研究了时间整形飞秒激光在熔融硅表面诱导纳米周期条纹结构的电子动力学过程.通过引入非线性电离机制和表面等离子激元的瞬态作用机理,建立了关于时间整形飞秒激光诱导和调控熔融硅表面纳米周期条纹结构的电子动力学模型,并应用该模型研究获得了纳米条纹周期与时间整形脉冲时间间隔的定量关系.理论研究结果表明,通过调节时间整形脉冲的时间间隔可以实现操控表面等离子激元与激光瞬态干涉过程中的波矢配对,最终可实现对诱导的纳米条纹周期的调控.此模型预测得到的纳米条纹周期与实验结果符合得很好.该研究对于深刻理解整形脉冲链诱导材料表面纳米周期结构的电子动力学操纵机制以及对条纹周期的调控都具有重要的理论价值.

等离子体等离子体在硅基底上的光散射

反射镜作为光子集成电路的基本元件,被应用于量子通信、智能电网、航空航天等多种领域。高反射率、低温度敏感性的片上光反射镜可以大大简化光子集成电路系统,提高光子集成电路的可靠性和稳定性。因此,提出了一种基于绝缘体上硅的高反射率、低温度敏感性片上光反射镜方案。该方案采用Sagnac环结构,可在3.41 nm波长范围内实现超高反射率(反射率大于90%),在32.85 nm波长范围内实现高反射率(反射率大于80%)。通过片上微型热电极对该反射镜进行加热,结果表明,当微型热电极的功率从0 mW逐渐升高至6 mW时,在1566.5~1568.58 nm波长范围内反射镜的波长漂移量小于0.045 nm,反射率变化小于0.19 dB。该反射镜具有尺寸小、质量轻、制造简单、反射率高、损耗小、温度不敏感等优势,可广泛应用于激光器、微波光子滤波器、光传输网等通信和信号处理领域。

基于石墨烯-硅异质结的高性能位置感应探测器

基于光源偏振补偿硅基液晶(LCOS)光学引擎的激光三维(3D)显示系统对传统的LCOS光学引擎引起的偏振光损失进行了补偿，使经由照明系统进入光学引擎的不同偏振方向的激光全部参与成像，既可以实现激光3D立体显示，还提高了二维(2D)显示时的光能利用率。进行2D显示时，入射激光的s偏振光和p偏振光分别对应于不同LCOS同时成像，成像后的图像在屏幕上相互叠加，投影后图像的亮度约为未进行偏振补偿时的2倍。当输入3D视频信号时，正交偏振的p偏振光和s偏振光分别对应于左右眼图像同时成像，观看者配戴由正交偏振片制成的眼镜，可实现双像分离，实现激光3D显示。

用低温光致发光技术,研究了硅单晶中浅能级杂质和热处理引进的缺陷,得到各种浓度掺棚和掺磷的硅的光致发光光渚,并作出了相应的定量分析.实验中已探测到的硼的浓度低达5×10~(11)cm~(-3).观察了光致发光强度与激发光强度的关系,还用光致发光技术分析了450℃附近热处理引进的热施主的行为.结果表明,低温光致发光可以作为测量高纯半导体单晶硅中微量杂质硼和磷的含量及分析热处理硅单晶中的缺陷的有效手段.

在计入相干效应和考虑衬底影响的基础上,提出一种非破坏性的简易分析法。利用此法,由非晶硅试样的光谱透射曲线可确定膜层的厚度、折射率及吸收系数。作为例子,我们计算了α-Si:H及α-SiC:H薄膜的光隙。

AIC和RIE法制备的黑硅纳米林

飞秒激光的低热输入、极小热影响区的特点使其在微纳米尺度材料连接领域有明显的优势。为了将石英玻璃与硅可靠地连接在一起，使用功率为4~30 mW，频率为1 kHz，波长为800 nm 的飞秒激光对石英玻璃与硅进行连接，测试了接头的剪切强度，对接头横截面进行腐蚀处理，观察截面，分析了接头断裂前后的形貌特征，研究了激光参数，如激光功率、扫描速度、聚焦物镜的数值孔径以及离焦量对接头强度的影响规律。实验结果表明，根据焊接工艺的不同，接头强度分布在7~54 MPa之间。将激光准确定位到界面处，在合适的激光功率和扫描速度下可以降低焊缝缺陷，得到剪切强度较高的接头。

针对非晶硅薄膜沉积时金字塔沟壑处容易出现外延生长的问题，采用化学抛光液CP133对硅片表面进行了抛光处理。研究结果表明，抛光使得金字塔底部区域形貌由“V”型变成了“U”型，明显改善了非晶硅/晶体硅界面的钝化效果。抛光溶液温度低于30 ℃时难以发挥腐蚀作用，但当溶液的起始温度升高至35 ℃时，获得了较好的抛光效果。采用质量分数为1%的NaOH溶液制绒且抛光时间为30 s时，太阳电池性能较佳。