涉。通过优化传统的随机移相干涉模型, 采用最小二乘求解线性回归模型迭代算法求解相位, 抑制了电调谐的控制精度有限、LD非线性引起的不等间隔移相, 以及环境震动引起的各采样点位相变化不同步的干扰。将该方法应用于现场检测的便携式斐索干涉仪上, 利用其与Zygo GPI XP/D型干涉仪测量同一块光学平晶, 测量结果的峰谷值偏差为9.91 nm,均方根值偏差为5.22 nm, 能满足现场定量检测的精度要求。该方法还可以应用于其他类型的激光干涉仪中。
干涉测量 半导体激光器 电流调制 波长移相 现场检测 interferometry laser diode current modulation wavelength phase shifting on-site measurement 红外与激光工程
2018, 47(5): 0506003
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
为了实现斐索型干涉仪的动态干涉测试, 研究了一种采用短相干光源的动态斐索干涉仪。以中心波长为638 nm、带宽为0.1 nm的二极管泵浦固体激光器作为光源, 与偏振延迟装置结合得到一对短相干正交线偏振光, 通过调节光源模块中两支线偏振光的光程差来匹配斐索干涉腔的长度, 从而获取一对光程差为0的相干光束。使用偏振相机采集得到四幅位相依次相差π/2的移相干涉图, 按照四步移相算法解算相位, 恢复待测元件的表面面形。采用光强归一化算法有效地抑制了偏振态误差导致的移相干涉图光强不一致在最终恢复波面中引入的一倍频波纹误差。采用琼斯矢量和琼斯矩阵分析了干涉图对比度与s光和p光光强比值的关系, 并分析了1/4波片方位角误差对最终恢复波面的影响。利用该装置和Zygo GPI XP型干涉仪测量了同一块光学平晶, 其均方根值相差0.024λ, 峰谷值相差 0.026λ。
光学测量 动态干涉仪 短相干光源 偏振移相 optical measurement dynamic interferometer low-coherence light source 红外与激光工程
2018, 47(2): 0220001
南京大学电子科学与工程学院江苏省光电信息功能材料重点实验室， 江苏 南京 210093
研究了不同的快速退火(RTA)温度对Mg掺杂的InN材料的影响。根据马赛克微晶模型，利用X射线衍射(XRD)技术，对样品的对称面和非对称面做ω扫描，并且通过倒异空间图(RSM)扫描，拟合得到了刃位错与螺位错密度，并且根据在不同快速退火温度条件下位错密度的比较，同时结合迁移率的测量结果，发现快速退火温度采用400 ℃能有效地提高晶体的质量。原因在于快速退火能有效地激活Mg原子活性，降低材料中的载流子浓度，同时快速退火采用的氮气气氛能补偿部分起施主作用的氮空位，降低材料中载流子浓度的同时也降低了缺陷。同时，(002)面的摇摆曲线半峰全宽(FWHM)也很好地验证了所得结果。
薄膜 快速退火 X射线衍射 氮化铟 掺杂 位错
南京大学电子科学与工程学院，江苏省光电功能材料重点实验室, 江苏 南京 210093
使用AlN插入层方法由金属有机化学气相沉积(MOCVD)在GaN上生长的不同Al组分的AlxGa1-xN以及掺Mg Al0.54Ga0.46N。使用阴极荧光的测试方法先后对未掺杂AlxGa1-xN和掺杂Mg的Al0.54Ga0.46N的光学性质进行了研究。研究表明，随着Al组分增大，横向组分分凝对AlGaN发光强度的影响逐渐减小；掺Mg后AlGaN薄膜质量下降，并且Al0.54Ga0.46N中的Mg相关光激发过程主要取决于导带受主对复合发射和施主受主对复合发射。
材料 AlGaN薄膜 阴极荧光 Mg掺杂 光学学报
2012, 32(s1): s116002
