1 青岛大学物理科学学院, 山东 青岛 266071
2 山东省高校光子学材料与技术重点实验室, 山东 青岛 266071
3 山东理工大学材料科学与工程学院, 山东 淄博 255049
为降低太阳能电池片表面的反射率，提出了一种基于SiO2/TiO2膜层的减反射光栅，该光栅由基底、浮雕结构和表面薄膜覆盖层组成。以加权平均反射率为评价函数，采用严格耦合波理论和遗传算法对光栅的槽深、周期、占空比、入射角和包覆层厚度等参数进行优化。所设计的太阳能电池用减反射光栅在入射波长为300~1100 nm，入射角度在±40°范围变化时加权平均反射率低于2.16%，最小加权平均反射率低于1.04%。数值分析表明设计的光栅具有优良的工艺容差。
光栅 减反射 宽光谱 严格耦合波理论 光学学报
2013, 33(12): 1205001
1 武汉理工大学 材料科学与工程学院，武汉 430070
2 中国科学院上海光学精密研究所，上海 201800
3 山东理工大学 材料科学与工程学院，淄博 255049
光学元件的激光损伤问题是激光器件向高功率密度方向发展中必须认识和克服的问题.基于Forkker-Planck方程，研究了激光与材料相互作用时的雪崩电离机制、多光子电离机制以及联合两种机制的情况.雪崩电离的产生需要一定密度的初始自由电子存在，该自由电子可以是材料中原本就存在的，也可能是光电离产生的.着重分析了材料中的初始自由电子对材料电离机制的影响.结果表明，雪崩过程在激光作用一段时间后会达到一个稳定的电离阶段（以自由电子平均能量不随时间变化为特征，且此时雪崩电离为材料电离的主导机制），该时间与光电离速率、材料中初始自由电子密度有关.材料中的初始自由电子可以在一定程度上掩盖光电离的作用效果.
初始电子 激光损伤 光电离 雪崩电离 Inherent electrons Laser induced damage Photon ionization Avalanche ionization
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 山东理工大学,材料科学与工程学院,山东淄博,255049
用电子束蒸发法制备出四种不同Y2O3含量的Y2O3稳定ZrO2(YSZ)薄膜,用X射线衍射和透射光谱测定薄膜的结构和光学性能.结果表明:随着Y2O3含量的增加,ZrO2薄膜从单斜相向高温相(四方相和立方相)转变,获得了结构稳定的YSZ薄膜;YSZ薄膜的晶粒尺寸都比ZrO2薄膜的大,但随着Y2O3加入量的增加,晶粒尺寸有减小的趋势,薄膜表面也趋向光滑平整.所有YSZ薄膜的透射谱线都与ZrO2薄膜相似,在可见光和红外光区都有较高的透过率.Y2O3的加入还可以改变薄膜的折射率,在一定范围内可得到所需的任意折射率.
YSZ薄膜 Y2O3含量 结构 光性
1 中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 中国科学院,研究生院,北京100039
3 中国科学院,研究生院,?本?00039
在光学薄膜的激光损伤实验中,可以在显微镜下观测到激光辐照引起的尺寸较大、形状对称性很好的鼓包.从杂质气化的角度,应用弹性力学的球壳受压膨胀模型,分析薄膜表面鼓包的形成机制,同时得到了相应情况下薄膜的损伤机制.结果表明,半径越大杂质在激光辐照下越容易引起薄膜破坏,填埋得越浅的杂质也越容易引起薄膜破坏.杂质诱导破坏机制下,薄膜的裂纹首先出现在杂质附近的薄膜基体中.在薄膜中出现裂纹的临界状态时,半径越大、填埋得越深的杂质所引起的鼓包尺寸越大、高度越高.这种热力耦合模型,弥补了现有理论的不足,进一步完善了现有理论.
薄膜 损伤 激光 鼓包 杂质
