1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海 200083
2 湖州学院 电子与信息系，浙江 湖州 313000
3 复旦大学 光电研究院，上海 200433
4 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
亚波长薄膜堆栈超构材料，作为超构材料领域一个特殊的组成部分，因其具有亚波长厚度、无需复杂光刻加工以及可低成本大面积制备等诸多优点，吸引了人们越来越多的关注。本文聚焦回顾近些年亚波长薄膜堆栈超构材料相关研究进展，首先简要回顾了多层薄膜堆栈体系的基础理论研究方法，侧重介绍了亚波长薄膜堆栈超构材料的新理论新设计；接着，着重介绍了基于亚波长薄膜堆栈超构材料的若干典型应用，具体包括结构色调控、光致发光增强、窄带红外光源、红外伪装以及其他一些有趣应用；最后，探讨并展望了亚波长薄膜堆栈超构材料领域未来的发展方向以及其可能遇到的问题挑战。
超构材料 亚波长 薄膜堆栈 光学器件 metamaterials subwavelength thin-film stacks optical devices
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 北京京东方光电科技有限公司, 北京 100176
研究了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺参数对SiNx及SiOxNy防潮能力的影响, 并测试了SiNx/SiOxNy叠层薄膜的水汽渗透速率(WVTR)。实验结果表明: 单层SiNx薄膜和SiOxNy薄膜都存在临界厚度, 当膜厚大于临界值时, 继续增大厚度不会明显改善薄膜的WVTR。当沉积温度从50℃提高到250℃, SiNx薄膜的WVTR从0.031g/(m2·day)降至0.010g/(m2·day)。SiOxNy沉积时, 增大N2O通入量对薄膜的WVTR影响不明显, 但可以有效改善薄膜的弯曲性能。最后, 4个SiNx/SiOxNy叠层膜的WVTR下降到了4.4×10-4g/(m2·day)。叠层膜防潮能力的显著提升归因于叠层结构可以有效解耦层与层之间的缺陷, 延长水汽渗透路径。
水汽渗透速率 叠层 弯曲 PECVD PECVD SiNx SiNx SiOxNy SiOxNy water vapor transmission rate stacks bending
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院 工程热物理研究所, 北京 100080
针对二极管激光器叠阵的高效散热冷却开展了研究, 设计了基于R134a制冷剂的相变冷却系统和以节流式微通道相变冷却方式工作的冷却器, 完成了脉冲功率3 kW叠阵的封装, 并分析了制冷剂在热沉进出口的温度对叠阵出光波长的影响。实验测试结果表明:在20%的高占空比下, 电流197 A时叠阵的输出功率达到3 030 W, 插座效率为39%, 光谱宽度小于3.8 nm, 冷却器内R134a的气化率约为50%。制冷剂R134a的流量为0.60 L/min, 仅为水系统的1/5, 大幅减小了冷却液流量和热管理系统的体积。
相变冷却 微通道 热沉 二极管激光器 叠阵 phase transition cooling microchannel heat sink diode laser stacks
1 中国科学院,大连化学物理研究所,辽宁,大连,116023
2 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130021
随着氧碘化学激光器(COIL)输出功率的不断提高,传统的膜系设计已不能满足要求.在倍频膜系的设计基础上,优化设计出了激光45°入射时对1 315 nm和632.8 nm双波长高反(HR)并在1 315 nm处具有90°位相延迟的高反射镜,其基底材料为融石英,高折射率材料为ZrO2,低折射率材料为SiO2.然后,采用电子束蒸发手段制备了口径为200mm的高反射位相延迟镜.最后对该延迟镜的性能进行了测试,结果表明:对632.8 nm波长的反射率大于等于95.0%,对1 315 nm波长的反射率大于等于99.8%,位相延迟在90.235°～95.586°范围内.
氧碘化学激光器 位相延迟 倍频膜系 COIL Phase retardance Multiple frequency film stacks
中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
介绍了适合高光束质量高平均功率的薄片型DPL原理,给出了设计原则并进行了实验.激光介质采用Nd:YAG,厚1 mm,增益区面积5 mm×7 mm,Nd掺杂浓度1.4%.用自行研制的CW1 kW铜微通道冷却二维阵列二极管激光抽运源,在20%占空比Q-CW抽运下,获得397 W输出,光-光转换效率39.3%.
激光技术 二维阵列二极管激光器 抽运 薄片激光 高平均功率
