国家自然科学基金(61008028)
- 作品数：8 被引量：18H指数：3
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- 相关机构：天津大学山东大学天津津航技术物理研究所更多>>
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- 基于差分反射光谱的真空环境有机薄膜生长在线监测方法
- 2015年
- 有机薄膜器件是微电子和光电子领域的重点研究方向。薄膜制备过程的在线监测作为研究成膜机理和优化工艺参数最直接的测量手段,对薄膜器件的高质量制备具有重要意义。为实现真空环境有机薄膜制备过程的实时在线监测,提出了一种基于差分反射光谱术的高精度测量方法。采用离轴抛物面反射镜、光学平板和光纤等基本光学元器件构建紧凑型光路系统,运用差分算法分析光谱信号,具有较高的测量性能。测试了不同实验环境下光谱信号的波动,得出在控温条件下,系统的长时间测量重复性优于2‰。还研究了并五苯分子通过分子束外延制膜法在Au基底成膜初始阶段的生长过程。通过与膜厚仪和原子力显微镜测试结果比对,光谱信号精确反映出超薄膜在生长中引起的细微光学演变,其测量精度优于亚单分子层。实验结果表明,该差分反射光谱测量系统具有宽光谱（300～820nm）、高稳定性（重复性优于2×10^-3）、高测量精度（亚单分子层）等特点,并有效地抑制了光路装配误差、光学器件缺陷和环境干扰等对光信号的影响,作为一种高精度表面表征方法,适合于薄膜制备过程的实时在线监测。
- 姚姚胡春光徐臻圆张雷傅星胡小唐
- 纳米有机薄膜有效导电层的反射光谱法研究被引量：1
- 2016年
- 为研究纳米厚度有机薄膜生长过程中有效导电层的判定方法,揭示反射光谱蕴含的薄膜生长机理,基于多相膜层等效结构和光学菲涅耳方程建立了材料光学系数和膜层厚度为参数的差分反射光谱数学模型,提出了依据相对拟合误差的拟合度评价方法.通过分析室温真空环境纳米厚度并五苯薄膜在Si/SiO_2基底上生长过程的差分反射光谱,发现采用四相膜层结构和并五苯薄膜晶体结构光学系数拟合的差分反射光谱与实验数据符合良好,确认并五苯分子主要以薄膜结构的形态进行生长,膜厚生长速率约为0.2 nm/min.该方法避免了反射光谱中多膜层结构产生的干涉信号对生长机理分析的影响.更为重要的是,相对拟合误差随生长时间的变化趋势与由薄膜构建的场效应管结构的电学特性呈现出明显的相关性,不仅反映了生长过程中薄膜成膜模式的演变趋势,还清晰地揭示了有效导电层的形成过程,为光谱法研究薄膜生长机理和无法进行电学测试的条件下监测薄膜电学特性提供了新手段.
- 侯艳洁胡春光张雷陈雪娇傅星胡小唐
- 关键词：光学模型反射光谱
- 基于单偏振器的液晶相位延迟器光电特性被引量：3
- 2016年
- 液晶相位延迟器(LCVR)是一种新型偏振器件,精确标定其光电特性是实现基于该器件的精密光学偏振测量的关键环节.通过建立探测光强与相位延迟值和器件方位角的数学模型,提出了一种基于单偏振器的测量新方法,可快速计算出不同电压作用下的LCVR本征轴方位角和相位延迟值.该方法具有测试结构简单、相位延迟测量过程无需机械旋转、全谱测量速度快的优点.此外,该测量结构便于集成在其它偏振测量结构中,实现LCVR的在线、实时标定.实验结果表明基于上述方法的测试系统,LCVR的相位延迟测量重复性优于5‰,本征轴方位角的测量分辨率优于0.1°.
- 霍树春胡春光沈万福李艳宁胡小唐
- 关键词：相位测量偏振光学
- 基于准布儒斯特角法研究抛光过程中光学材料的表面质量被引量：5
- 2020年
- 光学硬脆材料在机械加工过程中不可避免地形成表面/亚表面损伤,对器件性能、使用寿命等具有至关重要的影响。相较于磨削、研磨两种前道工艺,抛光阶段材料的损伤逐渐减少至极其微量的程度,而最终残留的损伤将伴随材料的使用全周期,研究抛光阶段表面质量的变化过程对掌握抛光的工艺质量十分必要,但测量难度高。针对这一问题,本文在总结抛光阶段损伤形式的基础上,首先仿真分析了准布儒斯特角法检测表面质量的原理和优势,随后以Nd∶GGG激光晶体为研究对象,利用椭偏仪对不同抛光工艺下样品表面质量的变化进行了实验研究。通过与白光干涉法测量的表面形貌进行对比,准布儒斯特角偏移量和相位角变化曲线斜率准确地反映了抛光过程中表面质量的变化,展现了该方法的无损伤和高灵敏度特性,以及辅助研究抛光工艺的可行性。最后,对准布儒斯特角法在表面质量检测方面面临的问题进行了分析和展望。
- 胡春光孙兆阳方子璇刘军张昊房丰洲
- 关键词：光学材料
- 有机半导体薄膜生长原位实时测量方法的研究
- 2015年
- 针对原位实时监测有机半导体薄膜生长情况的需求,提出了差分反射光谱法与场效应晶体管法结合的光电联合测量方法,设计研制了测量系统.以并五苯有机分子为例,通过自制底栅底接触式场效应管微结构,实验测试了热蒸发法生长导电膜层过程中光电信号的演变与相互关联.光谱信号显示,并五苯以薄膜态结构进行生长,光谱随生长进程变化显著.实验数据与四相结构模型仿真结果的良好吻合,表明因薄膜增厚引起干涉条件的改变是光谱变化的主因,由此推算出薄膜生长速率为0.23 nm/min.当薄膜等效厚度达到28 nm时,场效应管的导电性显著增强,标志着并五苯有效传输层的形成.此后,薄膜厚度持续增加,但测试电流增长缓慢,说明该结构进入电学特性饱和区.光电联合法不仅有助于研究有机半导体薄膜的光谱信息、电学特性和薄膜结构之间的相互对应关系,也为发展原位监测有机半导体薄膜制备过程,探索最佳工艺提供了新的研究手段.
- 徐佳佳胡春光陈雪娇张雷傅星胡小唐
- 关键词：光电特性并五苯
- 基于FPGA的实时数据采集系统设计被引量：8
- 2013年
- 基于Windows操作系统的计算机,难以满足长时间、大数据量的实时稳定测量与控制要求。针对该问题,在反射差分光谱仪的电子控制部分,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时控制与数据采集系统设计方案。采用硬件描述语言和NiosII软核处理器系统相结合的设计方式,实现FPGA与计算机、探测器的高速USB通信,与角度编码器的同步串行通信,以及探测器和角度编码器之间的精确同步控制等功能,完成角度数据和光谱数据的实时采集。实验结果表明,该系统的同步控制和数据采集性能较好,仪器的实时性能提升显著。
- 夏祥龙陈津平胡春光
- 关键词：现场可编程门阵列实时数据采集USB通信同步控制硬件描述语言NIOSII软核处理器
- 用于真空在线测量的离轴非球面结构反射差分光谱仪设计与实现被引量：1
- 2013年
- 基于旋转补偿器的反射差分光谱（RC—RDS）技术是具有亚单层光学灵敏度的高精度表面表征方法，其全光谱快速测量性能，特别适合在线检测。为满足真空在线测量的应用需求，综合考虑使用空间、工作距离、光束直径、光谱宽度和通光率等限制因素，提出了基于离轴抛物（OAP）反射镜的光学测头设计方案，构建的测试样机实现了有效工作距离大于50cm、光斑直径小于6．5mm和光谱范围涵盖280～825nm等性能。实验研究了超高真空环境Cu（110）样品在退火处理中的RDS，仪器详细记录了信号随温度的演变过程，测量精度优于3×10-4，表明新方案满足真空环境下表面高灵敏光学测试的需求。
- 徐臻圆傅星张一帆谢鹏飞胡春光胡小唐
- 基于反射差分显微术的有机薄膜空间均一性研究
- 2017年
- 有机薄膜半导体器件在微电子和光电子领域具有重要的研究与应用价值,其成膜质量是影响器件性能的重要因素,如空间分布的均一性.采用反射差分显微测量方法,对各向异性基底上生长的并五苯薄膜的反射差分显微图像进行分析,研究了该薄膜参数空间分布的非均一性,同时展示了反射差分显微术在薄膜制备检测及工艺研究的应用价值.
- 霍树春胡春光胡春光李艳宁李艳宁
- 关键词：各向异性偏振光学
