为了寻找制备梯度金属薄膜的新方法和新工艺,采用脉冲准分子激光扫描沉积技术,在Si(100)单晶衬底上沉积了Al/Ag掺杂功能梯度薄膜,并采用SEM 和XPS 对制备的薄膜进行了微观分析.分析结果表明,运用合适的激光参数和辅助放电,在沉积温度300℃时,制备出了Al/Ag组分比近似为5∶ 1的掺杂梯度薄膜.该实验方法说明,利用脉冲激光与金属掺杂靶相互作用沉积梯度金属薄膜是可行的.

分析了强脉冲光子嫩肤技术所用滤光片的特点,采用多种优化方法相结合进行滤光片的自动优化设计,将膜厚容差考虑到评价函数的构造中,并通过比较膜厚灵敏度因子得到实际的最优解。

介绍了一种利用脉冲准分子激光轰击钛(或镍)靶诱导出等离子体从而在金刚石颗粒表面沉积Ti,Ni等金属保护层的新方法。使用抗压强度测定仪测定并比较了金刚石颗粒表面镀敷金属层前后的抗压强度值,使用金相显微镜观察了金刚石镀膜前后的表面微观状态,并利用X射线衍射仪(XRD)测定了沉积在金刚石颗粒表面金属层的组份。结果表明,利用脉冲准分子激光在金刚石颗粒表面镀Ti后其抗压强度显著增加,而且由于脉冲准分子激光轰击金属靶材后诱导的等离子体能量较高,即使在非高温工作情况下也可在金刚石表面生成TiC膜,这大大提高了金属膜层与金刚石颗粒之间的结合紧密度,这种TiC膜层的形成对于延长金刚石锯片的使用寿命具有重大意义。

采用脉冲激光双光束沉积系统在Si(111)衬底上生长了掺Mg的GaN薄膜和未掺杂GaN薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、室温范德堡霍尔测量及光致发光(PL)光谱对两类薄膜进行对比分析,结果显示,所生长的GaN薄膜均为六方纤锌矿晶体结构,掺Mg可细化所生长的GaN薄膜晶粒.随着掺Mg量的增加,GaN薄膜无需后处理即可由n型导电转化为p型导电,GaN薄膜的光学性能随p型载流子浓度增大而提高;然而掺Mg却导致GaN薄膜结晶质量下降,掺镁量过大的GaN薄膜中p型载流子浓度反而减少,光致发光中黄发射峰增强较大.研究表明通过优化脉冲激光双光束沉积参数无需任何后处理可直接获得高空穴载流子浓度的p型GaN薄膜.

从激光推进的要求出发,阐述了用于激光推进的高功率激光器的选择原则,即激光器必须满足:(1)高的平均功率和峰值功率;(2)高的单脉冲能量;(3)高的重复频率;(4)优良的大气传输特性.主要分析了目前YAG固体激光器、自由电子激光器和TEA脉冲CO₂激光器的特点,通过上述4个方面性能的比较,认为在目前水平下,TEA脉冲CO₂激光器是进行激光推进的首选强激光源,其优点表现在:功率可达10kW量级,单脉冲能量可达0.5～1kJ,重复频率为20～40Hz;激光波长处于大气传输窗口,对大气变化不敏感;工作物质快速流动,不存在热透镜效应和破坏阈值;相关光学元件易于制造;光束质量较好;运行成本低.

脉冲激光沉积薄膜是近年来发展起来的使用范围最广、最有希望的制膜技术.陈述了其原理、特点、研究方法,总结了超快脉冲激光、脉冲激光真空弧、双光束脉冲激光沉积等最新的PLD薄膜制备技术研究进展.

介绍了国内外激光推进技术的发展状况,及其在航天航空领域的应用前景.

采用波长248 nm的KrF准分子激光器,对Al2O3陶瓷片及玻璃片的精密加工进行了研究,探讨了各种工艺参数对加工质量的影响规律。同时研究了激光工艺参数对材料表面粗糙度的影响, 并且对加工后工件的表面形貌进行了分析。

等离子体改性法是发展较为成熟的一种织物表面改性方法, 织物的激光辐照改性法则是一个新的研究方向。对PET织物的激光辐照改性和等离子体改性的改性效果进行了比较, 还应用FTIR光谱分析了织物表面的化学成分变化,并分析了这两种不同改性方法的作用机制, 比较了两种改性方法的优缺点。

提出了一种新的激光扫描制备大面积均匀薄膜的方法: 采用光学变换让脉冲激光按设定的像月球绕太阳运动一样的轨迹旋转,复合剥离靶材制备薄膜。提出了淀积膜厚分布的理论模型, 计算了有关参量对膜厚分布的影响, 并与实验结果进行了比较分析。这对改善实验条件,获得最佳大面积均匀薄膜具有直接的指导意义。