1064 nm Nd∶YAG激光器在医疗领域应用广泛,而1064 nm带通滤光片作为激光器的关键器件对低损耗薄膜提出了更高要求。本文在相同粗糙度的K9基底上,采用TiO₂与SiO₂两种材料以相同氧分压和不同氧分压的方式借助离子辅助制备了1064 nm带通滤光片薄膜。使用分光光度计对薄膜的透过光谱进行表征,光谱特性显示,采用相同氧分压制备的薄膜的透过率较好。利用轮廓仪与扫描电镜分别对薄膜粗糙度以及切面形貌进行表征,结果表明,采用相同氧分压制备的薄膜具有光滑的表面和较规整的膜层。通过软件拟合分析得到了透过率的降低来源于散射的结论。当两种材料的氧分压不同时,镀膜过程中真空度交替切换会导致考夫曼离子源离子束流不稳定,进而导致层间粗糙度增加,从而引起了散射。基于标量散射理论,推导了相关和非相关散射情况下多层膜透过率的计算公式,并利用此公式对两种不同工艺制备的薄膜的透过率进行拟合,结果发现理论计算曲线与实际测试光谱曲线基本一致。

Head-Mounted Display(HMD)是实现虚拟现实 (VR)的主要技术形式,而可视化VR图像的色温还原还有待解决。为了消除HMD干扰源的感知差异,基于色度学理论分析了OLED(Organic Light-Emitting Diode)光源下的色温与光谱面积比例的关系,研制出了性别差异下补偿色温偏好的光学滤光膜。结合Matlab工程计算软件,利用最小二乘法-高斯牛顿迭代法进行光谱数据离散点函数的曲线拟合,逆向推导出OLED光源下的色温与光谱面积比例之间的转换关系。通过分析材料的光学特性,结合光学薄膜理论,利用Essential Macleod薄膜设计软件对膜层敏感度进行了分析;通过减小误差并优化膜系结构,实现了色温滤光膜的制备。采用电子束加热蒸发的方法制备薄膜,通过晶控精确控制薄层及敏感层的沉积厚度,减小了实验误差。分别对两种膜系进行了光谱、表面粗糙度及环境检测,结果表明,所提滤光片可以将OLED光源下的色温调整至4876 K及9333 K,解决了性别差异下HMD中的色温偏好问题,还原了VR可视化色彩。

基于非余弦膜厚计算公式,提出了利用极坐标简化表征膜厚分布的方法,对单源电子束蒸发的光学薄膜的膜厚均匀性控制进行了研究,同时对修正板的放置位置进行了计算。相对于传统修正板置于蒸发源正上方的方法,采用极坐标法计算得到的修正板位置更有利于控制膜厚分布的均匀性。以蒸发H4和MgF2为例,分别对高、低折射率材料的修正板位置和形状进行计算,并利用这两种材料分别制备单层膜,实测光谱均匀性偏差优于0.3%,证明了所提方法的正确性与可行性。

为提高酒精检测系统的信噪比,根据比尔-朗伯定律确定双通窄带滤光片的技术参数;根据技术参数在Si基底上采用双面拆分法设计窄带滤光片,建立折射率渐变模型确定反演系数,实现膜层的准确控制。采用真空室原位退火法提高膜层聚集密度,降低膜层应力,进而提高膜层附着力,稳定膜层光谱性能;制备的膜层能够满足在(1392±10) nm和1530~1570 nm波段透射率大于90%,400~1350 nm和1600~1800 nm波段透射率小于1%,在1410~1515 nm波段透射率小于30%的要求。

单独基于对比度的显著性检测方法由于忽略了特征的空间分布, 且只在RGB空间或LAB空间下单独进行计算, 故实验结果不理想。本文提出了结合RGB和LAB两种特征空间并融合了对比度和分布性的图像显著性区域检测算法。该算法首先提取图像分块在RGB空间和LAB空间下的原始特征并进行组合, 在主成分分析(PCA)降维的基础上自动选择有效特征; 然后计算图像分块的对比度和分布性, 融合对比度特征和分布性特征实现对原始图像的显著性区域提取。实验结果显示, 本文算法的平均准确率为0.821 7, 平均召回率为0.692 5, 综合指标F值达0.787 8。计算的显著性区域的效果比在RGB空间或LAB空间下单独基于对比度的计算方法有明显改善, 相比其他检测方法更加准确, 符合人眼的观测结果, 均匀突出了显著性区域。

运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法，在6-311G (d)基组的水平上对Mg2Sin(n=1~9)团簇的多种可能几何构型进行了结构优化，获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构，随后对最低能量构型的稳定性、红外光谱与拉曼光谱性质进行了理论研究。结果发现：当n≥3时，Mg2Sin团簇的基态构型均为立体结构；Mg原子的掺入提高了体系的化学活性；Mg2Si4与Mg2Si6是幻数结构；在相同的观察频段内，Mg2Si4团簇的红外光谱只有一个强振动峰，拉曼光谱强振动峰的个数较多且位于高频段内，其拉曼活性较强，与之相反，Mg2Si6团簇的红外光谱强振动峰个数较多，而拉曼光谱强振动峰则只有一个，表明其红外活性较强。

采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法，在6-311G (d)基组的水平上研究了Ca2Sin(n=1~9)团簇的平衡几何结构、稳定性与光谱性质。结构优化表明：Ca2Sin团簇的基态绝大多数为立体结构（除了n=1，2）。在获得的最低能量结构基础上计算并分析了掺杂团簇的平均结合能、二阶能量差分、分裂能、能隙与光谱性质与团簇尺寸的变化关系，计算结果发现：Ca原子的掺入使得体系的化学稳定性降低，Ca2Si5，Ca2Si7与Ca2Si9是幻数结构。从光谱性质分析来看，Ca2Si5团簇与Ca2Si9团簇的红外较强吸收峰的个数较多，而Ca2Si7团簇的红外较强吸收峰的个数则较少；Ca2Si5团簇的拉曼只有一个较强峰值且位于低频段内，Ca2Si7团簇与Ca2Si9团簇的拉曼较强峰的个数较多。

采用热蒸发法通过改变衬底放置条件在Si (111)衬底上制备出了ZnO纳米梳结构.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、分光光度计、场发射装置对样品的结构、形貌、光致发光光谱及场发射特性进行了分析.XRD结果表明衬底水平放置（A）和衬底竖直放置（B）制备出的样品均属于多晶六角纤锌矿结构.SEM结果表明两种衬底放置条件下的样品均为纳米梳状结构，改变衬底放置条件ZnO纳米梳的尺寸和形貌有明显改变，其中竖直放置衬底的样品B纳米尺寸较小且比较均匀.室温下的光致发光光谱表明样品B的紫外峰较样品A出现了蓝移，此外样品B的紫外峰强和可见光峰强比值较大，说明此样品的结晶质量较好.场发射特性测试结果表明两个样品的场发射都是通过电子隧道效应进行的，且样品B的场发射性能优于样品A.