有像差情况下的全息光栅拼接研究 被引量：5

1

作者 钱国林 吴建宏 +2 位作者 李朝明 陈新荣 邹文龙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期34-39,共6页

激光约束核聚变系统需要大口径脉冲压缩光栅。全息光栅拼接法是制造大口径光栅的重要手段。针对有像差的全息曝光系统,提出了一种拼缝处光栅对准拼接方法。为研究像差对光栅拼接特性的影响,用随机波面进行了光栅模拟拼接,计算了远场衍... 激光约束核聚变系统需要大口径脉冲压缩光栅。全息光栅拼接法是制造大口径光栅的重要手段。针对有像差的全息曝光系统,提出了一种拼缝处光栅对准拼接方法。为研究像差对光栅拼接特性的影响,用随机波面进行了光栅模拟拼接,计算了远场衍射能量分布与拼接误差的关系。实验拼接了(150+150)×200 mm2口径光栅,其拼接均方根误差值为0.034λ,峰-峰误差值为0.110λ。利用光栅±1级衍射波面,计算得到了曝光系统像差,并模拟了拼缝处最小拼接误差,其均方根误差值为0.016λ,峰-峰误差值为0.105λ。结果表明,拼接误差与理论模拟结果相近。该误差不会造成远场衍射光斑能量明显下降。由此证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 衍射光栅 拼接光栅 波像差 干涉条纹 脉冲压缩

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用于强激光系统的光栅偏振器 被引量：5

2

作者 刘全 吴建宏 郭培亮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2962-2968,共7页

针对强激光系统中常用的1 053nm激光器进行了偏振光栅结构的优化设计。利用严格耦合波理论分析了光栅偏振器的衍射特性及消光比,分析显示偏振光栅周期为600nm,占宽比为0.535~0.55,槽形深度为1 395nm^1 420nm时,可保证其在1 053nm波长下... 针对强激光系统中常用的1 053nm激光器进行了偏振光栅结构的优化设计。利用严格耦合波理论分析了光栅偏振器的衍射特性及消光比,分析显示偏振光栅周期为600nm,占宽比为0.535~0.55,槽形深度为1 395nm^1 420nm时,可保证其在1 053nm波长下,透射率高于95%,消光比大于1 500。基于分析结果,利用全息光刻技术制作了高质量光刻胶光栅掩模,并采用倾斜转动的离子束刻蚀结合反应离子束刻蚀的方法对该光刻胶光栅掩模进行图形转移,制作了底部占宽比为0.54,槽形深度为1 400nm的光栅偏振器。实验测量显示其透射率为92.9%,消光比达到160。与其他制作光栅偏振器方法相比,采用单光刻胶光栅掩模结合倾斜转动的离子束刻蚀工艺,不但简化了制作工艺,而且具有激光损伤阈值高、成本低的优点。由于该技术可制作大面积光栅,特别利于在强激光系统中应用。 展开更多

关键词 高功率激光系统 光栅偏振器 严格耦合波理论 全息光刻 离子束刻蚀

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宽波段凸面闪耀光栅优化设计 被引量：2

3

作者 朱嘉诚 靳阳明 +2 位作者 黄绪杰 刘全 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期174-180,共7页

凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5μm波段Offner型成... 凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5μm波段Offner型成像光谱仪为例,研究了凸面光栅单衍射级和双衍射级共路两种色散结构,采用分区闪耀光栅和双角闪耀光栅来提高宽波段范围内的衍射效率。优化设计了两种双闪耀光栅在不同色散结构下的槽形,用标量理论和有限元分析等方法对光栅衍射效率进行了计算。结合仪器信噪比,给出了满足成像光谱仪不同需求时所适用的光栅。 展开更多

关键词 宽波段 分区闪耀光栅 双角闪耀光栅 衍射效率 信噪比

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空间关联结构调控非傍轴部分相干光束的远场传输特性

4

作者 郭利娜 陈泳竹 蔡阳健 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期30-37,共8页

基于部分相干光束的角谱表述和稳相法,研究了非传统空间关联结构对非傍轴部分相干光束的远场光强和发散角特性的影响,推导了非傍轴贝塞尔-高斯谢尔模(BGSM)光束经圆形光阑衍射后在远场的光强和发散角的解析表达式,利用该表达式数值计算... 基于部分相干光束的角谱表述和稳相法,研究了非传统空间关联结构对非傍轴部分相干光束的远场光强和发散角特性的影响,推导了非傍轴贝塞尔-高斯谢尔模(BGSM)光束经圆形光阑衍射后在远场的光强和发散角的解析表达式,利用该表达式数值计算了非傍轴BGSM光束的远场光强和发散角特性。结果表明,非傍轴BGSM光束与非傍轴高斯-谢尔模光束的远场光强及发散角特性不同,并且与光束在光源平面的空间关联结构、束腰半径、相干长度以及光阑半径密切相关。因此,调控光束的空间关联结构可以调控非傍轴部分相干光束的远场传输特性。 展开更多

关键词 衍射 部分相干光束 空间关联结构 非傍轴 远场特性

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激光相干性调控及应用 被引量：14

5

作者 陈亚红 蔡阳健 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期266-282,共17页

回顾了光场相干性的基本理论以及发展历程,介绍了激光相干度大小和相干函数的调控方法,以及激光相干性的测量方法,对激光相干性调控引发的物理效应及其基础应用作了介绍。激光相干性调控不但丰富了光场调控理论,而且推动了激光技术的发展。

关键词 物理光学 相干性 光场调控 相干性调控 相干性测量

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部分相干激光束空间关联结构调控研究进展 被引量：4

6

作者 陈亚红 王飞 蔡阳健 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2015年第2期51-73,共23页

部分相干激光束在许多领域具有独特的优势。传统部分相干激光束的空间关联结构满足高斯函数分布,近年来具有非传统关联结构的部分相干激光束受到越来越多学者的关注。本文回顾了部分相干激光束空间关联结构构建基础理论,重点介绍了我们... 部分相干激光束在许多领域具有独特的优势。传统部分相干激光束的空间关联结构满足高斯函数分布,近年来具有非传统关联结构的部分相干激光束受到越来越多学者的关注。本文回顾了部分相干激光束空间关联结构构建基础理论,重点介绍了我们课题组在部分相干激光束空间关联结构调控方面取得的研究进展。研究表明,具有特殊空间关联结构的部分相干激光束表现出自聚焦、自偏移、自分裂、自整形等奇特特性,在大气激光光通信、微粒俘获和操控等领域具有重要的应用前景。空间关联结构的调控为光束性质调控提供了一个崭新的手段。 展开更多

关键词 部分相干激光束 空间关联结构 光束性质

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螺旋波等离子体合成SiON薄膜及其特性

7

作者 於俊 黄天源 +3 位作者 季佩宇 金成刚 诸葛兰剑 吴雪梅 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期2125-2131,共7页

采用不同比例的N_2/Ar螺旋波等离子体(HWP),对Si表面进行氮化处理合成SiON薄膜.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)结果显示,SiON薄膜主要由Si–O–N和Si–N键的两相结构组成.原子力显微镜结果表明氮化层光滑平整,... 采用不同比例的N_2/Ar螺旋波等离子体(HWP),对Si表面进行氮化处理合成SiON薄膜.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)结果显示,SiON薄膜主要由Si–O–N和Si–N键的两相结构组成.原子力显微镜结果表明氮化层光滑平整,薄膜表面粗糙度小于1.2 nm.水接触角的测量表明经过等离子体处理后样品表面疏水性能提高.放电过程中通过发射光谱采集了不同N_2和Ar流量比放电时的光谱数据,研究了等离子体中的粒子与SiON薄膜结构之间的关系. 展开更多

关键词 螺旋波等离子体 SION 发射光谱 X射线光电子能谱 原子力显微镜

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二维点缺陷等离子体光子晶体缺陷模特性研究

8

作者 杨东瑾 谭海云 +2 位作者 金成刚 诸葛兰剑 吴雪梅 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期5037-5041,共5页

利用基于有限元法的COMSOL软件仿真研究了在微波波段下二维点缺陷光子晶体缺陷模的特性。主要讨论了在TM模式下,点缺陷对透射系数的影响以及等离子体密度对二维点缺陷等离子体光子晶体透射系数的影响。重点研究了缺陷模与等离子体密度... 利用基于有限元法的COMSOL软件仿真研究了在微波波段下二维点缺陷光子晶体缺陷模的特性。主要讨论了在TM模式下,点缺陷对透射系数的影响以及等离子体密度对二维点缺陷等离子体光子晶体透射系数的影响。重点研究了缺陷模与等离子体密度之间的关系,以及光子晶体的层数对缺陷模特性的影响。研究结果对微波段的多通道滤波器、波分复用器的设计和制作提供了理论参考。 展开更多

关键词 微波 等离子体 点缺陷 光子晶体 缺陷模

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高容量LiMnO_2正极合成与电化学性能研究

9

作者 陈培雷 胡博 +2 位作者 耿海龙 杨瑞枝 徐艳辉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期168-170,共3页

分别使用Mn_2O_3和MnOOH作为前驱体,通过水热法合成了层状结构LiMnO_2。Mn_2O_3前驱体合成的材料具有更高的初始放电容量,高于170mAh/g,同时具有更好的循环性能;MnOOH前驱体制备的样品具有更高的交换电流,红外光谱测试发现MnOOH前驱体... 分别使用Mn_2O_3和MnOOH作为前驱体,通过水热法合成了层状结构LiMnO_2。Mn_2O_3前驱体合成的材料具有更高的初始放电容量,高于170mAh/g,同时具有更好的循环性能;MnOOH前驱体制备的样品具有更高的交换电流,红外光谱测试发现MnOOH前驱体制备的LiMnO_2中存在—OH官能团。 展开更多

关键词 LIMNO2 交换电流 锂嵌入 电位阶跃

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静电纺丝技术在锂-空气电池上的应用 被引量：2

10

作者 付月 王金 +2 位作者 于海洋 田景华 杨瑞枝 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期46-55,共10页

近年来,锂-空气电池由于具有极高的理论容量和对环境友好等优势,作为"终极电池"引起了广大科研工作者和电动汽车公司的极大兴趣和广泛关注.但目前锂-空气电池还存在着充放电过电位大、循环性能差等局限性,寻找高效的锂-空气... 近年来,锂-空气电池由于具有极高的理论容量和对环境友好等优势,作为"终极电池"引起了广大科研工作者和电动汽车公司的极大兴趣和广泛关注.但目前锂-空气电池还存在着充放电过电位大、循环性能差等局限性,寻找高效的锂-空气电池催化剂成为该领域发展的研究热点之一.锂-空气电池阴极催化剂主要有贵金属、非贵金属、碳材料以及金属氧化物等,可通过多种方法合成制备,如水热(溶剂热)法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、静电纺丝法等等.其中,静电纺丝技术由于具有制备方法简易、高效且产量高等优点,近年来得到了长足的发展,可以用来大量制备锂-空气电池阴极催化剂,甚至制备自支撑结构的锂-空气电池阴极催化剂材料.本文综述了静电纺丝技术在锂-空气电池上的应用,主要包括利用静电纺丝技术制备非贵金属催化剂、碳材料催化剂、金属氧化物催化剂和复合催化剂等,以及将制备的催化剂组装成锂-空气电池后表现出的优异的电池性能. 展开更多

关键词 锂-空气电池 静电纺丝 催化剂 纳米纤维

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复合型透射式脉冲压缩光栅的设计与制作 被引量：2

11

作者 李朝明 陈新荣 +3 位作者 李林 虞健 吴建宏 常增虎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2983-2987,共5页

提出了一种用于飞秒钛宝石激光器的复合型透射式脉冲压缩光栅。该光栅由1 250line/mm和3 300line/mm两种光栅集成在一个熔石英基底上制成,其工作中心波长为800nm,工作波段为700~900nm。1 250line/mm光栅用于脉冲压缩;3 300line/mm光栅... 提出了一种用于飞秒钛宝石激光器的复合型透射式脉冲压缩光栅。该光栅由1 250line/mm和3 300line/mm两种光栅集成在一个熔石英基底上制成,其工作中心波长为800nm,工作波段为700~900nm。1 250line/mm光栅用于脉冲压缩;3 300line/mm光栅的运用则有益于减少透射光栅的反射损失,同时由于采用高频光栅结构代替了传统增透膜,可有效减少光栅基底的波前形变。该复合光栅完全由熔石英材料构成,故具有很高的损伤阈值。利用严格耦合波理论对该复合型透射光栅的微结构进行了优化设计,结果表明:1 250line/mm光栅在中心波长800nm处的-1级衍射效率可达98%;3 300line/mm增透光栅的透过率在700~900nm波段可以达到99.7%以上。最后,应用全息记录技术和离子刻蚀技术实际制备了Φ65mm×1mm的复合式透射脉冲压缩光栅,实测衍射效率与理论设计相符。 展开更多

关键词 脉冲压缩光栅 熔石英透射光栅 衍射效率 激光损伤阈值

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小形变变形镜的设计及其在低像差脉冲压缩光栅中的应用 被引量：2

12

作者 陈新荣 李朝明 +2 位作者 王丹 韦晓茹 吴建宏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2993-2999,共7页

考虑激光脉冲啁啾放大与压缩技术要求脉冲压缩光栅有较低的像差,设计并制作了一个小形变变形镜来补偿大口径光栅基板加工残余的亚微米级静态像差对光栅波像差的影响。该变形镜有效口径为80mm、厚度为5mm,包含19个分立式压电促动器。采... 考虑激光脉冲啁啾放大与压缩技术要求脉冲压缩光栅有较低的像差,设计并制作了一个小形变变形镜来补偿大口径光栅基板加工残余的亚微米级静态像差对光栅波像差的影响。该变形镜有效口径为80mm、厚度为5mm,包含19个分立式压电促动器。采用干涉仪测量得到各个促动器的响应函数,构建了变形镜的刚度矩阵;采用最小二乘法求解出获得目标面形时各个促动器上所需施加的控制电压;通过整体优化和局部优化的结合,使变形镜的目标面形得到了有效控制。应用该变形镜构建了主动式全息光学记录系统,并选用具有较大像差的基板开展了光栅像差补偿实验。实验显示,对残余像差为~0.93λ的基板,采用变形镜后制作出了残余波面PV可达0.14λ（@633nm）的脉冲压缩光栅,验证了小形变变形镜在光栅基底像差补偿上的有效性。 展开更多

关键词 变形镜 全息光栅 脉冲压缩光栅 压电促动器 响应函数 像差补偿

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太阳能电池的最终效率探讨 被引量：11

13

作者 钱志成 戴晓 +3 位作者 史鹏 尹万健 娄艳辉 邹贵付 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期964-970,共7页

太阳能电池利用光伏效应将太阳能直接转换为电能,拥有可再生、清洁、安全、寿命长等优点,被认为是最有前途的可再生能源技术之一.虽然光电转化效率在10%~18%的太阳能电池已经实现大规模产业化应用,但如何进一步提升太阳能电池的光电转... 太阳能电池利用光伏效应将太阳能直接转换为电能,拥有可再生、清洁、安全、寿命长等优点,被认为是最有前途的可再生能源技术之一.虽然光电转化效率在10%~18%的太阳能电池已经实现大规模产业化应用,但如何进一步提升太阳能电池的光电转换效率依然是研究者面临的最重要的挑战.近年来,随着新材料和新技术的不断发展,单结太阳能电池的效率越来越逼近S-Q效率极限;另一方面,随着多结太阳能电池、中间带太阳能电池等新概念太阳能电池的出现,太阳能电池效率纪录在不断地被改写.本文围绕太阳能电池的效率极限,主要讨论了各类单结太阳电池、多结太阳能电池的基本原理和优缺点,分析了限制它们效率进一步提升的主要因素,并展望了新概念太阳能电池的发展与效率极限. 展开更多

关键词 太阳能电池 转换效率 带隙

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