1 1.北京交通大学 理学院, 应用微纳米材料研究所, 北京 100049
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海200050
基于声表面波(Surface acoustic wave, SAW)技术的无线无源器件是在极端条件下工作的首选传感器, 其中压电衬底在高温环境下的稳定性是影响SAW器件性能的关键因素。钽酸镓镧(LGT)晶体因电阻率高和稳定性好, 是SAW器件理想的高温压电衬底。为了全面评估LGT晶体的高温电阻率和材料系数稳定性, 本工作分别测试了纯LGT和掺铝钽酸镓镧(LGAT)晶体在氧气、氮气和氩气气氛中的高温电阻率, 并采用超声谐振谱(Resonant ultrasound spectroscopy, RUS)技术定征了纯LGT晶体高温全矩阵材料系数。电阻率测试结果显示, 在不同气氛下LGT晶体的高温导电行为明显不同, 纯LGT晶体在400~525 ℃范围内, 氮气中的电阻率最高; 在525~700 ℃范围内, 氩气中的电阻率最高, 700 ℃电阻率高达2.05×106 Ω·cm; 而对于LGAT晶体, 在整个测试温度区间氮气中的电阻率均最高, 700 ℃电阻率达1.12×106 Ω·cm, 略低于纯LGT晶体。高温全矩阵材料系数测试结果显示, 室温~400 ℃范围内, LGT晶体的电弹性能稳定, 随着温度升高, 弹性系数略有降低, 而压电系数d11几乎保持不变。以上结果表明, LGT晶体在高温下具有非常高的电阻率和材料稳定性, 适合作为压电衬底用于制备高温压电器件。本工作的研究结果为LGT基高温压电器件的设计与制备奠定了基础。
钽酸镓镧 高温电阻率 封装气氛 高温材料系数 langatate high temperature resistivity encapsulation atmosphere high temperature material coefficient
1 北京交通大学物理科学与工程学院, 物理系, 北京 100044
2 北京交通大学物理科学与工程学院, 微纳材料及应用研究所, 北京 100044
二硫化钼(MoS2)在环境中的热稳定性和化学稳定性好, 迁移率相对较高, 已应用于气体传感器、光电探测器和场效应管等器件的研制。采用氧气辅助技术生长的氧掺杂MoS2(MoS2-xOx)不仅可以调控MoS2单晶尺寸, 还能提高MoS2单晶光致发光强度。本文采用射频反应磁控溅射技术、自然环境中氧化和热退火工艺, 改变溅射羽辉与玻璃基底夹角来制备MoS2-xOx薄膜并研究其光学性质。采用X射线光电子能谱分析了样品的元素和价态; 扫描电子显微镜观测的结果表明, 溅射羽辉与基底成45°(θ=45°)时表面形貌为最优; 紫外-可见分光光度计的测试结果表明, 随着厚度和氧含量的增加, MoS2-xOx薄膜的光学带隙减小; 采用COMSOL Multiphysics软件模拟了MoS2-xOx薄膜光学透过率, 理论和实验结果相吻合。本文的研究结果将为MoS2-xOx薄膜在光学领域的应用提供科学参考。
掺氧二硫化钼 氧气辅助技术 磁控溅射 羽辉 透过率 光学带隙 oxygen-doped molybdenum disulfide oxygen-assisted technology magnetron sputtering plume transmittance optical band gap COMSOL COMSOL
1 北京交通大学理学院物理系, 北京 100044
2 北京交通大学理学院微纳材料及应用研究所, 北京 100044
选用纳米球刻蚀技术在蓝宝石(Al2O3)基底上制备350 nm 聚苯乙烯(PS)微球密排掩模版,然后采用反应射频磁控溅射方法分别在PS/Al2O3和Al2O3基底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,去除掩模版的PS微球后,对经退火处理的两种样品进行X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察和荧光光谱测试。结果表明,在PS/Al2O3上生长的ZnO薄膜(样品1)的晶粒呈明显的蠕虫状,而直接在Al2O3基底上生长的ZnO薄膜(样品2)表面晶粒为不完全六棱台形状。样品2的结晶性能优于样品1,但是在362 nm附近样品1的近带边缘荧光发射峰强度比样品2的发射峰强43倍。
薄膜 紫外波段 光致发光 氧化锌薄膜 反应射频磁控溅射 纳米球刻蚀技术
北京交通大学理学院,微纳材料及应用研究所，北京 100044
室温下采用射频磁控溅射(RFMS)技术在玻璃与硅基板上分别沉积了纯铌酸锂LN薄膜、高掺锌(6%,摩尔分数，下同)LN∶ZnO薄膜和高掺镁(5%)LN∶MgO薄膜，并在575 ℃条件下退火进一步提高薄膜的结晶度。通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见吸收(UV-Vis)和椭偏仪等测试研究了三种铌酸锂薄膜的形貌、结构和光学性质。XRD分析表明掺杂铌酸锂薄膜和纯铌酸锂薄膜具有相同的生长取向，AFM、XRD、UV-Vis测试结果表明，掺杂将增大铌酸锂薄膜的晶粒尺寸，光学带隙的红移现象与晶粒尺寸相关，且掺Mg的影响大于掺Zn。此外利用霍尔效应测试仪研究了LN、LN∶ZnO和LN∶MgO薄膜的电学性质，测试结果表明三种薄膜均为n型半导体，其中LN∶MgO薄膜电导率的变化趋势不同于LN∶ZnO和LN薄膜，且发现温度在18~50 ℃范围内，随着温度的升高，LN∶MgO薄膜的电导率变化微小，而LN∶ZnO和LN薄膜的电导率逐渐增大。
铌酸锂薄膜 锌掺杂 镁掺杂 光学带隙 霍尔效应 电学性质 lithium niobate film zinc-doped magnesia-doped optical band gap Hall-effect electrical property
1 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心, 北京 100190
2 松山湖材料实验室, 广东 东莞 523808
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 北京交通大学理学院微纳材料及应用研究所, 北京 100044
5 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
自从2001年人们首次实现单个独立的阿秒(1 as=10 -18 s)脉冲以来,阿秒脉冲作为超快光学最前沿的内容,在近20年的时间内得到了长足的发展,为人们在电子运动的自然时间尺度中观测量子世界的基本动力学过程提供了崭新的研究手段,并开启了阿秒科学这一全新的研究领域,覆盖了原子、分子、凝聚态物理、化学、生物等诸多学科的不同研究需求。随着飞秒激光驱动器技术的不断发展,目前阿秒脉冲不仅脉冲宽度突破了50 as,而且也进一步朝着更高单脉冲能量(高通量)、更短波长(高光子能量)、更高重复频率的方向发展。本文将结合高次谐波相位匹配及高能量飞秒超强激光、双色及多色相干合成飞秒激光、中红外飞秒激光、高重复频率飞秒激光等驱动技术,综述介绍阿秒脉冲在上述各方面的新进展,并展望了未来进一步的发展趋势。
激光光学 超快激光 阿秒脉冲 高次谐波 相位匹配
Author Affiliations
Abstract
Institute of Applied Micro-Nano Materials, School of Science, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
A hexagonal array grating based on selective etching of a 2D ferroelectric domain inversion in a periodically poled MgO-doped LiNbO3 crystal is fabricated. The effects to the diffractive self-imaging as a function of diffraction distance for a fixed phase difference and array duty cycle of the grating is theoretically analyzed. The Talbot diffractive self-imaging properties after selective etching of a 2D ferroelectric domain inversion grating under a fixed phase difference are experimentally demonstrated. A good agreement between theoretical and experimental results is observed.
050.1950 Diffraction gratings 070.6760 Talbot and self-imaging effects 160.3730 Lithium niobate Chinese Optics Letters
2015, 13(2): 020502
基于菲涅耳衍射理论分析了畴腐蚀二维周期结构掺镁铌酸锂晶体光分束器的泰伯效应，对光分束器不同占空比D及泰伯分数β条件下的近场光衍射自成像进行了数值模拟研究。设计并制备了不同占空比的畴腐蚀掺镁铌酸锂晶体光分束器，并对其进行了分数泰伯光衍射自成像的实验研究，得到了不同泰伯分数β条件下的近场光衍射强度分布。结果表明，当光分束器占空比D=52%、泰伯分数β=2时，近场衍射自成像效果最佳，实验结果与理论研究结果相符。
光学器件 衍射 泰伯效应 掺镁铌酸锂 畴腐蚀 光分束器
研究了基于周期极化掺镁铌酸锂（PPMgLN）晶体的二维六角可调相位光栅及其Talbot效应光衍射成像。理论模拟不同相位差及分数Talbot距离条件下的近场光衍射强度分布，计算取样区内衍射强度随相位差和分数Talbot距离的变化，给出相位差恒定及变化情况下取样区强度最大值的位置。在理论研究基础上，设计与制备PPMgLN六角可调相位阵列光栅，并进行了Talbot衍射成像的实验研究，实验结果与理论研究吻合较好。
光栅 Talbot效应 周期极化掺镁铌酸锂 电光效应
微片激光器由于其结构简单紧凑、相干长度长、易实现高亮度的单纵模单频输出，因此成为固体激光器研究领域的热点之一。简要介绍了微片激光器的技术特点及应用，重点介绍了国内外各种微片激光器的最新研究成果及其应用，分析了影响微片激光器发展的因素，并对微片激光器今后的发展趋势进行了展望。
激光技术 微片激光器 激光晶体 单纵模 谐振腔 laser techniques microchip lasers laser crystal single-longitudinal-mode resonator
南开大学,物理学院弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津,300071
研究了准相位匹配条件下光学参量振荡理论,对单谐振情况下参量增益同极化反转周期的关系进了讨论;从理论上详细地分析了准相位匹配参量振荡器中谐振腔长度、晶体长度、抽运光脉宽以及信号光输出透过率对建立振荡所需泵浦光能量阈值大小的影响,并通过实验验证了理论分析的适用性.
准相位匹配 参量振荡器 能量阈值
