光刻投影物镜中透物镜的面形精度是影响光学系统成像质量的关键因素之一,而支撑变形是影响面形精度的一个非常重要的因素。为提高大口径透镜的光学检测复现性,设计了一种整体式柔性支撑结构,分析了重力作用下弹片数量和各尺寸参数等对透镜面形精度及复现精度的影响。分析结果表明: 增加弹片数量、减小支撑距离透镜中心的距离及增大弹片厚度可使透镜的变形减小; 可以通过缩短弹片长度、增加弹片厚度及弹片数量来提高复现精度。根据各影响因素与复现性的关系分析得到的优化参数下的复现精度为0.21nm rms,能够满足深紫外光刻投影物镜中透镜的高精度面形要求。

本文以硝酸银为银源,通过多元醇法制备纳米银线,利用扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计对纳米银线进行表征,成功制备出直径、长度均一的纳米银线。使用激发波长为785 nm的手持式拉曼光谱仪对诺氟沙星溶液进行检测。结果表明该基底具有很好的SERS效果,增强因子达到1.44×107。检测10-3~10-8mol/L浓度的诺氟沙星溶液时,以浓度和特征峰强度作直线拟合,发现具有较好的线性相关,相关系数R2为0.94101; 为进一步考察纳米银线在玻璃片上的分散性,在诺氟沙星(10-3mol/L)样品的基底上随机取6个点,采集光谱信号。最后,重复检测6个诺氟沙星溶液(10-5mol/L)样品的拉曼光谱,检验光谱的重现性。实验结果表明,纳米银线在玻璃片上分散性较好,在检测诺氟沙星时体现了较好的重现性。

采用光刻技术、刻蚀技术和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术，在线阵掩模微结构表面沉积了SiO2和Si3N4薄膜，研究了线阵掩模的宽度和厚度,以及薄膜的厚度和沉积速率对SiO2和Si3N4薄膜复形性的影响，制备得到了具有良好微结构形貌的微结构滤光片阵列。结果表明，薄膜沉积速率越大，薄膜的复形性越好；掩模厚度和薄膜沉积厚度的增加会导致薄膜的复形性变差；SiO2薄膜的复形性优于Si3N4薄膜的。

本文将聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银粒子组装在铝片表面形成的纳米银薄膜作为表面增强拉曼散射基底,使用扫描电镜对纳米银膜的表面形貌进行了表征。同时采用近红外激光(785 nm)作为激发光对甲氰菊酯的丙酮溶液(10-4~10-7 mol/L)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。结果表明该方法对甲氰菊酯的检测极限为10-6 mol/L。最后对甲氰菊酯的NIR-SERS光谱重现性进行了检测,即分别检测了浓度为10-4 mol/L和10-5 mol/L的甲氰菊酯丙酮溶液各6个样品,实验结果表明该纳米银膜在检测甲氰菊酯时体现出了较好的重复性。

本文提出了一种快速简单制备的双共振基底用于SERS检测, 该多层结构的纳米粒子间的区域表面等离子体以及光栅与介质间激发的表面等离子体极化激元产生耦合, 导致了区域电磁场的提高, 实现了SERS的增强。实验表明双共振基底的SERS强度可达到Au纳米粒子单共振SERS基底的10倍, 说明了双共振SERS基底具有很高的灵敏性。RSD结果表明双共振基底也具有非常好的重现性。

为了评价高精度光学元件支撑装置的面形复现性指标，进行了分析计算和实验验证。在ANSYS有限元分析软件中建立了元件支撑的物理模型，进行了支撑结构的残余应力分析以及元件面形对干扰载荷的灵敏度分析，据此计算得到了支撑结构面形复现性均方根(RMS)误差。分析结果表明，基于目前结构设计和装配精度，元件支撑装置设计的面形复现性RMS优于0.14 nm。基于高重复性干涉检测装置构建了复现性测量平台，测量结果表明支撑装置面形复现性RMS优于0.18 nm。复现性检测实验结果和仿真结果能较好吻合，所得结果满足高复现性元件支撑技术的要求。

三维复制人工耳和打印手枪把激光三维复制技术推向新的一页。 激光三维扫描是激光应用中一个新兴的重要领域, 在三维复制中扮演着无可替代的角色, 其复制精度在目前所有复制技术中是最高的。 而重现度标志着复制结果与复制对象几何形状上的一致程度, 是激光三维复制最重要的指标。 分析了激光三维复制的误差, 得出激光扫描的点云数据处理是减小误差、 提高重现度的关键所在的结论。 主要创新点在于, 在传统蚁群算法的基础上, 将提出理性优化蚁群算法应用于激光三维复制中的数据处理。 经计算对比发现, 有效减小了复制的误差, 提高了复制的重现度。

根据高精度投影光刻物镜的特点, 提出了一种运动学支撑结构, 并采用实验结合有限元分析的方法研究了该支撑结构引起的透镜光学表面变形以及重复装配过程中透镜光学表面面形的复现性。首先, 介绍了运动学支撑结构的原理及镜面变形分析的方法。然后, 应用Zernike多项式拟合实测和有限元分析得到的面形, 并用两种方法对运动学支撑结构夹持力引起的透镜光学表面面形进行对比, 以验证有限元分析模型的正确性。同时, 分析了考虑重力情况下运动学支撑结构导致的透镜光学表面变形。最后, 用实验的方法测量了运动学支撑结构在重复装配过程中透镜光学表面面形的复现性。实验和分析结果显示, 由运动学支撑结构夹持力引起的透镜光学表面面形均方根(RMS)值的实测值为1.004 nm, 分析值为0.974 nm, 夹持力及重力综合作用下导致的透镜表面Fringe Zernike拟合面形RMS值为2.538 nm, 产生的主要像差为离焦、初级三叶像差和二级三叶像差, 重复装配过程中引起的透镜光学表面面形的复现性标准差为0.645 nm。得到的结果表明, 所设计的运动学支撑结构能够保证透镜光学表面面形在重复装配过程中有良好的复现性。

在窄线宽激光器的应用领域中，激光频率稳定度是一个极其重要的指标参数，表征频率稳定的程度。基于被动稳频和主动稳频技术的实质区别——有无稳定的频率参考，主要针对主动稳频技术综述了激光稳频技术的国内外研究进展，包括：根据选用频率标准的不同进行分类；分析了常用的激光稳频技术的原理及达到不同稳频精度的原因；根据国内外关于主动稳频技术的研究报道，将其优缺点进行比较分析。经过反复对比，相位调制光外差(PDH)稳频技术具有明显的优势，可以得到极高的频率稳定度。

以氨基硅烷为偶联剂， 硅酸钠为硅源， 合成了一种以金为核， 二氧化硅为壳的核壳纳米粒子。 通过调节硅酸钠的量， 反应温度和反应时间控制二氧化硅壳层厚度， 获得理想的表面增强效应。 通过研究表面增强拉曼光谱(SERS)信号强度和二氧化硅层厚度之间的关系优化基底的制备条件。 采用对巯基苯和联吡啶作为探针分子进行SERS实验， 在一定浓度范围内得到SERS信号强度和浓度的对数之间的线性关系， 实验结果表明此组装有Au@SiO2的ITO基底作为可循环利用基底可定量分析吸附物种的浓度。