代小爽 1,2,3王双 1,2,3,*谭珂 1,2,3霍彤 1,2,3[ ... ]刘铁根 1,2,3
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 天津大学光纤传感研究所，天津 300072
以多模光纤为基底来实现损失模式共振（LMR）折射率传感的灵敏度较低，在利用铟锡氧化物（ITO；In2O3和SnO2的质量分数分别为90%和10%）激发光纤LMR传感的基础上，在ITO薄膜上静电组装二氧化钛（TiO2）纳米粒子，实现折射率灵敏度的提升。使用Kretschman结构模型对传感器进行理论分析，仿真分析了LMR共振阶数与ITO薄膜厚度的关系，以及ITO作为LMR膜层实现折射率传感的可行性。通过在光纤侧壁磁控溅射ITO薄膜以产生LMR效应，制备ITO-LMR折射率传感器。通过折射率传感实验对ITO-LMR和TiO2-ITO-LMR两种传感器进行性能测试，在1.3333~1.3840的折射率变化范围内，TiO2-ITO-LMR传感器灵敏度可达1651.659 nm/RIU，相较于ITO-LMR折射率传感器，其灵敏度提升了3.058倍。
光纤光学 损失模式共振 折射率传感器 铟锡氧化物 二氧化钛纳米粒子 光学学报
2023, 43(10): 1006003
Author Affiliations
Abstract
1 Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133 Milano, Italy
2 Center for Nano Science and Technology@PoliMi, Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Via Giovanni Pascoli, 70/3, 20133 Milan, Italy
3 Istituto di Fotonica e Nanotecnologie IFN – CNR, Via alla Cascata, 56/C, 3812 Povo – Trento, Italy
Photonic crystals can integrate plasmonic materials such as Indium Tin Oxide (ITO) in their structure. Exploiting ITO plasmonic properties, it is possible to tune the photonic band gap of the photonic crystal upon the application of an external stimuli. In this work, we have fabricated a one-dimensional multilayer photonic crystal alternating ITO and Titanium Dioxide (TiO2) via radio frequency sputtering and we have triggered its optical response with ultrafast pump-probe spectroscopy. Upon photoexcitation, we observe a change in the refractive index of ITO. Such an effect has been used to create a photonic crystal that changes its photonic bandgap in an ultrafast time scale. All optical modulation in the visible region, that can be tuned by designing the photonic crystal, has been demonstrated.Photonic crystals can integrate plasmonic materials such as Indium Tin Oxide (ITO) in their structure. Exploiting ITO plasmonic properties, it is possible to tune the photonic band gap of the photonic crystal upon the application of an external stimuli. In this work, we have fabricated a one-dimensional multilayer photonic crystal alternating ITO and Titanium Dioxide (TiO2) via radio frequency sputtering and we have triggered its optical response with ultrafast pump-probe spectroscopy. Upon photoexcitation, we observe a change in the refractive index of ITO. Such an effect has been used to create a photonic crystal that changes its photonic bandgap in an ultrafast time scale. All optical modulation in the visible region, that can be tuned by designing the photonic crystal, has been demonstrated.
Indium tin oxide Ultrafast spectroscopy Photonic crystal Journal of the European Optical Society-Rapid Publications
2022, 18(2): 2022009
1 中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京 100083
2 中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室，北京 100094
3 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080
设计并研制出一种基于超材料的宽带微波/红外兼容隐身结构器件，该结构包括基于氧化铟锡（ITO）薄膜制备出的红外隐身层、微波吸收层和微波反射层，红外隐身层由圆环镂空结构的频率选择表面组成，微波吸收层由周期和方阻均不同的方环结构组成，微波反射层由连续的导电薄膜组成。各层由厚度不同的聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）隔开。结果表明此结构能够在2∼18.6 GHz范围内实现90%以上的吸收，其红外发射率低于0.3。
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528400
3 北京空间机电研究所，北京 100049
4 光驰科技(上海)有限公司，上海 200444
为了使车载激光雷达视窗在大角度下具有高透过率并且具有除霜防雾的功能，研制了近红外导电滤光膜。选择SiHx与SiO2作为高、低折射率材料，调节氢气流量，改变SiHx的折射率及消光系数，使得SiHx可吸收可见光，同时在红外波段的吸收率较低，最终薄膜外观呈黑色。利用软件Macleod与Optilayer设计并优化膜系，使薄膜在(905±30)nm波段增透，同时减低了大角度入射时的光谱偏移量。在滤光膜最外层加镀了一层氧化铟锡(ITO)薄膜，通过调整工艺参数，在不影响光谱性能的前提下降低了方块电阻值。经测试，所制备的导电滤光膜在入射角为0°时的平均透过率为92.58%，入射角为30°时的透过率为91.9%，方块电阻值达到24 Ω/square，适用于车载激光雷达视窗。
薄膜 光学薄膜 氧化铟锡 方块电阻 磁控溅射 中国激光
2022, 49(17): 1703101
国防科技大学电子科学学院，湖南 长沙 410072
空间光的相位调控对于光学相控阵以及焦距可调透镜等的应用具有重要意义。氧化铟锡(ITO)是一种透明金属材料，其介电常数可以通过外部电压进行高速调制，因此被广泛应用于电光调控设备。本课题组基于ITO薄膜和金属谐振器设计了一种谐振增强结构，通过静电调控ITO的载流子浓度，使入射光与超表面发生临界耦合，显著提升了结构对电磁特性的调控能力，实现了高于330°的相位调制范围。利用相位调控单元构建光学相控阵，实现了波束的动态偏转；同时设计了焦距可调透镜，通过仿真实现了焦距为10，15，20 μm的可调聚焦效果。所设计的相位调控超表面在光学探测、传感、成像等领域具有重要的应用价值。
光通信 相位调制 超材料 光学相控阵 可调透镜 氧化铟锡
1 徐州工程学院物理与新能源学院，江苏 徐州 221018
2 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
提出了由四个不同旋转方向的氧化铟锡（ITO）螺旋子单元组成的周期性中红外宽带手性结构。模拟结果显示，通过优化子单元螺旋的圈数、螺旋半径、螺距和螺旋线半径，该结构在中红外波段实现了良好的宽带圆二向色性（CD）。与两种非旋转螺旋结构比较发现，ITO旋转螺旋结构的CD带宽更宽。在波长7.95 μm处，ITO旋转螺旋结构获得CD的最大值为0.454，CD的半峰全宽为7.5 μm，波长范围从4.1到11.6 μm。产生宽带CD的原因是四个不同旋转方向的ITO螺旋子单元之间存在较强的耦合。模拟结果还显示，在中红外波段，与金属（金和银）旋转螺旋结构相比，该ITO旋转螺旋结构表现出了良好的宽带CD，这为中红外波段宽带偏振态调控器件的设计提供了新的思路。
光学材料 氧化铟锡 旋转螺旋结构 中红外波段 手性超材料 圆二向色性 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0516002
西安交通大学电子学院，电子物理与器件教育部重点实验室，陕西省信息光子技术重点实验室，西安 710049
目前研究人员提出了各种光学天线以线性方式控制辐射图，而较大的非线性效应可以引起天线的折射率的变化，从而改变辐射方向图。通过修正电子的有效质量进而完善Drude模型，可得到氧化铟锡(ITO)的非线性折射率与频率和强度的函数关系，进而可知由ITO制成的纳米天线会表现出极大的光学Kerr效应。本文研究了ITO天线的线性和非线性响应。利用ITO的Kerr效应控制天线的辐射方向图。基于该模型，设计了一种非线性光学天线，实现了覆盖近红外波段（1 000~1 650 nm）的可调谐辐射方向图。进一步，基于ITO和介电材料硅(Si)设计了一种杂化的非线性光学天线。该杂化天线可以更好地利用ITO的强Kerr效应，可以较大程度上对光场辐射进行调控。该工作突破了新型非线性材料的强Kerr效应仅局限于特定共振频率点或者零折射率点这一特点。本研究提供一种用于超快动态控制超材料的新颖方法，可应用于光束转向和光学调制等。
Kerr效应 光学天线 多极分解 氧化铟锡 远场辐射 Kerr effect optical antenna multipole expansion indium tin oxide (ITO) far-field radiation
1 汕头超声显示器有限公司, 广东 汕头
2 广东省汕头市质量计量监督检测所, 广东 汕头
ESD是LCD生产过程中经常会遇到的问题, 生产过程中的各个环节都有可能产生静电放电现象。文中结合LCD生产过程中遇到的实际情况, 对静电产生的原因展开认真研究。通过理论分析和实验验证, 当ITO膜层表面结晶存在很多尖峰的时候, 由于微电产和电势差的原因, 很容易出现静电放电现象、烧伤甚至烧断ITO走线。根据试验验证了靶材使用时间、温度和气氛工艺, 结果发现, 气氛工艺的调整是有效解决ESD问题的方法。通过气氛工艺的调整, LCD的ESD测试性能达到了目标要求, 生产的ESD不良比例从18.9%下降到了0.002%以下, 通过改善提高了产品品质, 降低了生产成本, 取得了很好的经济效益。
ITO烧伤 ITO表面形貌 气氛工艺 electro static discharge (ESD) ESD Indium Tin Oxide (ITO) burning ITO surface morphology atmosphere technology
1 东南大学，物理学院，南京211189
2 贵阳职业技术学院，贵阳550081
3 西北工业大学，柔性电子研究院，西安710129
一些具有表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman Scattering, SERS）性能的金属氧化物材料近年来被广泛研究，它们具有相较于传统贵金属材料更为优异的信号均匀度、材料稳定性和生物兼容性等。目前金属氧化物SERS的研究瓶颈在于拉曼增强效果一般，需要对其检测灵敏度进行有效提升方可实现日后的广泛应用。因为金属氧化物具有若干种区别于贵金属的材料特征，例如带隙、化学计量比、激子等多个维度的材料特性，所以金属氧化物可以通过调控若干种材料性能以达到协同增强拉曼散射的目的。本文选取氧化铟锡（Indium Tin Oxide, ITO）作为示例来研究重掺杂金属氧化物纳米阵列中的协同增强拉曼散射现象。该体系同时集成了重掺杂半导体材料的SERS性能以及光学干涉腔的特征，协同性地实现了ITO纳米阵列的SERS性能提升。该研究为金属氧化物SERS基底的研究提供了一个很好的案例，在对金属氧化物SERS材料性能进行提升时，需要对金属氧化物中可能产生的干涉现象进行有效利用。
氧化铟锡纳米阵列，表面增强拉曼散射，光致电荷转移共 indium tin oxide nanoarrays, surface-enhanced Rama
