1 深圳技术大学 中德智能制造学院 先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室,深圳 518118
2 深圳大学 物理与光电工程学院 深圳市激光工程重点实验室,深圳 518060
3 大族激光科技产业集团股份有限公司,深圳 518103
高功率激光器在工业应用领域的需求不断增长,提高光-光转化效率是降低其生产制造成本的关键途径。针对提高激光器光-光转化效率所面临的增益介质的热负荷问题,利用锁定波长的969 nm“零声子线”泵浦、自主研制的高性能Yb∶YAG薄片晶体和48冲程泵浦系统等,搭建了高效的连续Yb∶YAG薄片激光器系统,实现了最高输出功率373 W,光-光转化效率可达73.37%。其优异性能为后续开展千瓦级超快Yb∶YAG薄片激光器研究奠定了基础。
薄片激光器 多冲程泵浦 Yb∶YAG 高效率 Thin-disk laser Multi-pass pumping Yb∶YAG High efficiency
1 上海理工大学健康科学与工程学院,上海 200093
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
3 上海交通大学医学院附属瑞金医院心内科,上海 200025
华法林钠是肺栓塞治疗中最常用的口服抗凝药。为制定个性化给药方案,急需建立快速、经济、准确的定量检测技术。利用太赫兹(THz)光谱的分子指纹识别特性,建立华法林钠快速定性定量分析方法。首先,通过实验获得华法林钠THz特征吸收谱,结合密度泛函理论量化计算,明确该药物在10~16 THz内的分子运动模式,从分子基团层面建立定性识别方法。接着,对不同浓度的华法林钠水溶液进行THz检测,分析THz特征峰峰高和峰下面积与药物浓度之间的相关性,建立了双指标的华法林钠定量检测方法。最低检测限达到0.01 nmol/mL,低于人的血浆中的华法林浓度,检测耗时小于10 min。所提方法为华法林钠定量检测提供了一种快速、准确的新技术,有助于推动华法林钠血药浓度监测技术的发展。
医用光学 华法林钠 太赫兹光谱 定性检测 定量检测 密度泛函理论
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了更深入地研究如何提高太赫兹超材料的品质因子,从而提高超材料传感器的检测灵敏度,对太赫兹超材料传感器结构进行了针尖化设计。以双开口方形环为例,对其双开口狭缝进行双针尖结构设计,通过理论仿真研究双侧开口针尖角度对太赫兹超材料传感器的共振频率、电流分布、共振峰半峰宽的影响。进一步根据公式计算出品质因子Q值,分析双针尖设计对双开口方形环检测灵敏度的增强效果。仿真结果表明,针尖角度为150°时,传感器的Q值可提升至未针尖化模型的5倍。所提出的针尖化设计也可适用于其他谐振器单元结构,将其引入现有的太赫兹超材料传感器设计中,将有助于进一步提高传感器检测灵敏度。
太赫兹 超材料 针尖化 传感器 terahertz metamaterial needle point sensor
1 重庆大学 物理学院,重庆 400044
2 重庆京东方光电科技有限公司,重庆 400700
3 北京京东方显示技术有限公司,北京 100176
在薄膜晶体管(Thin film transistor,TFT)的栅极(Gate)刻蚀制程中,显示区(AA区)和引线区(Fanout区)因布线密度差异而存在刻蚀负载效应,两区域刻蚀程度差异大,刻蚀时间难以确定。抑制栅极刻蚀制程中的刻蚀负载效应,对品质确保具有积极意义。本文分析了湿法刻蚀微观过程,提出增加刻蚀液喷淋流量抑制刻蚀负载效应的方案。将增加喷淋流量的方案转化为调节3个刻蚀腔室(Etch1~Etch3)的刻蚀时间比例。在总刻蚀时间不变的前提下,进行3腔室不同时间比例的刻蚀验证,并对刻蚀结果进行聚类分析。最后,优选出抑制刻蚀负载效应的时间比例,并结合神经网络分析,对结果进行解析。实验结果表明,降低Etch3时间比例,增加Etch2时间比例,刻蚀负载效应可以被抑制。Etch1~Etch3的时间比例由33.33%∶33.33%∶33.33%调整为10%∶80%∶10%,AA区和fanout区刻蚀程度差异由0.575 μm下降为0.317 μm。通过调节3个刻蚀区间的时间比例,可以抑制刻蚀负载效应,缓解不同区域刻蚀程度差异,满足TFT量产需求。
栅极 湿法刻蚀 负载效应 聚类分析 神经网络 gate electrodes wet etch loading effect cluster analysis neural networks
上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
以治疗血栓的新型药物拜瑞妥为例,利用远红外光谱,实现了药物快速准确的定量分析。首先,基于密度泛函理论进行理论仿真,分析了拜瑞妥基团结构的振动模式,预测其在0~100 cm-1波数范围内存在多种共振吸收。接着,利用远红外光谱仪对拜瑞妥进行检测,获得了与理论仿真结果高度一致的实验谱图,明确了拜瑞妥在远红外频段的特征吸收峰。最后,对不同质量拜瑞妥样品进行了测试,研究了拜瑞妥的特征吸收峰强度与其质量之间的线性关系,以多个特征峰为指标进行联合分析,实现了拜瑞妥药物含量的快速定量分析。研究结果有助于推动相关抗血栓药物的快速检测手段的发展。
医用光学 远红外光谱 拜瑞妥 定量检测 密度泛函理论 中国激光
2023, 50(15): 1507207
1 深圳技术大学先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室,广东 深圳 518118
2 深圳技术大学中德智能制造学院,广东 深圳 518118
研究了激光工艺参数的波动对钛合金表面着色稳定性的影响,以及不同激光工艺参数下钛合金表面色块的微观形貌和元素组分。在钛合金表面制备了橙、金、蓝、绿、紫等5种颜色的色块,通过重复实验获得各种成色稳定的色块对应的扫描速度、功率和线间距,实现了在20 J/cm2左右的较低激光能量密度下,在钛合金上获得欧几里得距离<7的稳定颜色。分析了激光工艺参数在等量或等比变化下的成色稳定性,结果表明,在间隔为1 μm的线间距扰动下,值的波动最大,不利于稳定成色。从样本的微观形貌、结构、元素组分等方面分析了不同色块的微观结构和元素组分差异,结果表明,激光作用后,样本表面分别形成了裂纹状、团块状有明显差异的两种微结构,且氧、碳元素含量区别明显。激光诱导钛合金表面着色是激光作用于材料表面形成的热效应导致的材料升温与表面钛氧化物形成共同作用的结果。
激光技术 激光着色 钛合金 工艺参数 纳秒激光 着色机理
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electronic Information Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
Swept source optical coherence tomography (SS-OCT) is a new noninvasive technique for assessing tissue. Although it has advantages, such as being label-free, noninvasive, and with high resolution, it also has drawbacks: there has been no in-depth research into identifying the driving of swept source. Based on preliminary research, we demonstrate a novel driving modulation method of a fiber Fabry–Perot tunable filter ranging phase adjustable as a tool for making bandwidth compensation of a swept laser source. This novel method is analyzed in detail; a swept laser source with a sweep rate of 100.5 kHz over a range of 152.25 nm and at a center wavelength of 1335.45 nm is demonstrated.
swept laser source optical design techniques ring lasers laser applications Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 011407
1 重庆京东方光电科技有限公司,重庆 400700
2 重庆大学 物理学院,重庆 400044
3 中国科学院大学 重庆学院,重庆 400714
在薄膜晶体管(Thin film transistor,TFT)的公共电极制程中,有部分TFT样品的漏电流(Ioff)异常偏高,该部分样品经历同一个光刻胶剥离设备,导致该设备暂停流片,造成产能损失。明确该剥离设备造成TFT漏电流偏高的原因并予以解决,对产能和品质确保具有积极意义。本文首先收集了异常设备剥离液和正常设备的剥离液并分析成分,发现异常设备的剥离液中Al离子含量高。其次,发现TFT的Ioff会随着在异常设备流片次数的增加而上升。其原因是Al离子在剥离制程生成Al2O3颗粒,该颗粒附着在TFT器件钝化层上形成寄生栅极效应,最终造成Ioff增加。最后,结合TRIZ输出解决方案,并优选方案进行改善验证。实验结果表明,剥离液中的Al离子浓度由1×10-8上升到2.189×10-6时,Ioff由3.56 pA上升到7.56 pA。当剥离液中含有Al离子,经历的剥离次数增加时,Ioff呈上升趋势。钝化层成膜前的等离子体处理功率增强、钝化层膜厚增加可以抑制Ioff增加。由此,可以确定剥离设备造成Ioff偏高的原因是剥离液中的Al离子形成的寄生栅极效应,钝化层成膜前处理强化和膜厚增加均可以抑制该效应。
薄膜晶体管 光刻胶剥离 Al离子 寄生栅极效应 发明问题解决理论 thin film transitor photo-resist strip al ion parasitic gate effect TRIZ
强激光与粒子束
2022, 34(8): 084004