1 鲁东大学物理与光电工程学院, 山东 烟台 264025
2 北京魔技纳米科技有限公司, 北京 102208
为了提高激光并行加工中多焦点阵列的均匀度及可操控性,基于物镜聚焦系统的矢量傅里叶变换特性,设计了一种矢量迭代优化相位算法。基于此算法,可以制备具有高均匀度的多焦点阵列,且阵列中每个焦点的空间位置可精确调控。数值模拟与实验结果表明,优化出的相位可以用来制备具有高均匀度的多焦点阵列。利用自主搭建的基于空间光调制器的飞秒激光加工系统,以金膜为例,验证了激光并行加工的可行性。实验结果表明,利用所提算法,可以实现具有任意排列结构的多焦点阵列的并行激光加工。利用动态加载相位图的方式,可以实现动态扫描加工。
激光技术 激光并行加工 光束整形 空间光调制器 计算全息 光学学报
2020, 40(10): 1014004
1 聊城大学 物理科学与信息工程学院，山东 聊城 252059
2 山东省光通信科学与技术重点实验室，山东 聊城 252059
3 中国科学院大学，北京 100049
为了探索硼磷酸钠(Na5[B2P3O13]，NBP)晶体可能具有的功能特性，发展适用不同光谱范围的硼磷酸盐材料，对其紫外-远红外光谱以及拉曼光谱进行了研究。实验测量了室温下NBP晶体在200~2 000 nm的紫外-可见-近红外透射和反射光谱、50~4 000 cm-1远红外透射光谱以及拉曼光谱。首先根据光学常数间的关系，计算得到吸收系数、消光系数和折射率，并对计算得到的折射率采用Sellmeier方程进行拟合。然后分析由紫外到远红外的宽频透射光谱，最后对晶体的拉曼振动峰进行了指认。研究结果表明: 在200~2 000 nm波长范围内最大吸收系数为31 cm-1，消光系数数量级为10-6，折射率在156~180之间，得到Sellmeier方程。在105~120 THz 和150~375 THz频率范围内晶体透射率大于80%，在15~71 THz的声子吸收带的透射率几乎为零。晶体可作为某些波段的光学窗口材料或者特定波段的滤波器。
硼磷酸钠晶体 光学性质 紫外-远红外光谱 拉曼光谱 Sellmeier方程 Na5[B2P3O13] crystal optical properties ultraviolet to far-infrared spectra Raman spectra sellmeier equation
1 中国海洋大学 工程学院机电工程系, 山东 青岛 266000
2 青岛鼎信通讯股份有限公司, 山东 青岛 266024
激光表面淬火技术具有高效、高质量、绿色环保的优点, 广泛应用于工业生产之中。为避免相邻两道激光之间回火区域的特性对淬火质量的影响, 利用有限元仿真分析的方法对H13钢高温回火区特性进行分析, 找出激光扫描速度、光斑大小、激光功率以及相邻两道激光的搭接率对高温回火区特性的影响。研究表明, 硬化层有效深度由二次淬火区深度决定, 二次淬火区和硬化层宽度随着激光功率、搭接率的增加而增加, 与光斑直径、光斑扫描速度呈相反趋势变化。通过实验对分析的结论进行了验证, 结果表明, 分析得到的数据和实验得到的数据变化趋势相同, 在边界条件比较精确的条件下, 可以用数值模拟的方法分析工件激光表面淬火工艺。
激光技术 高温回火区几何特性 H13钢 数值模拟 激光表面淬火 实验验证 laser technology high temperature tempering zone geometric properti H13 steel numerical simulation laser surface quenching experimental verification
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 聊城大学山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
在实验上研究了不同材料构成的一维窄带光子晶体带隙特性，采用电子束热蒸发技术，制备了一系列可见光范围内的窄带光子晶体反射镜。实验结果表明：高低折射率比值能够影响光子晶体对相应频率光的抑制能力。折射率比值恒定时，随周期数的增多，最大反射率增大，带隙宽度减小；对于折射率比值不同的光子晶体，折射率比值越小，带隙越窄，达到高反射率所需的周期数目越多。通过构建异质结构光子晶体，显著缩小了光子晶体带隙，并使其在短周期内实现了窄帯高反射率。
光学器件 光子晶体 电子束蒸发 光子禁带 异质结构 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 112304
1 聊城大学 物理科学与信息工程学院, 山东 聊城252059
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城252059
从量子力学角度分析银铝共掺硫化锌可以作为高效电子传输层材料, 从理论上计算出杂质原子的波尔半径, 对于银铝共掺硫化锌作为高效的电子传输层的最佳厚度给出了理论参考值。利用银铝共掺硫化锌作为电子传输层, 制备了结构为ITO/NPB/Alq3/ZnS∶Ag-Al(x)/PBD/Al的有机电致发光器件, 分析了不同厚度的银铝共掺硫化锌电子传输层对器件发光强度的影响, 并对共掺硫化锌中载流子传输机制进行了分析。实验发现共掺硫化锌具有良好的空穴阻挡和电子传输性能。当银铝共掺硫化锌电子传输层厚度为8 nm时, 器件的相对发光强度和电致发光强度相对于没有电子传输层的器件分别增加了430倍和130倍, 器件的阈值电压也降低了4 V。与纯硫化锌作为电子传输层器件相比, 相对发光强度提高3倍。
银铝共掺硫化锌 电子传输层材料 高效 机理分析 Ag-Al co-doped ZnS OLED OLED electron transfer layer highly efficiency mechanism analyze
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
利用热力学统计理论及薄膜生长理论，给出了薄膜堆积密度、折射率与基底温度之间的关系。在实验中采用电子束热蒸发技术，在不同的沉积速率和基底温度下制备了单层二氧化硅薄膜。研究了沉积速率与薄膜表面均匀度及折射率的关系，并着重分析了基底温度对薄膜折射率、透射率、表面形貌及微观结构的影响。实验结果表明：基底温度升高，薄膜表面粗糙度减小，晶粒间隙缩小，折射率增加，透射率提高，吸收度降低。且当基底温度为500 ℃时，在可见光区域SiO2薄膜的透射率可达99.4%以上。对实验数据进行拟合，理论计算与实验结果符合得很好。
薄膜 电子束蒸发 基底温度 堆积密度 中国激光
2014, 41(10): 1007002
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
透明导电薄膜被广泛应用于平板显示，太阳能电池等发光行业。透明导电薄膜厚度的减少将导电薄膜的用途大为拓展，目前该薄膜的制备仍然是研究热点。采用激光分子束外延（LMBE）镀膜系统在1.0×10-5 Pa的高真空下制备了不同厚度、不同氧压下的ZnO单层膜以及ZnO/Au/ZnO三明治结构薄膜，并进行了光谱及电阻率的测试，运用控制变量法得到ZnO和Au的最优膜层厚度。制备出通透性好（可见光透射率80%以上）、电阻率低(6.89×10-4 Ω·cm)厚度均匀的透明导电薄膜。
薄膜 低电阻率 机理分析
聊城大学物理科学与信息工程学院， 山东省光通信科学与技术重点实验室， 山东 聊城 252059
采用脉冲激光沉积(PLD)的方法在玻璃衬底上制备了二氧化钛薄膜，研究了基片温度和氧压对薄膜表面形貌、晶体结构和光学性能的影响。结果表明：当基片温度低于300 ℃或高于400 ℃时，二氧化钛薄膜的折射率都随着基片温度的升高而增大；基片温度处于300 ℃~400 ℃之间时，折射率随着基片温度的升高而降低；基片温度为300 ℃时，折射率最大。薄膜的折射率随着氧压的增大而减小。X射线衍射仪(XRD)显示薄膜在基片温度低于300 ℃时为非晶态结构，在300 ℃时出现了锐钛矿结构,当基片温度升高到500 ℃时，薄膜仍为锐钛矿结构；300 ℃时，薄膜的A(101)衍射峰最强，结晶度最好。通过原子力显微镜(AFM)图分析得出：低于300 ℃时，随着基片温度的升高，二氧化钛薄膜的晶粒尺寸增大，聚集密度增大；高于300 ℃时，晶粒的平均尺寸大小几乎不变，300 ℃时，晶粒排列最均匀有序。根据薄膜的透射谱计算了薄膜的光学带隙，可知随着基片温度的升高，二氧化钛薄膜的带隙变窄；随着氧压的增大，带隙变宽。
薄膜 折射率 基片温度 氧压 透射谱 带隙
曲阜师范大学物理工程学院,山东 曲阜 273165
运用热力学统计中Kramers理论和Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)近似理论，分析了三结磁通量子比特中处于亚稳态粒子的热逃逸和量子隧穿逃逸。 在0.01?4.2 K温度下，计算出了粒子的逃逸率，得到了跳变磁通随磁场和温度变化的分布规律，并同两结超导干涉仪的分布规律进行了定量比较。结果显示， 三结磁通量子比特自身噪声比两结超导干涉仪大。
量子信息 磁通量子比特 亚稳态 约瑟夫森结 quantum information flux qubit metastable state Josephson junction
