一、光学材料和光学薄膜的光热表征(英文)(论文文献综述)
闫春燕[1](2020)在《紫外激光诱导熔石英损伤的光谱表征》文中指出作为高功率激光系统终端的熔石英光学元件的辐照损伤已成为制约惯性约束聚变装置负载能力提升的瓶颈之一,是国内外激光损伤研究的热点问题。深入理解熔石英光学元件的损伤机理,研究影响损伤阈值的因素对工程上指导熔石英光学元件的修复有着重要意义。各种表面改性或后处理工艺可以通过消除或缓解损伤前驱体来提高熔石英的抗激光损伤性能,例如基于HF缓冲液的化学刻蚀、反应离子束刻蚀和CO2激光处理等方法。本文致力于研究紫外激光辐照熔石英可视损伤的诊断,并详细地研究了损伤的过程和影响损伤阈值的缺陷的光谱表征。本论文主要应用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、光热光谱及拉曼光谱等方法,对熔石英光学元件辐照损伤前后的形貌、光谱特性进行了表征,并且对激光诱导损伤过程及缺陷的分布进行了若干研究,得到了以下结果:(1)用光热光谱技术研究高频紫外激光辐照熔石英的光热吸收特性,结果显示光热吸收信号发生了一个从无到有的过程,达到最强又降低,而在光热信号逐渐下降的时显微成像显示样品出现了可视损伤,说明元件在出现可视损伤前是有征兆的,其光热信号强度增强到一个临界点之后才会出现可视损伤,因此我们提出了用显微成像和光热光谱相结合对元件可视损伤进行预判的方法。如果我们发现元件出现了预损伤就进行修复可以大大节省元件的消耗,有重要的工程意义。(2)根据光热光谱方法和光学显微镜方法测量得到的损伤面积的不同,定义了激光损伤面积可视比(LDAVR),即光学显微镜方法得到的损伤面积和光热光谱方法得到的损伤面积之比,研究了比值随激光参数的变化,发现它有一个饱和极限,损伤达到一定程度后比值不在持续增长,而是稳定在一定值0.8,之后再辐照我们发现它不再横向损伤,开始向纵深方向损伤,直到将元件击穿。所以我们把这个比值作为元件失效的判据。光学元件在比值小于0.5时进行修复还可以继续使用一段时间,为工程上延长元件的寿命提供了一定的参考价值。(3)用拉曼光谱的方法研究了熔石英在不同参数紫外激光辐照下的损伤,发现了间隙氧和间隙氮对应拉曼峰的产生,并且发现了一个新的拉曼峰1602cm-1;然后对整个损伤区域的光热信号进行分析,发现断裂区域光热吸收信号强是由于产生的间隙O2和间隙N2分子对激光能量的大量吸收所导致的;最后通过XRD发现了损伤区域有低温方石英晶体的产生,低温方石英晶体的力学和热学性能均不稳定,二者都是导致损伤加剧的原因。本论文对紫外激光辐照熔石英损伤的不同阶段进行了表征与分析,有助于对激光诱导熔石英损伤的程度进行预判,并对及时修复光学元件、延长光学元件的使用寿命提供一定的理论依据,具有重要的科学工程意义和实际应用价值。
张殷华[2](2019)在《低吸收红外薄膜制备及其环境稳定性可靠性研究》文中指出随着红外光学系统的发展,红外探测、红外成像等红外光学系统,特别是高能激光系统,要求红外薄膜吸收低。低吸收红外薄膜有利于降低红外光学元件的吸收,从而降低其红外发射率,有利于提高系统的信噪比和稳定性。在红外激光器系统中,反射镜、分光镜等红外薄膜的吸收会导致光学元件的热畸变,导致光束质量的下降,严重时可能导致激光系统不能正常振荡输出激光。低吸收红外薄膜的薄膜材料通常为硫化物、氟化物等牢固性和稳定性较差的材料,且厚度厚,通常达到十几微米,这对低吸收红外薄膜的稳定性可靠性提出了挑战,因而开展低吸收红外薄膜的相关研究具有重要意义。本论文针对低吸收红外薄膜的理论与方法、薄膜参数的测试、镀膜工艺优化、薄膜的环境稳定性等进行了系统研究。论文所取得的主要研究成果包括:1.给出了低吸收薄膜的基本设计理论和方法,采用势透射率分析了光学薄膜的吸收,得出了吸收低的高反射膜和窄带滤光片的膜系结构。在此基础上分析了三种膜系结构的高反射膜的吸收,提出了一种精确测量光学薄膜消光系数的方法,并测量了几种薄膜材料的消光系数,可精确到10-6量级。2.采用椭圆偏振法和全光谱拟合法测量了莱宝高级离子源(APS)不同偏置电压沉积的氟化镱薄膜在可见短波的折射率,两种方法的测量结果差异不大。使用Sellmeier色散模型,通过拟合氟化镱/硫化锌双层膜的透射率获得了包裹在膜层内部的氟化镱薄膜在2.5μm-11μm波段的折射率,与椭圆偏振法测量的暴露在大气中的单层氟化镱薄膜的折射率的差异较大,主要是由于氟化镱薄膜吸附空气中的水汽导致的。3.实验研究了基板温度和APS偏置电压对氟化镱薄膜光学性能、应力、晶体结构、粗糙度和散射的影响,为低吸收红外薄膜的设计和制备奠定了基础。4.实验探索了低缺陷密度红外薄膜制备工艺,重点研究了沉积速率、基板温度和沉积方式对氟化镱、硫化锌和硒化锌薄膜缺陷的影响,得到了缺陷密度较少的制备工艺参数,并对多层膜的缺陷与吸收进行了分析。5.讨论了红外薄膜水吸收及减少水吸收的方法,实验研究了硫化锌保护层技术和氧化铪保护层技术对水汽保护性及对薄膜环境稳定性的改善作用。6.采用非钍氟化物研制出了低吸收中波反射膜,反射率可达99.99%以上,吸收低于30ppm。通过膜系的优化设计和对膜层厚度的校正及精确控制,用石英晶振控制方式研制出了六波长硫化锌窗口,实现了从0.5μm10μm波段范围内的六个波长的高透射。
宣红云[3](2018)在《基于主客体层层自组装本征型自修复薄膜的制备与应用研究》文中认为层层自组装技术,作为一种新颖的制备纳米薄膜的技术,依靠驱动力(物质间的相互作用力),调节纳米复合薄膜材料的结构和形貌,自组装成纳米薄膜材料,同时也实现了该纳米材料的多功能性;本征型自修复材料主要是通过动态可逆的非共价键、共价键相互作用来实现材料的自修复性能,这种自修复材料可以极大程度地延长材料使用寿命的同时减轻在使用过程中隐藏的危害。因此,将层层自组装技术应用于设计和制备自修复多层薄膜材料必将丰富自修复薄膜材料的种类、扩展自修复薄膜材料的功能,弥补其它技术的不足,并推进了自修复薄膜材料在仿生化学、生物工程、材料科学等领域的应用。本文利用层层自组装技术的优势,选择多种聚合物构建不同的层层组装多层有序彩色、自修复薄膜材料,探究了它们结构制备、光学性能、自修复性能、多功能性等,以及它们在仿生化学、食品工程、材料科学等领域的应用。主要研究内容如下:1、通过层层自组装技术,利用一维光子晶体优势,制备了一种适配体功能化的彩色薄膜材料,即适配体P(NIPAM-AA)/TiO2一维光子晶体薄膜材料,实现了重金属汞离子的可视化检测,其检测限为5μM。为了进一步改善彩色薄膜的光学响应性能,在低温条件下,成功地构筑了具有均匀多孔形状的彩色薄膜材料即多孔一维光子晶体薄膜材料。解决了构建多孔一维光子晶体薄膜的基元和基底的局限性,扩展了自组装彩色薄膜的研究领域。其孔径大小均匀在150 nm以下。此外,一些环境响应工作被做,发现通过水洗法制备薄膜不仅包含了P(NIPAM-AA)原有的温度敏感性,还对β-glucan具有选择性响应,其检测限为0.03 mg/mL,相比于无孔薄膜,其响应性能提高了约2.3倍。实验结果的表征显示了其在化学和生物传感领域的应用潜力。2、为了引进自修复这种新型的功能,发展了一种新的自组装驱动力-主客体作用力,将β-环糊精和金刚烷分别修饰超支化聚乙烯亚胺和聚丙烯酸,构建了一种自修复主客体薄膜材料。该主客体薄膜具有高韧性能、抗酸碱性能、高透性能以及可重复的自修复性能,透过率可达到98.6%,可拉伸约163 mm,并且修复后的机械性能可以恢复到原来的87.2%。因此,可以将动态可逆的主客体作用制备的自修复薄膜材料推向实用领域。3、通过环糊精修饰的超支化聚乙烯亚胺与聚磷酸胺合成一种新的聚合物,在纸基底上制备了一种具有双网络结构、阻燃性能和自修复性能的主客体薄膜材料,尤其是,在无任何刺激响应或引发剂的作用下,这种材料可以实现自修复。除此之外,当被暴露于火苗中,这种材料将会产生泡沫炭化层阻止火苗蔓延从而保护了可燃物质。通过金相显微镜,红外光谱,扫描电子显微镜,纳米压痕仪等仪器设备研究该膜的抗阻燃性能。这种阻燃薄膜在低消耗、环境友好的情况下,可以达到最好的阻燃效果。因此,将这种薄膜材料进一步推向实用领域,促进了其在多功能高级商业用品,如纸、纺织品、木材等方面的应用。4、引入纳米二硫化钼片层,构建一种含纳米片层的主客体薄膜材料,其不仅具有抗菌和金属离子响应同时还具有很好的自愈合能力。该自修复薄膜材料(MoS2/β-CD-PEI/AD-PAA)不但能够抑制细菌的黏附和具有极好的杀菌能力,尤其是在紫外照射下,抗菌能力能够达到99.9%,还可以维持较长的使用时间。除此之外,由于这种薄膜具有荧光淬灭的光学性能,将其应用在重金属钴离子检测中,发现其荧光强度和钴离子浓度具有很好的线性关系,其检测限为0.018μg/mL,实现了钴离子的定量检测。因此,含纳米片层的自修复主客体薄膜材料在食品工业中潜在着极好的应用前景。
石美浓[4](2017)在《微纳层叠功能复合材料的界面效应分子动力学模拟及加工装备研究》文中研究表明微纳层叠复合材料在各个领域内都得到广泛应用和关注,尤其是在光学、电学、力学等特殊功能型性能方面。对于高分子体系来说,这种多层几何结构为聚合物材料提供一种平行限制,而这种限制导致高分子聚合物材料微观结构的改变,使其完全不同于没有平行限制的本体材质。微纳层叠挤出技术是制备微层复合材料快速有效且经济的一种成型方法,目前已大量应用于工业生产中。本文首先综述了微纳层叠挤出技术及其关键原理——扭转层叠的研究现状,以及微纳层叠功能复合材料的性能与应用,基于多学科交叉的中心思想,首次提出对聚合物加工过程中微纳层叠功能复合材料界面效应的新型研究手段,并设计一种新结构的微层共挤出复合材料制备生产线。主要工作如下:(1)在聚合物加工成型过程中,利用分子动力学模拟界面对聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)基微层聚合物材料的性能影响,并探讨PE多层结构的界面扩散和结合行为,以及PP多层结构的层间微观结构,同时以界面扩散深度及系数、界面结合程度、界面处分子取向参数及分布、穿插程度、末端距和均方回转半径等作为表征手段。其中,“界面结合程度”为作者首次提出的物理参数定义。(2)利用分子动力学模拟界面对石墨烯在PE基微层复合材料中的取向影响,整个过程以分子取向参数为表征,并与本体材料进行对比,进一步研究微层复合材料的微观结构对材料性能的影响,有助于优化石墨/PE基微层复合材料的微纳层叠挤出成型工艺。并以此为理论基础进行实验研究。基于扭转层叠原理,通过微纳层叠挤出技术制备了石墨/PE基微层复合材料,并探讨不同层数和不同石墨粒径对复合材料的力学、介电性能以及结晶行为的影响,同时以扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、拉伸测试机和介电强度测试仪为表征手段,为强力膜的应用提供一定的理论依据。(3)在聚合物加工成型过程中,利用分子动力学模拟界面对交替聚甲基丙烯酸甲酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚碳酸酯(PMMA/PET/PC)微层复合材料性能的影响,同时探讨界面微观结构、界面结合程度和界面粗糙度与材料光学性能之间的关系,并以界面处分子取向参数、均方回转半径、末端距和界面结合程度为表征。在此基础上,设计并制造非等厚扭转式层叠装置,同时制备非等厚多层PMMA/PET微层功能复合材料,探讨512层光学薄膜对红外光谱的反射率,为应用在建筑节能领域提供理论依据。综上,通过分子动力学模拟创建多层结构模型,并对微纳层叠聚合物材料进行理论性机理研究,进一步探索微纳层叠功能复合材料的界面效应及应用,成功研发了光学薄膜的加工装备生产线。在对多层结构的基础理论研究中,从分子尺度对单一组分或多组分材质的微层界面效应进行深入理解,并与实践应用相结合,开发微层复合材料的力学、介电和光学等高性能、多功能化作用,为聚合物加工成型制备技术及新型聚合物材料的研发提供新思路和新方法。
蔡珍珍[5](2017)在《可直接紫外写入含氟聚碳酸酯波导材料在光学开关中的应用探索》文中研究指明光通信系统主要由激光源、光调制器、光放大器、光开关和光探测器等组成。光电子、微电子和微加工技术的蓬勃发展,使得在光通信领域中,平面光波导的发展必将实现光子集成(PIC)。与无机类材料相比,由于聚合物类材料具有很多优点,如:种类众多且结构可设计、性能可调节,制作成本低廉且制备技术简单等,使其在制作光波导器件方面具有很大的潜力。目前,在光波导领域,科学家们所面临的挑战仍然是如何设计、合成出具有较低的光学损耗、可调节的折射率、较高的热稳定性且易于加工的、可实际应用的聚合物类光波导材料。光学开关是光通信系统的核心部件,已经在光交叉连接(OXC),光分插复用器(OADM),光网络监控和芯片光互连中得到了广泛的应用。聚合物类材料,除了上述的优点之外,还具有较高的热光系数、较低的热传导速度,这就使得其既适合用于热-光开关,又适合用于电光开关。本论文中,我们从光学损耗、折射率和加工性这三个方面入手,旨在设计、合成出能够满足波导应用的聚合物材料,并将其制作成光开关器件。其中,各章节的内容如下:第一章,绪论。简要介绍了聚合物平面光波导的基础知识,总结了近些年来用于制备光波导器件的聚合物材料研究进展及聚合物波导材料在光学开关中的应用。从不同聚合物材料的设计、合成及性能入手,讨论其优缺点,并在此基础上提出本论文的设计思路。第二章,我们设计、合成了一系列环氧封端的含氟聚碳酸酯AF-Z-PC EP 1-3和FBPA-PC-EP 1-3。其中,4,4-二羟基二苯环己烷(BPZ)和3-(三氟甲基)-[1,1-联苯]-2,5-二醇(3F-PQ)的引入可以调节聚合物分子的折射率,环氧基团的引入可以作为交联点。将以上两个系列的含氟聚碳酸酯溶于有机溶剂环戊酮中,再加入光引发剂三苯基六氟磷酸硫鎓盐,即得到了光刻胶溶液系列NFPR 1-3和FPC-PR 1-3。将此光刻胶溶液通过旋涂、前烘、紫外曝光、后烘制得交联的光学薄膜。此薄膜表面光滑,热学稳定,透过率高。对于NFPR 1-3而言,折射率可在1.500-1.532之间调节(1550 nm),将NFPR 1用直接紫外写入的方法制得条形波导,其光学损耗仅为0.19 d B cm-1;制得MZI型T-O开关,在200 Hz方波作用下,开关的响应时间为1.546 ms和1.226 ms,平均开-关时间为1.386 ms;插入损耗为9.0 d B;开关电压功率为15.5 m W;消光比为13.0 d B。对于FPC-PR 1-3而言,虽然含氟量提高了,但是折射率却达到了1.51-1.58(1550 nm),也许与联苯基团的引入有关。薄膜的光学透明度也很高,在400 nm处达到了97.8%的透过率。将FPC-PR 1制成条形光波导,其光学损耗仅为0.17 d B cm-1;制得MZI型T-O开关,在500 Hz方波作用下,开关的响应时间为837μs和381.8μs,平均开-关时间为609.4μs;开关电压功率为35.0 m W;消光比为14.0 d B。总体性能都比AF-Z-PC EP 1-3有所提高。第三章,在第二章中结果的基础上,我们进行了更深入地探索,即研究单体的柔性对热-光波导器件性能的影响。我们设计、合成了含有脂肪链段的环氧封端的含氟聚碳酸酯(AF-Ali-PC EP 1-3)和含有芳香族链段的环氧封端的含氟聚碳酸酯(AF-Ar-PC EP 1-3),分别将其配制成光刻胶溶液系列Ali-PR 1-3和Ar-PR 1-3。将此类光刻胶溶液通过旋涂、前烘、紫外曝光、后烘制得交联的光学薄膜。对于Ali-PR1-3系列材料,此薄膜表面光滑,折射率可在1.51-1.495之间调节(1550 nm),热学稳定。将Ali-PR 1用直接紫外写入的方法制得条形波导,其光学损耗仅为0.21 d B cm-1;制得MZI型T-O开关,在200 Hz方波作用下,开关的响应时间为1.822 ms和1.364 ms,平均开-关时间为1.593 ms,插入损耗为9.2 d B,消光比为12.0 d B,开关电压功率为15.0 m W。对于Ar-PR 1-3系列材料,此薄膜表面出现了液滴状液晶形态,折射率可在1.60-1.54之间调节(1550 nm),热学稳定。将Ar-PR 1用直接紫外写入的方法制得条形波导,其光学损耗仅为0.19 d B cm-1;制得MZI型T-O开关,在110 Hz方波作用下,开关的响应时间为2.994 ms和2.301 ms,平均开-关时间为2.648 ms,插入损耗为8.9 d B,消光比为12.3 d B,开关电压功率为20.0 m W。通过与第二章中结果进行对比不难看出,含3F-PQ类含氟聚碳酸酯所制备的器件性能是最优异的,含联苯结构的含氟聚碳酸酯所制备的器件性能是最差的。综上所述,向含氟聚碳酸酯的分子主链中引入类似3F-PQ这类既含有侧链又具有一定刚性的分子更适合作为光学材料应用于波导器件中,不仅如此,我们还可以将此类材料应用于类似眼镜片、LED封装材料、透镜等领域。第四章,我们合成了端基为双键的含氟聚碳酸酯AF-Z-PC MA 1-3、AF-Ali-PC MA 1-3和含有多双键的含氟聚碳酸酯AF-3OH-PC MA 1-3作为电光聚合物材料,并合成了一个结构简单且合成方便的生色团分子N-TCF。将聚合物材料分别与生色团分子混合配制成一系列光刻胶溶液Z-N-TCF PR 1-3、Ali-N-TCF PR 1-3和3OH-N-TCF PR 1-3。将这些光刻胶通过旋涂、前烘除去溶剂、极化、紫外曝光交联等步骤制作成二阶非线性光学薄膜。其中,用Z-N-TCF PR 1、Ali-N-TCF PR 1和3OH-N-TCF PR 1形成的膜,测试结果表明此类聚合物具有很好的取向稳定性,80?C加热200 h后r33保有初始值的90%以上。与AF-Z-PC MA 1-3和AF-Ali-PC MA 1-3相比,AF-3OH-PC MA 1-3最大的优点是双键的含量是可以控制的,如此就可以控制聚合物的交联度,在配制光刻胶溶液时就不用加入小分子的交联剂,减少了对器件性能的影响。综上,AF-Z-PC MA 1-3、AF-Ali-PC MA 1-3和AF-3OH-PC MA 1-3均可被用作为电光聚合物材料。
周青超[6](2016)在《钙钛矿量子点光学膜的原位制备技术及其背光应用研究》文中研究指明钙钛矿量子点兼具极高的色纯度、可调制的发光光谱、高的荧光量子产率以及简单的低成本加工工艺等特点,已然成为显示领域的明星材料。基于量子点光学膜的液晶显示背光技术是目前量子点材料在显示器件中的主流应用方向,将量子点材料嵌入到多层的聚合物阻隔膜结构中形成的量子点光学膜,可以极大地提高量子点材料在应用中的稳定性,但是在该量子点光学膜结构中,量子点材料的合成、纯化、后处理和成膜等工艺繁琐,使得其成本居高不下,限制了量子点光学膜在显示器件中的大规模应用和发展。针对上述问题,本论文发明了一种简单的原位制备技术,成功制备出了高性能的基于钙钛矿量子点的光学膜,并展示了其在背光中的重要应用,具体内容包括:(1)钙钛矿量子点光学膜的原位制备技术本文以钙钛矿量子点与聚偏氟乙烯(PVDF)在N,N-二甲基甲酰胺中的溶剂加工特性作为原位制备技术的基础,通过对溶剂挥发过程的控制实现了钙钛矿量子点与PVDF基质的结晶分离,成功制备出了兼具荧光量子产率高(94.5%)、半峰宽窄(24nm)、发光波长可调(440 nm730 nm)、透明性高(>80%)等优异光学性质,以及柔韧性(拉伸4.5倍)、压电性(2.5 V)、耐水氧和抗紫外等优异应用性能的钙钛矿量子点光学膜。(2)钙钛矿量子点光学膜在背光中的应用本文采用了“On-chip”的背光应用方式把钙钛矿量子点光学膜集成在贴片型LED中,得到色坐标为(0.272,0.278),色域为121%NTSC,流明效率为109 lm/W的白光LED,综合指标已经能够满足背光应用的要求。采用“On-surface”的背光应用方式把钙钛矿量子点光学膜集成到液晶显示器的背光模组中,得到的液晶显示器样机的色域为105%NTSC,初步验证了钙钛矿量子点光学膜在背光应用中的潜力。
周吉[7](2016)在《多场作用下电光材料光传输特性与电调控机制研究》文中研究指明“电光效应”是指在外加电场作用下材料的折射、透射特性发生变化,从而使得介质中传输的光波方向、振幅、相位、偏振特性发生变化。具有这类属性的材料通常称作“电光材料”。利用电光效应,通过调节外电场可以实现对光的透过性、反射性调控,即“电光调控技术”。该技术已在光通信、光传感、光显示等技术领域具有广泛应用,并在电致变色、智能玻璃、太阳能光伏、液体微透镜等领域显示了诱人的应用前景。然而这些应用无法回避的一个问题是“热问题”或“温度效应问题”。原因是所有电光材料同时具有“热光效应”,即温度及温度梯度变化也会导致折射率或吸收系数变化,从而导致光传输特性变化。“热光效应”往往是有害的,极大地限制了电光调控技术的应用,使得其适应复杂热环境的能力不足,适用温度范围往往比较苛刻。为削弱或消除温度效应问题,前人提出了诸多方案,如散热控温方式、补偿器件方式、低热光系数材料替代原有材料的方式等。本文致力于提出一种新的思路来解决这一问题,即利用材料的电光效应来调控热光效应,也即通过采用外加电场方式调控电光材料光辐射传输特性,从而降低或消除温度效应的危害。论文的研究内容是围绕着电光效应调控热光效应这一中心目的而展开,研究工作分为两个方面,其一是外加电场作用下电光材料光热耦合作用机理及光传输特性规律;其二是电光效应调控热光效应的基本机制和模型。根据电光效应、热光效应产生机制的不同,本文研究针对三类典型材料而展开:电介质电光材料铌酸锂、半导体型电光材料硅晶体和导体型电光软材料离子液。针对电介质电光材料铌酸锂,本文首先开展了高斯激光双折射传输过程光热耦合效应分析研究,求解过程中考虑入射光强度、入射波长、热光效应、环境温度、表面换热系数、材料厚度等影响因素。对于入射波长处于透明波段的激光传输问题是通过直接求解电磁场频域方程获得出射光参数;当入射光波长处于吸收波段时,对电磁波动方程和能量方程的耦合求解获得温度场和出射光参数,其中激光吸收热沉积项以修正的经验模型给出,并考虑为能量方程中的热源项。通过讨论以上各类影响因素对出射光波形的影响规律,提出一种通过电光效应来调控热光效应的方法。在不考虑外加电场对温度场的影响的条件下,给出将不同入射光强和不同晶体厚度的出射光参数调整回额定工况时所需的外加调控电场和环境温度及表面换热系数间的对应关系。分析表明:在不考虑外加电场对温度场影响的情况下,文中获得的环境温度—外加调控电场、表面换热系数—外加调控电场的关系(即所谓电热调控模型)基本呈线性规律。在上述基础上,为考虑外加电场、多次光折射/反射对光热传递过程的影响,论文进一步开展电光热耦合条件下高斯激光在铌酸锂晶体中的双折射传输以及电热调控问题的分析研究。研究过程中考虑热光的双向耦合、外加电场对光传输和温度场的影响,采取全耦合的思路求解束包络型的电磁波动方程和能量方程,其中光吸收产热项通过电磁能耗散密度计算并代入能量方程的源项,通过耦合求解获得外加电场强度、入射光强度、入射波长、热光效应、环境温度、表面换热系数、材料厚度等因素对出射光特性参数的影响。讨论了不同条件对o光e光偏折角和离散角的影响,给出了全耦合条件下外加电场和环境温度及表面换热系数间的电热调控关系,并对电热调控能力进行了适用性分析。分析表明:考虑外加电场、多次光折射/反射的影响时,电热调控关系不再是线性规律。针对硅基半导体材料,论文通过引入泊松方程和载流子连续性方程来计算载流子输运过程浓度分布,利用德鲁德-洛伦兹公式和K-K关系式考虑载流子浓度变化对于光折射率和吸收系数的影响,并采取和铌酸锂光传输问题研究相同的方法求解电磁波动方程和能量方程,耦合求解并分析电光热三者耦合作用下硅基半导体介电属性及光传输行为随外加电压、载流子初始浓度、换热系数等影响因素的变化规律。研究指出了半导体P区表面反射光电场模值随外加电压降低而升高,随换热系数的增大而降低这一规律。基于该机制,论文讨论了对反射光强空间分布进行电场调控的方案。针对导体型电光软材料离子液,由于其相关的电光效应、热光效应的物理机制、理论模型、基础数据和测试手段方面均非常缺乏。本文采取以实验观测为主、定性解释为辅的研究思路,以获得离子液体在常温下的电光响应特性规律为首要目的。为此,论文开展了外加电场作用下离子液体光折射/透射特性的实验研究,获得了五种不同咪唑型离子液体可见-近红外光谱折射率和吸收系数随外加电场的变化规律,并利用电极化理论结合载流子输运理论进行了定性解释。此外,针对电极附近微区内离子液体附面层效应,设计了外加电场下离子液体附面层透射特性的红外显微测量方案,以甲基丙基咪唑碘盐为对象,测量分析了外加电场、空间位置对其光透特性的影响规律。结果显示出:与硅基半导体中存在的等离子色散效应类似,离子液体的折射率和吸收系数不仅随着外电场变化而发生变化,还会受阴阳离子浓度分布的影响。
江丽[8](2013)在《基于二氧化硅薄膜的纳秒激光刻蚀亚波长条纹的研究》文中认为随着器件小型化的发展,纳米制造技术得到广泛的应用。传统用于微机械加工的制造技术已经不能满足光电子技术进一步发展的需求。激光诱导纳米制造技术凭借其高加工精度、高加工速度、环保等优点备受人们的关注。随着飞秒激光技术的广泛应用,在飞秒激光烧蚀坑边缘观察到一种周期远小于激光波长的条纹结构,实现了纳微器件的更小型化的发展。但众多研究表明亚波长条纹的出现只限于飞秒和皮秒,纳秒激光刻蚀以烧蚀为主,不能形成亚波长条纹结构。近期有研究发现纳秒激光刻蚀也能形成亚波长条纹,这是激光制备纳微器件技术的一大进步,对当前的科研和实际的纳微器件的生产和应用具有一定的借鉴意义。本论文在前人基础上做进一步研究。采用溶胶-凝胶法和垂直沉积法制备Si02颗粒堆积膜。改变氨水和水的用量及添加N,N-二甲基甲酰胺(DMF),研究其对薄膜结构的影响。然后采用波长1064nm,脉宽12ns的ND:YAG激光器在多个能量密度下进行刻蚀。激光入射角为0度,脉冲辐照次数为1。总结膜结构及纳秒激光参数对亚波长条纹的形成及影响。研究发现:随着氨水及水量的增加,纳米颗粒尺寸增加。但颗粒尺寸增加到一定程度时,溶胶不稳定,粘度不足以镀膜。加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)后,虽能改善膜层开裂情况,但薄膜颗粒尺寸变小,薄膜向无规则网络状转变,不利于纳秒激光刻蚀亚波长实验,所以不予采用。当激光波长为1064nm,脉冲宽度为12ns时,激光刻蚀的亚波长条纹出现在损伤斑的中心,这些周期性条纹大约0.5λ,且这些条纹有相同的周期,明显小于激光波长,而且这些周期性条纹都垂直于激光辐照的偏振方向且近似于纳米光栅结构。纳秒激光刻蚀亚波长条纹结构的激光脉冲能量密度宽泛;脉冲能量密度越大,刻蚀出条纹周期越大;条纹结构与颗粒结构没有明显关系。
郭培涛[9](2011)在《长脉冲激光辐照下多孔薄膜激光损伤机制研究》文中研究说明光学薄膜是激光系统的重要元件,溶胶-凝胶法制备的多孔光学薄膜在长脉冲高功率激光器中已经得到了广泛应用,但是其损伤阈值却成了长脉冲激光器向更大功率发展的瓶颈。因此研究长脉冲激光辐照下多孔薄膜的激光损伤特性与机制,对提高长脉冲激光器的功率非常重要。本课题首先采用多种工艺制备了一批具有一定光学特性的多孔薄膜,采用差热-热重法分析硅溶胶制定了多孔氧化硅薄膜的干燥烧结工艺,场发射扫描电子显微镜表征了多孔薄膜的显微结构,分光光度计表征了多孔薄膜的透射特性,热-电法测试了典型多孔薄膜的吸收特性,纳米压痕仪测试了部分多孔薄膜的显微力学性能;采用1064nm,12ns, Nd:YAG激光器,1-on-1模式测试了多孔薄膜的损伤阈值,采用光学显微镜及场发生扫描电子显微镜表征了损伤斑形貌;建立两结果微滴模型和四结果微滴模型分析了薄膜发生损伤后的等离子体雾化及膨胀过程,然后结合雾化和膨胀机理模拟了等离子体爆炸过程中各种参数的演化。研究发现:通过调整氨水比例和DMF的含量,可以得到不同颗粒尺寸和堆积方式的薄膜,有良好的增透效果,其薄膜损伤阈值强烈依赖与薄膜内氧化硅颗粒尺寸的大小和堆积方式;玻璃基多孔氧化铝薄膜中的孔呈六方排列,通过改变实验参数可以得到不同结构的多孔薄膜,其损伤阈值很小,随着氧化电压的增大,硫酸电解液制备的多孔氧化铝膜抗激光损伤能力略有增强。三种电解液工艺下制备的氧化铝多孔膜损伤斑明显不同,草酸氧化铝多孔膜损伤斑点外缘有类似于“爆炸”时形成的“菊花”状散射波痕迹,由中心向外辐射;硫酸氧化铝多孔膜损伤斑点外缘没有散射波痕迹,而是分布有与斑点内大小相同的损伤坑;磷酸氧化铝多孔膜损伤斑点内的损伤坑尺寸不一致,同时有大块已损伤膜被剥离,损伤斑外缘同样没有散射波痕迹和轻微的损伤坑,损伤斑外延是在力的作用下发生的脆性断裂。多孔薄膜在长脉冲激光辐照作用下,薄膜内缺陷或者杂质首先吸收激光能量,形成高压高密度等离子体球体,等离子球体继续吸收激光能量获得雾化动力,在雾化过程中多结果微滴雾化机制越倾向于占主导优势;可以通过减小微滴喷溅初期的电子密度、电子温度、离子温度以及延缓微滴喷溅发生的时间,降低其雾化程度,控制微滴对激光能量的吸收和利用,降低材料激光损伤过程后期的等离子体微滴爆炸的剧烈程度;微滴膨胀过程中,随半径的增加外壳层膨胀速度在初始阶段迅速增加,随后趋于稳定。微滴膨胀过程中,电子密度不断下降,当电子密度为临界电子密度的3倍时,等离子体吸收出现共振吸收峰。综合考虑裂解雾化和膨胀的影响,等离子体爆炸开始时间越早,则后续演化越复杂。
罗震岳[10](2010)在《光学色散补偿薄膜的研究》文中认为在飞秒激光脉冲的产生过程中,由于材料色散和非线性效应会导致各个波长的光传播群速度,产生啁啾现象并导致脉宽展宽,为补偿这一效果,需要引入一定量的负色散。而相比于其他的色散补偿器件,比如光栅对、棱镜对,光学色散补偿薄膜有插入损耗小,补偿精度好的优点,因而在近年得到了广泛重视。然而目前色散补偿薄膜研究中存在一些难点,主要表现为:设计时要同时考虑色散特性和反射率的要求,色散特性对制备误差非常敏感,缺少精确的测试手段等等。为解决这些问题,本文重点在设计和测试两个方面进行了一些探索:(1)在优化设计方面,针对各种实际使用需求设计了一系列色散补偿薄膜,讨论了各种初始结构对最终设计结果的影响,并且首次引入了粒子群优化算法用于色散补偿薄膜的优化设计,取得了较好的效果(2)对色散补偿薄膜的时域特性进行了一些初步分析,采用时频分析的手段分析了脉冲的时域展宽效果和啁啾特性,分析了频域各个参数对时域特性的影响;同时采用时域有限差分法动态模拟了光脉冲在薄膜结构内的传播过程,并且通过这种方法记录了最大场强值的分布特性,可以作为抗击光损伤特性的一种辅助分析手段。(3)在测试方面,搭建了白光干涉系统,对实验室自制的色散补偿薄膜进行了色散特性测试,取得了较为可信的测试结果。采用多种信号处理方法来减少测试噪声的影响。同时还探索了该白光干涉系统在绝对位相测试,薄膜厚度反演,块状材料色散测试以及压电特性测试方面的潜在应用。
二、光学材料和光学薄膜的光热表征(英文)(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光学材料和光学薄膜的光热表征(英文)(论文提纲范文)
(1)紫外激光诱导熔石英损伤的光谱表征(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 研究背景和文献综述 |
2.1 背景介绍 |
2.2 惯性约束核聚变的发展 |
2.3 光学元件的激光损伤 |
2.4 熔石英材料的结构与性质 |
2.5 熔石英玻璃的激光损伤机制 |
2.5.1 亚表面微裂纹和划痕等机械性缺陷诱导激光损伤机制 |
2.5.2 杂质污染物诱导热破坏机制 |
2.6 熔石英玻璃的修复研究进展 |
2.7 光学元件损伤的定义及诊断的重要性 |
3 研究目的、意义及主要内容 |
3.1 研究目的和意义 |
3.2 背景立项与课题来源 |
3.3 研究内容设置 |
4 样品制备与研究方法 |
4.1 熔石英样品与制备 |
4.2 紫外激光辐照损伤实验及阈值测试 |
4.2.1 低频激光辐照损伤实验与阈值测量 |
4.2.2 高重频激光辐照损伤实验阈值测量 |
4.3 表征方法 |
4.3.1 显微成像 |
4.3.2 光热光谱 |
4.3.3 拉曼光谱 |
4.3.4 X射线衍射 |
5 紫外激光辐照熔石英预损伤到可视损伤阶段的预判 |
5.1 研究意义 |
5.2 实验参数 |
5.3 结果和讨论 |
5.3.1 损伤阈值和损伤坑的尺寸与形貌 |
5.3.2 未损伤时熔石英样品的光热光谱和光学显微镜图 |
5.3.3 预损伤前后光热光谱的变化 |
5.3.4 可视损伤前后光热光谱的变化 |
5.3.5 光热吸收信号的峰值随时间的变化 |
5.4 本章小结 |
6 紫外激光辐照熔石英元件失效的预判 |
6.1 研究意义 |
6.2 实验参数 |
6.3 结果和讨论 |
6.3.1 激光通量的影响 |
6.3.2 发次的影响 |
6.3.3 激光重复频率的影响 |
6.3.4 不同区域光热吸收信号的稳定性 |
6.3.5 光热吸收信号峰值强度随激光参数的变化 |
6.3.6 显微成像与光热光谱方法的比较 |
6.3.7 激光损伤面积可视比的定义与随激光参数的变化规律 |
6.3.8 材料的击穿 |
6.4 本章小结 |
7 激光诱导熔石英损伤区域的光谱表征 |
7.1 研究意义 |
7.2 实验参数 |
7.3 紫外激光诱导熔石英损伤区域的拉曼光谱表征 |
7.3.1 单发高能激光辐照损伤的拉曼谱 |
7.3.2 多发低通量激光辐照损伤区域的拉曼谱 |
7.3.3 损伤坑区域内不同位置的拉曼谱 |
7.3.4 小结 |
7.4 断裂区域的光谱分析 |
7.4.1 损伤坑断裂区的形态 |
7.4.2 损伤坑的断裂区域拉曼光谱扫描 |
7.4.3 小结 |
7.5 熔融区域的光谱分析 |
7.5.1 材料的相变和损伤坑中心熔融区的形态 |
7.5.2 损伤坑中心熔融区低温方石英的形成 |
7.5.3 损伤坑的光热光谱表征 |
7.5.4 小结 |
7.6 本章小结 |
8 总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)低吸收红外薄膜制备及其环境稳定性可靠性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 低吸收红外薄膜的应用及研究背景 |
1.2 红外薄膜制备技术 |
1.2.1 基板材料选取和清洗工艺 |
1.2.2 薄膜材料的选取 |
1.2.3 薄膜制备方法 |
1.2.4 工艺参数的确定 |
1.3 薄膜吸收检测技术 |
1.3.1 分光光度计法 |
1.3.2 激光量热法 |
1.3.3 光热法 |
1.4 红外薄膜的水吸收 |
1.4.1 红外薄膜水吸收分析方法 |
1.4.2 减少红外薄膜水吸收的方法 |
1.5 低吸收红外薄膜国内外发展现状 |
1.5.1 低吸收红外激光薄膜 |
1.5.2 红外增透膜及其环境稳定性 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 低吸收薄膜的设计理论 |
2.1 光学薄膜的光学特性计算方法 |
2.2 用势透射率分析光学薄膜的吸收 |
2.3 高反射膜的吸收 |
2.4 增透膜的吸收 |
2.5 窄带滤光片的吸收 |
2.6 薄膜消光系数的精确测量 |
2.6.1 三种膜系结构的高反射膜的吸收 |
2.6.2 基于高反射膜吸收确定薄膜的消光系数 |
2.6.3 消光系数测量结果 |
2.7 本章小结 |
第3章 氟化镱薄膜的折射率测量与工艺参数对其性能的影响 |
3.1 薄膜光学常数的主要测量方法 |
3.1.1 椭圆偏振法 |
3.1.2 全光谱拟合法 |
3.1.3 两种测量方法的比较 |
3.2 包裹在薄膜内层氟化镱薄膜的红外折射率 |
3.2.1 基底的折射率 |
3.2.2 硫化锌薄膜的折射率 |
3.2.3 包裹在膜层内的氟化镱薄膜的折射率 |
3.3 基板温度对氟化镱薄膜性能的影响 |
3.3.1 基板温度对氟化镱薄膜光学性能的影响 |
3.3.2 基板温度对氟化镱薄膜应力的影响 |
3.3.3 基板温度对氟化镱薄膜晶体结构的影响 |
3.3.4 基板温度对氟化镱薄膜粗糙度的影响 |
3.3.5 基板温度对氟化镱薄膜散射的影响 |
3.4 APS离子源偏置电压对氟化镱薄膜性能的影响 |
3.4.1 偏置电压对氟化镱薄膜光学性能的影响 |
3.4.2 偏置电压对氟化镱薄膜应力的影响 |
3.4.3 偏置电压对氟化镱薄膜晶体结构的影响 |
3.4.4 偏置电压对氟化镱薄膜粗糙度的影响 |
3.4.5 偏置电压对氟化镱薄膜散射的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 低缺陷密度红外薄膜制备工艺 |
4.1 薄膜缺陷的观测与表征 |
4.2 制备工艺对薄膜缺陷的影响 |
4.2.1 沉积速率对薄膜缺陷的影响 |
4.2.2 基板温度对薄膜缺陷的影响 |
4.2.3 沉积方式对薄膜缺陷的影响 |
4.3 多层薄膜的缺陷 |
4.3.1 不同工艺沉积多层膜的缺陷比较 |
4.3.2 不同工艺沉积多层膜的吸收比较 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于保护层技术改善红外薄膜环境稳定性 |
5.1 氟化镱薄膜的水吸收分析 |
5.2 硫化锌保护层技术 |
5.2.1 不同厚度硫化锌保护层对水汽的保护作用 |
5.2.2 硫化锌保护层的环境稳定性 |
5.3 氧化铪保护层技术 |
5.3.1 不同厚度氧化铪保护层对水汽的保护作用 |
5.3.2 氧化铪保护层的环境稳定性 |
5.4 本章小结 |
第6章 低吸收红外薄膜的研制 |
6.1 低吸收中波红外反射镜的研制 |
6.1.1 膜系优化设计与分析 |
6.1.2 膜系制备与测试结果 |
6.2 六波长硫化锌窗口膜系的研制 |
6.2.1 膜系优化设计与分析 |
6.2.2 膜层厚度校正 |
6.2.3 膜系制备与测试结果 |
6.3 本章小结 |
第7章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)基于主客体层层自组装本征型自修复薄膜的制备与应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 层层组装技术 |
1.1.1 简介 |
1.1.2 自组装驱动力 |
1.1.3 自组装膜的优势与应用 |
1.1.3.1 自组装膜的优势 |
1.1.3.2 自组装膜的应用 |
1.2 多层有序彩色薄膜材料 |
1.2.1 光子晶体材料 |
1.2.2 一维光子晶体薄膜材料 |
1.2.3 一维光子晶体薄膜材料的应用 |
1.2.3.1 一维光子晶体薄膜材料在传感方面的应用 |
1.2.3.2 一维光子晶体薄膜材料在光学器件方面的应用 |
1.2.3.3 一维光子晶体薄膜材料在能源方面的应用 |
1.3 多层有序自修复薄膜材料 |
1.3.1 自修复材料 |
1.3.2 自修复材料的分类 |
1.3.2.1 外援型自修复材料 |
1.3.2.2 本征型自修复材料 |
1.3.3 自修复材料的应用 |
1.3.3.1 自修复材料在温控方面的应用 |
1.3.3.2 自修复材料在医疗方面的应用 |
1.3.3.3 自修复材料在防火方面的应用 |
1.4 多层有序彩色、自修复薄膜材料的制备 |
1.5 本论文的主要研究工作 |
参考文献 |
第二章 层层自组装彩色薄膜材料 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂与仪器 |
2.3 彩色薄膜材料 |
2.3.1 薄膜材料的制备 |
2.3.2 结构与性能测试 |
2.3.3 结果与讨论 |
2.3.3.1 薄膜材料的表征 |
2.3.3.2 薄膜材料应用于重金属汞离子检测 |
2.3.4 小结 |
2.4 多孔彩色薄膜材料 |
2.4.1 多孔薄膜材料的制备 |
2.4.2 结构与性能测试 |
2.4.3 结果与讨论 |
2.4.3.1 多孔薄膜材料的表征 |
2.4.3.2 多孔薄膜材料的温度响应 |
2.4.3.3 多孔薄膜材料应用于葡萄糖检测 |
2.4.4 小结 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 层层自组装自修复主客体薄膜材料 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂与仪器设备 |
3.2.2 聚合物的合成 |
3.2.3 自修复主客体薄膜材料的制备 |
3.2.4 结构与性能的测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 主客体薄膜材料的表征 |
3.3.2 分子计算模拟 |
3.3.3 主客体薄膜材料的各种性能研究 |
3.3.3.1 高透性能 |
3.3.3.2 机械性能 |
3.3.3.3 自修复性能 |
3.3.3.4 耐酸碱性能 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 层层自组装无刺激的自修复双网络主客体薄膜材料的防火应用 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂与仪器设备 |
4.2.2 聚合物的合成 |
4.2.3 自修复双网络主客体薄膜材料的制备 |
4.2.4 结构与性能的测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 双网络主客体薄膜材料的表征 |
4.3.2 双网络主客体薄膜材料的无刺激响应的自修复性能 |
4.3.3 双网络主客体薄膜材料的防火应用 |
4.3.3.1 防火测试 |
4.3.3.2 抗压测试 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 层层自组装自修复主客体薄膜材料的光学传感和抗菌应用 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 试剂与仪器设备 |
5.2.2 聚合物的合成 |
5.2.3 自修复MoS2主客体薄膜材料的制备 |
5.2.4 抗菌活性实验 |
5.2.5 细胞活性实验 |
5.2.6 结构与性能的测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 MoS_2主客体薄膜材料的表征 |
5.3.2 MoS_2主客体薄膜材料的抗菌和光学传感应用 |
5.3.2.1 抗菌与细胞毒性测试 |
5.3.2.2 重金属钴离子光学响应 |
5.3.3 MoS_2主客体薄膜材料的自修复性能 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结论与展望 |
博士期间发表的论文及申请的专利 |
致谢 |
附件 |
(4)微纳层叠功能复合材料的界面效应分子动力学模拟及加工装备研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题背景及提出 |
1.3 微纳层叠挤出技术及扭转层叠 |
1.3.1 微纳层叠挤出技术的研究现状 |
1.3.2 微纳扭转层叠挤出技术及其原理 |
1.4 微纳层叠复合材料的性能及应用 |
1.4.1 纳米粒子微层功能复合材料的结构与性能 |
1.4.2 交替微层功能复合材料的结构与性能 |
1.4.3 微纳层叠功能复合材料的应用 |
1.5 计算机模拟技术 |
1.5.1 分子尺度模拟 |
1.5.2 微观尺度模拟 |
1.6 课题研究目标、研究内容和创新点 |
1.6.1 课题研究目标 |
1.6.2 课题研究内容 |
1.6.3 课题创新点 |
第二章 分子动力学模拟界面对PE基微层聚合物材料的性能影响 |
2.1 引言 |
2.2 模型与模拟方法 |
2.2.1 模型 |
2.2.2 模拟方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 界面的扩散行为 |
2.3.2 界面的结合行为对PE基微层聚合物材料的影响 |
2.3.3 界面的微观结构 |
2.4 本章小结 |
第三章 分子动力学模拟界面对PP基微层聚合物材料的性能影响 |
3.1 引言 |
3.2 模型与模拟方法 |
3.2.1 模型 |
3.2.2 模拟方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 界面的微观结构 |
3.3.2 多层PP薄膜的应力-应变关系 |
3.3.3 界面的结合行为 |
3.4 本章小结 |
第四章 分子动力学模拟界面对石墨烯在PE基微层复合材料中的取向影响 |
4.1 引言 |
4.2 模型与模拟方法 |
4.2.1 模型 |
4.2.2 模拟方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 1片石墨烯的分子取向参数变化 |
4.3.2 12片石墨烯的分子取向参数变化 |
4.3.3 不同压力下12片石墨烯的分子取向参数变化 |
4.4 本章小结 |
第五章 石墨/PE基微层复合材料的力学、介电性能和结晶行为 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料及设备 |
5.2.2 焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯对鳞片石墨进行预处理 |
5.2.3 石墨/PE基微层复合材料的制备 |
5.2.4 测试与表征 |
5.3 模型与模拟方法 |
5.3.1 模型 |
5.3.2 模拟方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 力学性能 |
5.4.2 介电性能 |
5.4.3 结晶行为 |
5.4.4 微观形貌 |
5.4.5 分子取向参数 |
5.5 本章小结 |
第六章 分子动力学模拟界面对PMMA/PET/PC微层复合材料的性能影响 |
6.1 引言 |
6.2 模型与模拟方法 |
6.2.1 PMMA模型 |
6.2.2 PC模型 |
6.2.3 PET模型 |
6.2.4 非键合势能 |
6.2.5 模拟方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 交替PMMA/PC微层复合材料的界面微观结构 |
6.3.2 交替PMMA/PC微层复合材料的界面结合行为 |
6.3.3 交替PMMA/PET微层复合材料的界面微观结构 |
6.3.4 交替PMMA/PET微层复合材料的界面结合行为 |
6.4 本章小结 |
第七章 交替PMMA/PET微层复合材料的微纳层叠共挤设备及其性能 |
7.1 引言 |
7.1.1 节能膜的技术现状 |
7.1.2 微纳层叠节能膜的采光机理 |
7.1.3 微纳层叠共挤技术及其研究现状 |
7.2 光学薄膜微纳层叠共挤设备的研发 |
7.2.1 基本构成及挤出过程 |
7.2.2 汇流器的设计 |
7.2.3 层叠装置的设计 |
7.2.4 挤出模头的设计 |
7.3 实验部分 |
7.3.1 实验原料及设备 |
7.3.2 交替PMMA/PET微层复合材料的制备 |
7.3.3 测试与表征 |
7.4 结果与讨论 |
7.4.1 熔融指数 |
7.4.2 光学性能 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
导师及作者简介 |
附件 |
(5)可直接紫外写入含氟聚碳酸酯波导材料在光学开关中的应用探索(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 聚合物光波导简介 |
1.1.1 光波导概述 |
1.2 聚合物波导材料的基本要求 |
1.2.1 折射率 |
1.2.2 光损 |
1.2.3 加工性能和机械性能 |
1.3 聚合物光波导材料分类 |
1.3.1 传统光学聚合物 |
1.3.2 光波导材料聚合物 |
1.4 聚合物光波导器件的制作工艺 |
1.4.1 光刻胶模板法 |
1.4.2 直接光刻法 |
1.4.3 软光刻法 |
1.5 聚合物光波导材料于光学开关中的应用 |
1.5.1 T-O开关 |
1.5.2 E-O调制器和开关 |
1.6 本论文设计思路及主要内容 |
参考文献 |
第二章 环氧类含氟聚碳酸酯波导材料的合成及在热-光开关中的应用 |
2.1 用作热-光开关的含 4,4-二羟基二苯环己烷的氟化聚碳酸酯的合成与表征 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 合成部分 |
2.1.4 聚合物薄膜的制备 |
2.1.5 结果与讨论 |
2.2 用作热-光开关的含 3-(三氟甲基)-[1,1-联苯]-2,5-二醇的光学透明的高折射率氟化聚碳酸酯的合成与表征 |
2.2.1 实验药品与仪器 |
2.2.2 合成部分 |
2.2.3 聚合物薄膜的制备 |
2.2.4 波导器件的制备 |
2.2.5 结果与讨论 |
2.3 本章小结 |
参考文献 |
第三章 含有脂肪族/芳香族的含氟聚碳酸酯材料的合成及在热-光开关中的应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品与仪器 |
3.2.2 合成部分 |
3.2.3 聚合物薄膜的制备 |
3.2.4 波导器件的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 聚合物AF-Ali-PC EP和AF-Ar-PC EP的合成与表征 |
3.3.2 交联薄膜的性能表征 |
3.3.3 条形光波导及光学损耗测试 |
3.3.4 MZI型热-光开关波导阵列及其热-光性能 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 双键类含氟聚碳酸酯材料的合成及其于电光聚合物中的应用 |
4.1 双键封端含氟聚碳酸酯材料的合成及其于电光聚合物中的应用 |
4.1.1 实验药品与仪器 |
4.1.2 合成部分 |
4.1.3 结果与讨论 |
4.2 多双键含氟聚碳酸酯材料的合成及其于电光聚合物中的应用 |
4.2.1 实验药品与仪器 |
4.2.2 合成部分 |
4.2.3 结果与讨论 |
4.3 本章小结 |
参考文献 |
第五章 总结 |
作者简介 |
攻读博士期间发表论文 |
致谢 |
(6)钙钛矿量子点光学膜的原位制备技术及其背光应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 量子点发光材料 |
1.2 基于量子点材料的LED器件 |
1.2.1 量子点材料在照明领域中的应用 |
1.2.2 量子点材料在显示领域中的应用 |
1.3 量子点发光材料的复合与封装工艺 |
1.3.1 量子点材料的封装工艺与挑战 |
1.3.2 量子点材料与无机材料基质的复合 |
1.3.3 量子点发光材料与聚合物基质的复合 |
1.4 本文选题意义与研究内容 |
第2章 钙钛矿量子点光学膜的原位制备与结构性质表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 材料与试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 甲胺卤化物盐的制备 |
2.2.4 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的原位制备 |
2.2.5 MAPbBr_x Cl_(3-x)钙钛矿量子点光学膜的原位制备 |
2.2.6 MAPbBr_x I_(3-x)钙钛矿量子点光学膜的原位制备 |
2.2.7 CsPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的原位制备 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的原位制备过程 |
2.3.2 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的结构表征 |
2.3.3 MAPbX3 钙钛矿量子点光学膜的光学性质表征 |
2.3.4 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的性能表征 |
2.3.5 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的稳定性测试 |
2.3.6 CsPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的结构与性质 |
2.4 本章小结 |
第3章 钙钛矿量子点光学膜在背光显示技术中的应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 材料与试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的“On-chip”封装 |
3.2.4 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜的“On-surface”集成 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜与贴片LED的“On-chip”封装 |
3.3.2 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜与背光模组的“On-surface”集成 |
3.3.3 MAPbBr_3 钙钛矿量子点光学膜与液晶面板的集成 |
3.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
(7)多场作用下电光材料光传输特性与电调控机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究状况 |
1.2.1 激光作用下硬质半透明材料中的热效应的研究 |
1.2.2 硬质电光材料电光效应的数值建模和实验研究 |
1.2.3 热效应对硬质电光材料光学属性的影响及补偿方案 |
1.2.4 软质电光材料光学参数的实验测量 |
1.2.5 外电场作用下软质电光材料的电光调控特性研究 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 电光晶体热光耦合传递与电热调控机制 |
2.1 引言 |
2.2 电光晶体光学调控 |
2.2.1 电光调控的基本原理 |
2.2.2 热光调控的基本原理 |
2.3 双折射晶体光传输数学模型 |
2.3.1 光场方程 |
2.3.2 电光效应方程 |
2.3.3 热光效应方程 |
2.4 双折射及电调控机制研究模型与求解 |
2.4.1 光透明区双折射传输及电调控机制分析模型 |
2.4.2 光吸收区双折射传输及电调控机制分析模型 |
2.5 光透过区双折射传输特性模拟结果与电热调控机制分析 |
2.5.1 波长的影响 |
2.5.2 温度的影响 |
2.5.3 场强的影响 |
2.5.4 电热调控原理 |
2.6 光吸收区双折射传输特性模拟结果与电热调控机制分析 |
2.6.1 入射光强的影响 |
2.6.2 换热系数的影响 |
2.6.3 环境温度的影响 |
2.6.4 外加电场强度的影响 |
2.6.5 晶体厚度的影响 |
2.6.6 电热调控模型 |
2.6.7 模拟结果的可靠性分析 |
2.7 本章小结 |
第3章 电光晶体电光热耦合效应与电调控特性分析 |
3.1 引言 |
3.2 方法介绍 |
3.2.1 束包络法的基本原理 |
3.2.2 通过Maxwell方程求解电磁能量损耗的基本原理 |
3.3 束包络法求解热光耦合作用下光纤的模式传输问题 |
3.3.1 模型建立与求解 |
3.3.2 输入功率的影响 |
3.3.3 纤芯尺寸的影响 |
3.3.4 热边界条件的影响 |
3.3.5 截面形状的影响 |
3.4 热光耦合作用下单轴晶体内的光吸收和电调控机制 |
3.4.1 模型建立与求解 |
3.4.2 外界因素对光线偏折角和离散角的影响 |
3.4.3 电热调控模型 |
3.4.4 模拟结果的可靠性分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 硅基半导体多场作用下的光传输及电调控 |
4.1 引言 |
4.2 硅基半导体光调控机制 |
4.3 硅基半导体电光热耦合作用机理 |
4.3.1 硅基半导体的能级理论 |
4.3.2 硅基半导体载流子理论与控制方程 |
4.4 模型建立与求解 |
4.5 结果分析与讨论 |
4.5.1 外加电压的影响 |
4.5.2 换热系数的影响 |
4.5.3 环境温度的影响 |
4.5.4 初始注入浓度的影响 |
4.5.5 单一项掺杂浓度的影响 |
4.5.6 硅基电热调控原理 |
4.6 本章小结 |
第5章 外电场作用下离子液光传输特性实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 匀强电场下离子液体透射特性测量与吸收系数反演 |
5.2.1 离子液光谱透射特性测量实验方案设计 |
5.2.2 离子液光谱透射特性测量实验步骤 |
5.2.3 离子液吸收系数反演方法 |
5.2.4 实验结果可靠性分析 |
5.2.5 实验测试结果分析与讨论 |
5.3 匀强电场下离子液体可见/近红外折射率测量研究 |
5.3.1 匀强电场下离子液体折射率实验方案设计 |
5.3.2 离子液折射率测量实验步骤 |
5.3.3 折射率测量实验精度分析 |
5.3.4 实验测试结果分析与讨论 |
5.3.5 折射率测量实验现象的定性解释 |
5.4 电极附面层区离子液光透特性实验研究 |
5.4.1 基于红外显微镜的附面层透射率测量方案 |
5.4.2 附面层透射率测量的实验步骤 |
5.4.3 测量结果分析及讨论 |
5.5 本章小结 |
结论 |
论文的创新之处 |
后续的展望工作 |
参考文献 |
附录 |
附录A 最小偏向角误差分析 |
攻读博士学位期间发表的论文及成果 |
致谢 |
个人简历 |
(8)基于二氧化硅薄膜的纳秒激光刻蚀亚波长条纹的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的目的和意义 |
1.2 单分散SiO_2纳微颗粒 |
1.2.1 单分散SiO_2微球的制备 |
1.2.2 SiO_2溶胶的结构和特性 |
1.2.3 工艺条件的影响 |
1.3 SiO_2纳米粒子结构薄膜 |
1.3.1 无序SiO_2膜制备 |
1.3.2 有序SiO_2膜制备 |
1.3.3 SiO_2纳米结构薄膜的应用 |
1.4 薄膜的激光损伤 |
1.4.1 薄膜材料的本征吸收 |
1.4.2 杂质、缺陷吸收 |
1.4.3 光学薄膜的激光损伤阂值的影响因素 |
1.5 激光刻蚀亚波长条纹 |
1.5.1 激光刻蚀亚波长条纹的实验进展 |
1.5.2 激光刻蚀亚波长条纹的理论进展 |
1.5.3 亚波长条纹的应用 |
1.6 本论文主要工作 |
第2章 实验及表征 |
2.1 实验原料及设备 |
2.2 二氧化硅薄膜的制备 |
2.2.1 溶胶的配制 |
2.2.2 玻璃片清洗 |
2.2.3 浸渍提拉镀膜 |
2.2.4 薄膜的干燥及热处理 |
2.2.5 溶胶的离心分离 |
2.2.6 自组装有序膜 |
2.3 薄膜的纳秒激光损伤实验 |
2.4 薄膜性能表征 |
2.4.1 溶胶pH的测定 |
2.4.2 粘度测定 |
2.4.3 SiO_2溶胶的综合热分析 |
2.4.5 扫描电子显微镜(SEM)表征 |
第3章 实验结果及分析 |
3.1 溶胶热分析 |
3.2 工艺条件对提拉膜性能的影响 |
3.2.1 粘度的影响 |
3.2.2 pH的影响 |
3.2.3 水含量(N=H_2O/TEOS)的影响 |
3.2.4 催化剂含量(R=NH_3/TEOS)的影响 |
3.2.5 有机化学添加剂的影响 |
3.2.6 干燥及热处理工艺的影响 |
3.3 工艺条件对自组装膜的影响 |
3.3.1 单分散溶液浓度的影响 |
3.3.2 温度的影响 |
3.4 薄膜激光损伤及亚波长条纹的研究 |
3.4.1 颗粒尺寸与NH_3含量关系 |
3.4.2 不同颗粒尺寸膜的阈值 |
3.4.3 亚波长条纹的研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(9)长脉冲激光辐照下多孔薄膜激光损伤机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 激光损伤研究进展 |
1.2.1 激光损伤阈值测试 |
1.2.2 实验研究进展 |
1.2.3 理论研究进展 |
1.3 多孔薄膜激光损伤研究进展 |
1.4 多孔膜制备进展 |
1.4.1 化学法制备多孔薄膜 |
1.4.2 物理法制备多孔薄膜 |
1.4.3 模板法制备多孔薄膜 |
1.5 多孔薄膜力学性能研究进展 |
1.5.1 溶胶-凝胶法制备的多孔薄膜力学性能 |
1.5.2 多孔阳极氧化铝膜的力学性能 |
1.6 本课题研究内容及意义 |
1.6.1 课题研究内容 |
1.6.2 课题研究意义 |
第2章 多孔薄膜的制备及性能测试 |
2.1 溶胶-凝胶法制备多孔氧化硅薄膜 |
2.1.1 溶胶配比及镀膜 |
2.1.2 热处理 |
2.2 阳极氧化法制备玻璃基多孔氧化铝膜 |
2.2.1 电子束蒸发沉积铝膜 |
2.2.2 阳极氧化制备多孔氧化铝膜 |
2.3 形貌测试及分析 |
2.3.1 多孔氧化硅薄膜形貌 |
2.3.2 多孔氧化铝膜形貌 |
2.4 光学性能测试及分析 |
2.4.1 光学性能测试及计算 |
2.4.2 多孔氧化硅薄膜光学性能 |
2.4.3 玻璃基多孔氧化铝膜光学性能 |
2.5力学性能测试及分析 |
2.5.1 力学性能测试 |
2.5.2 多孔氧化硅薄膜力学性能 |
2.5.3 玻璃基多孔氧化铝膜力学性能 |
2.6 本章小结 |
第3章 致密及多孔薄膜激光损伤测试及结果分析 |
3.1 激光损伤测试设备及原理 |
3.2 电子束蒸发制备致密薄膜激光损伤结果及分析 |
3.2.1 电子束蒸发制备致密薄膜激光损伤阈值 |
3.2.2 电子束蒸发制备致密薄膜激光损伤形貌 |
3.3 多孔氧化硅薄膜激光损伤结果及分析 |
3.3.1 多孔氧化硅薄膜激光损伤阈值 |
3.3.2 多孔氧化硅薄膜激光损伤形貌 |
3.4 玻璃基多孔氧化铝膜激光损伤结果及分析 |
3.4.1 玻璃基多孔氧化铝膜激光损伤阈值 |
3.4.2 玻璃基多孔氧化铝膜激光损伤形貌 |
3.5 本章小结 |
第4章 长脉冲激光辐照下多孔薄膜损伤过程 |
4.1 长脉冲激光辐照下多孔薄膜能量吸收 |
4.1.1 激光对多孔薄膜的热效应 |
4.1.2 受内压球壳模型 |
4.2 长脉冲激光辐照等离子体微滴雾化 |
4.2.1 微滴雾化动力 |
4.2.2 微滴离化机理 |
4.2.3 两结果微滴雾化模型 |
4.2.4 四结果微滴雾化模型 |
4.2.5 计算结果及分析 |
4.3 长脉冲激光辐照等离子体微滴膨胀 |
4.3.1 理论基础 |
4.3.2 计算结果及分析 |
4.4 长脉冲激光辐照等离子体微滴爆炸过程 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论、创新与展望 |
5.1 主要工作及结论 |
5.2 研究创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(10)光学色散补偿薄膜的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 光学薄膜技术的应用和发展 |
1.2 光学薄膜的位相特性及其应用 |
1.3 飞秒激光技术的发展与应用 |
1.4 基于光学薄膜的色散补偿技术 |
1.5 本论文的主要研究内容和创新点 |
参考文献 |
第二章 光学色散补偿薄膜的优化设计 |
2.1 色散补偿薄膜器件的工作机理与分类 |
2.2 宽带色散补偿薄膜的设计 |
2.3 窄带色散补偿薄膜的设计 |
2.4 基于粒子群算法的色散补偿薄膜设计 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 光学色散补偿薄膜的相关模拟与理论分析 |
3.1 色散补偿效果的时-频域分析 |
3.2 基于时域有限差分方法分析光波传播过程 |
参考文献 |
第四章 光学薄膜的位相特性测试 |
4.1 频谱干涉理论与基本系统搭建 |
4.1.1 各种测试方法的比较 |
4.1.2 实际测试系统搭建 |
4.1.3 各阶位相信息提取的基本计算流程 |
4.2 频谱干涉理论与基本系统搭建 |
4.2.1 各种改进的信号处理方法 |
4.2.2 信号处理结果分析与比较 |
4.2.3 测试结果分析 |
4.3 绝对位相的测试 |
4.3.1 测试方法的比较 |
4.3.2 单层薄膜的测试 |
4.4 测试系统的其他应用 |
4.4.1 单层薄膜的厚度反演 |
4.4.2 块状材料群折射率测试 |
4.4.3 压电薄膜特性测试 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 总结与展望 |
作者简历 |
四、光学材料和光学薄膜的光热表征(英文)(论文参考文献)
- [1]紫外激光诱导熔石英损伤的光谱表征[D]. 闫春燕. 北京科技大学, 2020(01)
- [2]低吸收红外薄膜制备及其环境稳定性可靠性研究[D]. 张殷华. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2019(08)
- [3]基于主客体层层自组装本征型自修复薄膜的制备与应用研究[D]. 宣红云. 东南大学, 2018(05)
- [4]微纳层叠功能复合材料的界面效应分子动力学模拟及加工装备研究[D]. 石美浓. 北京化工大学, 2017(01)
- [5]可直接紫外写入含氟聚碳酸酯波导材料在光学开关中的应用探索[D]. 蔡珍珍. 吉林大学, 2017(09)
- [6]钙钛矿量子点光学膜的原位制备技术及其背光应用研究[D]. 周青超. 北京理工大学, 2016
- [7]多场作用下电光材料光传输特性与电调控机制研究[D]. 周吉. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [8]基于二氧化硅薄膜的纳秒激光刻蚀亚波长条纹的研究[D]. 江丽. 武汉理工大学, 2013(06)
- [9]长脉冲激光辐照下多孔薄膜激光损伤机制研究[D]. 郭培涛. 武汉理工大学, 2011(12)
- [10]光学色散补偿薄膜的研究[D]. 罗震岳. 浙江大学, 2010(02)