主要研究了不同结构参数对金属纳米表面等离子激元辐射增强的影响,以提高入射电磁波与金属表面自由电子的耦合效率。对Au、Ag纳米颗粒进行了数值模拟,比较了不同形状金属纳米颗粒的局域场增强。与其他结构相比,球形金属纳米颗粒具有更显著的局域场增强效应。通过改变球形金属纳米颗粒的各个参数进行Purcell分析,结果表明:沿极化方向的长轴尺寸、垂直于极化方向的短轴尺寸、环境材料的折射率以及光源距纳米颗粒的距离都会极大地改变金属纳米表面等离子激元共振辐射增强的效果,且会对共振波长的位置产生极大影响。最后对具有椭球壳结构的金属纳米颗粒进行了模拟,发现随着椭球壳内填充介质的折射率和椭球壳厚度改变,辐射强度都表现出不同程度的增强。

由于半导体激光器快慢轴方向的光束质量相差较大, 为完成半导体激光器堆栈的光纤耦合, 通常采用棱镜堆对光束进行整形。提出一种先填充快轴方向暗区、后旋转重排的光束整形技术, 基于棱镜内部的全反射和平行平板对光束的偏移作用, 在不使用棱镜堆的情况下完成了整个光束的整形过程。所提技术可将8个巴条组成的半导体激光器堆栈耦合到芯径为200 μm、数值孔径为0.22的光纤中, 输出功率可达544.47 W, 系统的光-光转换效率达到85%。

太赫兹(Thz)探测器工作在室温条件下极大地促进了太赫兹科学与技术的应用。超薄(10μm)钽酸锂(LiTaO3)晶片被用作太赫兹探测器敏感元材料。基于钽酸锂晶片太赫兹探测器在2.52 THz激光辐射源照射下, 20Hz斩波频率时响应率可达到8.38×104V/W, 等效噪声功率NEP)可达到1.26×10-10W。这种加工超薄钽酸锂晶片的方法为制备高响应率太赫兹探测器提供了一个可行的方法。

采用脉冲直流反应磁控溅射技术在不同的占空比条件下制备了氧化钒薄膜。利用X射线光电子能谱仪测定了薄膜的组分, 用光谱椭偏仪在300~850nm的波长范围内对薄膜的光学性质进行了研究。实验结果表明降低占空比具有促进金属钒氧化的作用, 而通过采用Tauc-Lorentz谐振子色散模型结合有效介质近似模型对椭偏参数Ψ和Δ进行拟合, 得到了较为理想的拟合结果。薄膜的复折射率和透过率均由椭偏拟合结果确定, 结果发现占空比的下降, 导致了可见光范围内薄膜折射率和消光系数的降低以及透过率的提高。

室温下, 采用脉冲直流反应磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜。研究了脉冲调制功率占空比对薄膜物相、表面形貌、组分和热敏电学性能的影响。X射线衍射测试结果表明在室温及不同占空比下生长的氧化钒薄膜均为非晶结构; 原子力显微镜表面形貌测试表明降低占空比可以得到更加光滑的薄膜表面; X射线光电子能谱测试表明降低占空比能够在反应溅射气氛不变的情况下促进钒的氧化; 对薄膜的热敏电学特性测试发现, 在293~368K, 小极化子跳跃是脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜中主要的导电机制。