一、超精细图案光刻技术的研究与发展（论文文献综述）
阮春烤[1]（2021）在《基于表面周期性电注入的770nm与795nm增益耦合DFB半导体激光器的研究》文中研究说明随着5G通信、大数据、云计算、物联网等的迅猛发展,具有使用寿命长、成本低、体积小、重量轻、可靠性高、功耗低等优点的半导体激光器得到了广泛的应用,尤其是具有稳定性高、单频特性好、窄线宽、波长可调谐的分布反馈（DFB）半导体激光器。在法布里-珀罗（FP）激光器的基础上,引入周期性的折射率微扰,对激光器折射率的实部（折射率耦合型）或者虚部（增益耦合型）进行周期性的调制,从而实现激光器的单纵模激射输出,被称为DFB半导体激光器。折射率耦合型DFB半导体激光器存在本征的双模式激射问题,可以通过引入额外的1/4波长相移光栅等方法来解决,从而实现激光器的单纵模激射,然而还需要蒸镀高质量的腔面膜来解决自然解理引起的模式串扰问题,并且需要二次外延生长等高精密技术。传统的增益耦合DFB激光器虽然也能得到单纵模激射,但是仍然需要二次外延技术与纳米尺寸的光栅制备技术等高精密技术。本文利用i-line光刻技术,制备了增益耦合型DFB半导体激光器,不需要二次外延技术与纳米尺寸光栅制备技术等高精密技术,成本大大降低,并且制备的器件单模可调谐范围比相同条件下的一般DFB激光器大数倍。本文主要研究增益耦合DFB半导体激光器的结构设计、器件制备、以及结构分析,具体研究内容与成果如下:（1）采用传输矩阵与耦合波理论法,对表面高阶光栅DFB半导体激光器的波导结构进行了光学特性的理论分析。结合PICS3D、COMSOL Multiphysics等软件的仿真模拟计算,为器件结构参数的设计与优化提供了坚实的理论基础。（2）利用表面高阶光栅,实现了激射波长770 nm附近的Al Ga As双量子阱增益耦合DFB半导体激光器的单纵模激射。利用表面光栅技术与i线光刻技术,没有使用复杂的二次外延技术与纳米级的光刻技术,器件制备技术简单,成本低。使用周期性的电流注入技术,形成了增益耦合机制,得到了激射波长在770 nm附近的DFB半导体激光器。把器件解理成bar条后,分别镀上高反膜与增透膜（HR>99%,AR<0.5%）,然后再解理成单管器件。在20℃的测试温度下,我们器件的最大输出功率可达116.8 m W,最大SMSR可达36 d B,3d B线宽为0.26pm（128 MHz）。（3）不刻蚀光栅,利用i线光刻技术在激光器的脊型波导上制备周期性电极,形成表面周期性电流注入技术,制备出了激射波长770 nm的Al In Ga As单量子阱增益耦合DFB半导体激光器,该器件的最大输出功率116.3 m W,SMSR最大可达33 d B,3d B线宽为1.78 pm。（4）利用表面周期性电流注入技术,实现了激射波长795 nm的Al In Ga As双量子阱增益耦合DFB半导体激光器的单纵模激射。利用i线光刻技术,在激光器的脊型波导上制备周期性电极,使周期性电注入在有源区形成增益对比,最后得到增益耦合DFB半导体激光器,该器件没有使用昂贵的二次外延技术与纳米级的光刻技术,制备技术简单,成本低。在20℃时,器件的最大输出功率为50.89m W,最大边模抑制比为34.56 d B。并且器件的单模可调谐范围大,调谐范围达到12.792 nm。波长随温度变化斜率为0.401 nm/℃（一般DFB激光器的变化斜率都小于0.1 nm/℃）,和FP激光器相当,即该器件既拥有DFB激光器的单模激射性能,也拥有FP激光器的宽调谐性能。
李维杰[2]（2021）在《少层石墨机械振子的模态耦合研究》文中研究表明基于纳米机电系统的模态耦合问题,在近年来是一个非常热门的研究课题。耦合谐振器对于精密测量等应用方面以及量子信息等基础科学方面的研究具有重要意义。本文根据实验室现有条件与搭建进度,选择少层石墨机械振子作为主要研究对象,来研究光、电、微波等多场调控下机械振子的模态演化与相互作用。具体的,本文的主要内容如下:1.简要介绍了少层石墨振子制备所需要的微纳米加工工艺设备、原理与步骤。2.实验上制备了鼓膜少层石墨机械振子并表征了振子的机械模式;振子的机械模式随泵浦强度增大而出现受激辐射现象,同时也进行了相关的理论推导。3.实验上基于电子束曝光制备了少层石墨串联机械振子并表征了振子的机械模式;实现了近邻振子和空间分离振子的机械模式强耦合以及电场对模式耦合强度的调制;观测到近邻与空间分离振子的机械模式的非线性耦合、同步以及电场对同步的调制。4.实验上基于Under-cut工艺制备了少层石墨串联机械振子并表征了振子的机械模式;观测到机械振子的非线性响应被电热效应调制;基于电热效应,观测了串联振子的热输运,以及在热输运下,实现了对振子局域机械模式强耦合的调制。本文的主要创新点如下:1.实验上观察到基于石墨机械振子这种材料体系的声子激射现象。2.实验上在实验上观测到了在空间分离振子机械模式强耦合区域的同步,以及机械模式耦合强度对同步的调制。3.实验上实现了电热效应对石墨振子机械模式非线性响应的调制,以及观察到了电热效应对振子局域机械模式强耦合的影响。
李振彬[3]（2021）在《基于浸润性调控液滴排布技术制备微透镜阵列的研究》文中进行了进一步梳理微透镜阵列作为一种重要的微光学元件,在立体显示、光信息存储、光通信等领域有着重要的应用价值和广阔前景。然而微透镜阵列的加工问题成为制约其快速发展及应用的重要因素。因此微透镜阵列的低成本、高效率、大批量的制备技术成为众多学者研究的课题。本文主要提出利用浸润性调控液滴排布技术制备微透镜阵列的方法。该方法能够高效、快速制备大面积、高通量的微透镜阵列,并且实现透镜单元的形状、尺寸、位置、曲率的精确调控。主要研究内容如下:（1）研究了利用光刻涂覆法在基底表面制备出圆孔状亲疏水图案化修饰层,接触角测量仪表征圆孔内外的接触角的结果表明:圆孔内为亲水区域,表面能为71.45 m N/m;圆孔外为疏水区域,表面能为13.19 m N/m。利用圆孔内外浸润性差异,使用刮涂法将聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol,PVA）溶液涂覆在亲疏水图案化表面。PVA溶液在表面张力的作用下从疏水区域流入亲水区域形成微液滴,而已在亲水区域的PVA溶液被疏水边界围困住。待加热使PVA溶液中的溶剂完全挥发后,即可得到大面积、均一化的PVA微透镜阵列。通过原位观察法观察圆孔内PVA溶液受热挥发过程中接触角的变化发现:随着溶剂的挥发,圆孔内PVA溶液接触半径不变,表观接触角逐渐减小,液滴的外轮廓曲率半径逐渐增大。（2）深入研究了影响PVA表面轮廓的工艺参数。通过调控PVA溶液的浓度,调控PVA微透镜的曲率半径。表面轮廓测试发现:随着PVA溶液浓度的增加,PVA微透镜的曲率半径减小,但PVA溶液浓度过高,会增加刮涂难度。通过调控刮涂PVA溶液的体积,可以调控PVA微透镜的曲率半径。接触角测试结果发现:由于线张力的存在,随着刮涂溶液体积的增加,圆孔内PVA溶液的接触角变大。通过设计掩模版的结构,制备出不同孔径、不同填充率的圆孔状亲疏水图案化表面,进而制备出不同孔径、不同填充率的PVA微透镜阵列。通过调节光刻涂覆法的工艺参数,可在柔性聚酯基底表面修饰亲疏水图案化层,制备柔性PVA微透镜阵列。（3）利用PVA使液晶分子垂直于基板表面排列,以及PVA的折射率与液晶E7的相近这两个特点,制备可电控调焦的液晶微透镜阵列。通过搭建光学测试系统,对该微透镜阵列进行光电性能表征,测试液晶微透镜阵列的电控聚焦能力。液晶透镜的光电性能测试发现:当电压从0调节到0.6 Vrms时,液晶微透镜的焦距从-4.5 cm变化到无穷大,为具有发散功能的液晶微透镜阵列。
王斌[4]（2021）在《钙钛矿阵列的图案化生长及其应用研究》文中指出近年来,钙钛矿在集成光电器件如人造眼、电子皮肤、照相机模块和数字显示器等中的实际应用引起了对光电器件阵列不断增长的需求。传统光刻工艺包括光刻胶旋涂、紫外曝光和光刻胶烘烤等过程,在当今的半导体工业中被广泛用于无机半导体材料的图案化。但是,由于钙钛矿在许多极性和质子溶剂中具有溶解性和水分解性,该工艺不能直接应用于钙钛矿材料的图案化。我们通过PDMS印章辅助实现了钙钛矿薄膜阵列图案化生长方法,并实现了可见光轨迹跟踪和实时图像传感的应用。具体研究成果如下:1.将预先设计的图案化PDMS印章压印在亲水处理的衬底表面,真空静置处理（0.03 MPa,28℃,4 h）,使其中未固化的PDMS低聚物分子转移到衬底表面,实现图案化的亲疏水处理。通过旋涂法,将该方案应用于不同的钙钛矿材料(MAPbI3、FA0.85Cs0.15Pb I3和CH3NH3Pb I3-xClx)以及不同目标基材（SiO2、FTO、ITO和氟金云母）,并均能成功实现钙钛矿薄膜阵列的图案化生长。2.在预处理SiO2/Si的衬底上,利用PDMS低聚物分子辅助定位生长MAPbI3钙钛矿薄膜阵列,然后通过金属掩模版将具有一定沟道长度的平行Au电极阵列沉积到所获得的MAPbI3钙钛矿薄膜阵列上,构建光电探测器阵列。电学测试结果表明,该器件在可见光范围内都具有良好的光电性能,并对660 nm左右的入射光展现出的光响应最明显,包括高达2.83 AW-1的响应度、5.32×102%的外部量子效率和5.4×1012 Jones的光谱探测率,以及较快的响应速度（τr/τf=52.7/57.1μs）。此外,还分别记录了在黑暗中和在均匀白光照射下的每个像素阵列的沟道电流,其中大多数具有相近的Ilight/Idark比率,说明了钙钛矿光电探测器阵列具备令人满意的均匀性。3.在预先沉积复杂金属电路的SiO2/Si衬底上制备了可寻址的8×8钙钛矿光电探测器阵列,成功实现了对“Z”字形移动的可见光光斑的轨迹追踪。通过自行设计的数据采集系统和成像系统,在白光、450 nm、660 nm和810 nm的不同光照下,分别成功实现了包括“H”、“F”、“U”和“T”不同字母静态实时成像。所有图像均具有良好的空间分辨率。未固化的PDMS低聚物分子辅助的定位生长钙钛矿薄膜阵列这一方案简易可行,为钙钛矿材料在光电探测器的光轨迹追踪和图像传感领域的应用提供了一种更加方便的、有效的途径。
徐刚[5]（2020）在《基于锗纳米线量子点的空穴自旋及其复合结构研究》文中提出对基于量子点自旋量子比特的半导体量子计算来说,具有长的量子比特相干时间和能够对比特自旋态进行快速操控是两个关键条件。因此,寻找满足上述条件的合适平台已经变得越来越重要。在Ⅳ族半导体中,硅和锗具有核自旋为零的稳定同位素,纯化后的材料由于其较弱的超精细相互作用,使得电子自旋比特具有较长的相干时间。但是,在硅量子点体系中要实现对电子自旋比特的操控,就必须在量子点器件上集成额外组件,例如微型磁体或者微波条带线。这些集成组件使此类器件的制造工艺复杂化,不利于多比特的扩展。相比于电子自旋,锗量子点体系中的空穴载流子由于P轨道而具有更弱的超精细相互作用和更强的自旋轨道耦合,不需要集成额外的组件就可以实现对自旋比特的快速全电操控。因此,锗空穴量子点是一个非常理想的自旋量子比特平台。本论文主要对基于棚顶型锗纳米线的空穴型量子点进行实验研究,主要内容包括:1.介绍了锗空穴材料体系的研究背景和目前取得的一些研究进展,以及半导体量子点中空穴自旋和腔量子电动力学的物理概念。2.详细地描述了棚顶型锗纳米线量子点器件的制备工艺,介绍了微纳加工相关的仪器设备及低温测量平台,给出了量子点的性质表征方法并评估了锗纳米线的迁移率。3.在棚顶型锗纳米线上制备了耦合高度可调的双量子点,并观测到了自旋阻塞现象。在自旋阻塞区域,通过分析漏电流随磁场的演化,证实了锗纳米线体系中有着很强的自旋轨道耦合。在实验上观测到了多种耦合模式的电偶极自旋共振谱线,并进一步实现了空穴自旋量子比特的超快操控。4.实现了棚顶型锗纳米线空穴型双量子点和超导微波腔的偶极耦合。利用微波腔实现了对双量子点中电荷态的探测,实现了可调的隧穿率和提取了电荷比特的退相干率。提取了空穴-腔的耦合强度并进一步评估了在单量子点和双量子点中空穴自旋-光子的耦合强度。5.介绍了新型定位型锗纳米线材料,基于两根相邻平行的纳米线制备了集成电荷感应器的双量子点器件,并利用电荷感应器对双量子点的电荷态进行探测,对多量子比特扩展结构进行了探索。本文的主要创新点包括:1.实验上首次制备了耦合可调的锗纳米线双量子点,测量提取了其自旋轨道耦合强度tso-38±4 μeV并评估了自旋轨道耦合长度lso～40-100nm。2.实验上首次观测到多种模式的电偶极自旋共振谱线并对其能谱进行分析。3.表征了空穴自旋单比特并得到了最快的Rabi频率fR～698±2MHz。4.首次实现了锗纳米线空穴型双量子点与超导微波腔耦合,耦合强度gc/2π～15 MHz。5.基于定位型锗纳米线首次实现了双量子点与其邻近的电荷感应器的电容耦合,探索了多量子点扩展的可行性。
高国涵[6]（2020）在《聚酰亚胺薄膜透镜制备关键技术研究》文中研究表明空间光学成像技术在宇宙探索、对地观测等领域发挥重要作用,各应用场景对光学系统的性能指标提出新的要求,其中分辨率作为核心的技术指标受光学系统口径限制。传统反射式和折射式系统由于固有的技术瓶颈,很难继续增大口径,限制了其在空间光学领域的新应用。下一代超大口径空间光学系统需要新原理、新技术,突破传统技术的局限,微结构成像技术就是其中一个代表。利用微纳结构对光波的振幅和相位进行调制,将微纳结构制备在大口径光学薄膜基底材料上,即可大大降低主镜重量,再将多个主镜采用拼接组合而成,便可实现更大的口径和可折叠展开功能,这一技术将成为未来空间成像光学系统的发展趋势。然而,制备满足要求的大口径光学薄膜基底材料以及在其表面制备满足要求的微纳结构并非易事,面临诸多的关键技术难题,本文将瞄准这些难题,开展聚酰亚胺薄膜透镜制备关键技术研究。本文针对大口径衍射透镜的应用需求和聚酰亚胺薄膜透镜制备面临的主要技术瓶颈展开研究,提出了全新的聚酰亚胺薄膜透镜制备工艺技术路线。基于聚酰亚胺薄膜透镜光学设计及公差分配,研究了光学级聚酰亚胺材料合成与薄膜成型工艺,突破了大口径聚酰亚胺薄膜透镜微结构加工与检测工艺,研究了聚酰亚胺薄膜透镜波相差工艺影响因素,实现了聚酰亚胺薄膜透镜成像能力的改善。主要研究工作包括:（1）介绍了聚酰亚胺薄膜衍射透镜的研究背景和意义。通过分析国内外研究现状,总结聚酰亚胺薄膜透镜的加工技术难点和现有的主要加工工艺方法,分析指出现有主流工艺路线的优点与技术瓶颈。（2）介绍了衍射光学系统的基本理论,在波动光学理论的基础上,采用Schupmann消色差模型,利用衍射次镜组消除衍射主镜的色差,利用Zemax光学仿真软件设计了系统口径为1.5m,光谱范围为0.55μm0.65μm,视场大于0.12°,调制传递函数（MTF）在62.5lp/mm下大于0.5,系统波前RMS优于λ/5（λ=0.6μm）衍射光学系统设计与公差分配,研究了离轴边缘子镜的设计与公差分配,衍射图案的口径达352mm,透镜材料为聚酰亚胺,台阶数为4,微结构最小线宽2.1μm,线宽误差、深度误差均小于10%,套刻误差小于0.5μm,位置误差小于1.0μm,平均衍射效率大于65%,波前误差RMS小于20nm。（3）研究了光学级聚酰亚胺薄膜材料的合成与成型,采用MTOL为二胺,PMDA和BPDA为二酐,NMP为溶剂进行缩聚反应,合成聚酰胺酸,再通过涂布方法形成胶膜,60℃低温固化,380℃高温亚胺化,制成聚酰亚胺薄膜。通过调控PMDA和BPDA的比例,控制聚酰亚胺的性能。通过对其玻璃化转变温度（Tg）、热膨胀系数（CTE）、力学性能、紫外光谱等性能表征进行结构优化,获得了性能基本能够达到技术指标的聚酰亚胺薄膜。采用并在此基础上研究了薄膜成型工艺中的转速、胶液浓度等工艺参数是如何影响膜厚及膜厚均匀性的。经过工艺参数优化在大口径聚酰亚胺薄膜上实现了很好的光学均匀性。（4）研究了基于聚酰亚胺薄膜基底的衍射透镜加工方法,分析了薄膜透镜加工难点,提出了新的工艺技术路线,将薄膜成膜与衍射图案制备分离,克服透射波前耦合的问题,将薄膜支撑置于衍射图案加工前端,解决应力突变造成的图案扭曲问题。经过实验验证,由该方法制备的衍射透镜的微结构形貌误差小于10%,衍射效率大于60%,波前误差RMS小于30nm。测试结果接近理论分析,表明本文所提出的工艺技术路线具备一定可行性。（5）从三个方面研究了聚酰亚胺薄膜透镜波相差的工艺影响因素。首先薄膜基底光学均匀性出发,提出了基于反应离子刻蚀方法的薄膜光学均匀性修正技术,实现了薄膜基底透射波前RMS优于20nm。其次研究了聚酰亚胺材料的吸湿溶胀特性对薄膜透镜波相差的影响,以及改善材料尺寸稳定性的方法。最后研究了薄膜材料的光弹特性,测得了薄膜光弹系数约400nm/MPa.cm,分析总结了光延迟角与主应力比值的数学关系,建立了应力分布与光延迟量、延迟角之间的物理联系,有助于提高薄膜支撑与固定的应力均匀性。
孙思明[7]（2020）在《飞秒激光直写制备基于蛋白质生物材料的微纳结构与器件》文中研究说明蛋白质及其衍生物作为生命体最重要的物质基础,广泛存在于自然界中。相比于人工合成的聚合物材料,蛋白质及其衍生物材料具有良好的生物相容性和优异的降解特性,被越来越多的被应用在各个研究领域。在蛋白质高分子结构上存在许多带电荷的活性位点,使其可以方便地进行生物/化学修饰,也可以采用多种微纳加工技术来制备蛋白质微纳结构。现如今,蛋白质材料在生物医学、生物光子学等前沿交叉领域受到了前所未有的关注。目前,应用于加工蛋白质材料的方法主要包括微压印技术、紫外光刻技术、静电纺丝技术、电子束刻蚀、微注射技术、飞秒激光直写技术,3D打印技术等。其中飞秒激光直写技术具有高精度,真三维的特点,且对加工的材料产生较低的附带热损伤,使得飞秒激光加工在蛋白质微纳结构的制备方面具有良好的适用性。考虑到飞秒激光加工属于一种非接触、无掩膜的技术手段,在加工过程中能够避免细菌等杂质的引入,保证有机材料的生物活性,在众多蛋白质材料加工方法中呈现独特优势。通过对飞秒激光加工光路的设计,可以实现在任意环境和衬底上对特定材料的修饰,甚至可以在活体细胞附近进行材料原位加工,如蛋白质微纳结构的制备,从而实现生物微纳集成。然而飞秒激光微纳加工技术在蛋白质微纳结构的制备方面仍处于研究的起步阶段。一方面,相比于目前较为热门的3D打印技术,飞秒激光加工技术对材料内部网格密度的高精度控制能力还没有得到充分的发挥与重视。另一方面,可用于加工的蛋白质材料局限于牛血清白蛋白等已成功制备的材料,对其它功能型蛋白质的研究较少。本论文利用飞秒激光直写技术实现了多种蛋白质材料的微纳结构化。研究了丝胶蛋白质及其与银纳米复合材料的微纳加工,成功制备了多种真三维结构的微纳器件并应用于诱导细胞生长;还制备了基于牛血清白蛋白的Y型光功分器,利用蛋白质材料本身对溶液中离子浓度敏感的特性,实现了微型功分器对环境pH值变化的响应调谐。具体内容包括:一,实现了对丝胶蛋白质微纳结构的飞秒激光直写过程。系统的介绍了从飞秒激光直写加工系统搭建;到从蚕茧中制备丝胶蛋白质粉末,再配置用于飞秒激光加工的丝胶蛋白质和光敏剂亚甲基蓝的混合溶液,最终利用飞秒激光制备出丝胶蛋白质二维/三维微纳结构;进一步,我们配置了丝胶蛋白质和银盐溶液的复合材料,利用飞秒激光实现了丝胶蛋白质对银离子的生物矿化效果,制备了丝胶与银的复合微纳结构,并通过调控参数实现了对复合微纳结构中银含量的调节二,详细探讨了飞秒激光直写丝胶蛋白质微纳结构的相关物理化学性质。发现丝胶微纳结构具有很高的杨氏模量,在空气中的杨氏模量可以达到3.35 GPa,远高于其它蛋白质微纳结构的杨氏模量。用405 nm的光对丝胶蛋白质微纳结构进行激发,测试了荧光光谱,结果表明飞秒激光作用后丝胶蛋白质发生交联荧光发射谱上会产生多个荧光发射峰,如463 nm和514 nm处的荧光发射峰等,这些荧光基团同时发射荧光在宏观上表现为肉眼可见的蓝色荧光效果。我们还测试了丝胶微纳结构ATR-FTIR光谱以及生物酶降解效果。最终将飞秒激光加工的丝胶微纳结构用于细胞培养,证明了丝胶微纳结构对细胞生长具有一定的诱导效果。三,调控飞秒激光加工微纳结构时的参数,制备了基于牛血清白蛋白的Y型功分器。利用飞秒激光三维可设计的加工能力,在蛋白质Y结型微光学功分耦合器的分叉位置制成一种半反半透镜效果的微界面结构,可以将功分器的分光比率由未加入此微界面的1:1,提高到3:1。采用另一种“三叉微界面”设计方式,实现了器件对环境中pH值变化的响应探测效果,当溶液环境中pH值从2.0到6.0范围变化时,两分支的分光比从1.48:1变化到1.85:1,且这一过程是可逆的。综上,在本论文中,利用飞秒激光直写工艺制备了基于丝胶蛋白的微纳结构,为诱导细胞生长,软骨组织细胞培养等提供了高效的方法。另一方面,利用蛋白质侧链氨基酸携带电荷的性质,以及飞秒激光直写高精度的点控制能力,实现了微光学器件对环境pH值的响应调谐。相信本文工作将有助于推动飞秒激光直写技术在生物、医疗等方面的发展和应用。
董宇航[8]（2020）在《激光与金属卤素钙钛矿作用机理及图案化打印研究》文中指出人类获取信息的70%以上来自于视觉,与视觉息息相关的信息技术是高新技术不可或缺的重要组成。作为信息技术的核心,光电半导体材料与器件在国际上得到了广泛关注。全无机金属卤素钙钛矿材料（ABX3,其中A=Cs,B=Pb、Sn等,X=Cl、Br、I,简称卤素钙钛矿）具有光致发光效率高（>90%）、半峰宽窄（<30 nm）、荧光峰位可见光波段任意可调、易批量合成等优点,已成为光电半导体材料中最具竞争力的“明星材料”。但是,基于卤素钙钛矿的发光和探测器件大多数是单器件,而构筑显示器与探测成像关键性技术是将活性层图案化与阵列化。与卤素钙钛矿的材料合成与器件构筑相比,关于图案化的研究相对滞后。近年来,液相激光照射法已经在纳米晶的合成、微结构调控及薄膜图案化等方面取得了显着进展,并且有望应用于卤素钙钛矿体系。然而目前激光照射法应用于卤素钙钛矿材料研究仍然较少,主要原因在于激光与卤素钙钛矿的相互作用机理尚不明确,难以进行卤素钙钛矿合成与薄膜图案化的精确调控。因此,发展液相激光照射法并将其应用于卤素钙钛矿的合成与图案化,需深入研究激光与卤素钙钛矿作用的微观过程及机理。本论文采用液相激光照射法,阐释了激光与卤素钙钛矿作用机理和激光辐照诱导阴离子交换机理,实现了激光诱导卤素钙钛矿纳米晶的可控合成、光谱调控与薄膜图案化打印。主要研究成果如下:（1）利用高速影像技术观测铯铅溴微米粉末在纳秒高能脉冲激光作用下的微观演变过程,系统研究了激光与卤素钙钛矿的作用机理。研究发现,激光作用卤素钙钛矿的微观过程受激光波长与卤素钙钛矿本征吸收带边对应波长（简称带边波长）相对位置影响。当激光波长大于卤素钙钛矿的带边波长时,激光不能被卤素钙钛矿吸收,激光作用产物仍处于微米级别;当激光波长小于带边波长时,卤素钙钛矿会直接吸收光子能量,发生激光重塑现象,引起晶格碎裂、形貌重塑与尺寸减小,最终形成纳米晶。在激光重塑作用下,受量子限域效应的影响,随着纳米晶的尺寸减小,其带边波长逐渐减小。当纳米晶的带边波长减小至小于激光波长时,激光重塑作用停止;当纳米晶的带边波长减小至极限且仍然大于激光波长时,激光重塑作用始终存在。随着纳米晶尺寸减小,激光在纳米晶体内部引起的温度变化逐渐减小,激光重塑作用逐渐减弱,而晶粒自发长大与团聚的效应逐渐增加。最终激光重塑作用与自发长大效应达到平衡。（2）基于激光与卤素钙钛矿作用机理,采用液相激光破碎（Laser fragmentation in liquid,LFL）法合成了高结晶度、尺寸均一的铯铅溴纳米晶。纳米晶的尺寸可以通过激光波长调控,利用532 nm激光获得了尺寸12 nm、荧光峰位于508 nm的铯铅溴纳米晶;利用355 nm激光获得了尺寸6 nm、荧光峰位于478 nm的铯铅溴纳米晶。通过LFL不同形态与特性的铯铅溴前驱体,均可获得高质量的纳米晶,表明LFL法对卤素钙钛矿前驱体材料具有普适性。通过激光重塑与配体诱导生长协同作用,实现了铯铅溴纳米结构的调控,合成了铯铅溴纳米片和纳米带。利用卤素钙钛矿材料的光学自适应现象,对多分散材料进行纯化处理,获得了平均粒径11.2 nm的单分散铯铅溴纳米晶。通过激光辐照法重塑了铯铅溴颗粒的形貌,获得了铯铅溴微米球和微米棒,并构筑了基于铯铅溴微米球的窄带探测器,探测器响应度峰值位于525-550 nm范围内,半高宽为18 nm。（3）发展了激光诱导卤素钙钛矿纳米晶阴离子交换技术,阐明了激光诱导阴离子交换机理。分别利用三氯甲烷和碘乙烷作为卤素阴离子源,实现了Cs Pb Br3纳米晶阴离子可控交换,合成了高质量的Cs Pb BrxCl3-x和Cs Pb BrxI3-x纳米晶。研究发现,不同波长的高能脉冲激光均可以诱导卤素阴离子交换反应。利用波长532 nm、能量密度37.5 m J/cm2,在5?104个激光脉冲作用下,在三氯甲烷中的卤素钙钛矿纳米晶荧光峰位由508 nm蓝移至403 nm。降低激光能量密度,阴离子交换的速率减小。通过控制激光辐照的时间,实现了卤素钙钛矿纳米晶荧光波长从400 nm到650 nm的精确连续调控,且经过激光诱导阴离子交换过程后,卤素钙钛矿纳米晶仍然能保持初始的形貌和尺寸。（4）基于光诱导阴离子交换机理,利用图案化打印系统,实现了卤素钙钛矿薄膜图案化。通过将铯铅溴薄膜浸没在由三氯甲烷、甲苯、油胺和油酸配置的溶液中,利用聚焦激光实现特定区域的阴离子交换,获得了图案化的卤素钙钛矿薄膜。激光打印线条存在激光作用区域及由于溶液流动和离子扩散引起的激光影响区域,降低激光功率密度、提高液体粘度及提高激光扫描速率均可有效降低激光影响区域。系统研究了激光参数对打印线条的影响,增加激光功率密度和降低扫描速率,可提高阴离子交换程度。采用激光功率密度1?103 W/cm2、扫描速率50?m/s进行激光打印,获得了宽度200?m、中心荧光峰位450 nm的图案线条。利用程序控制获得了图案化的卤素钙钛矿荧光薄膜,打印线条清晰,并且通过改变激光功率密度与激光扫描速率实现了打印线条的荧光光谱调控。构筑了铯铅溴探测器阵列,利用聚焦激光对探测器沟道之间的铯铅溴薄膜进行扫描,使每个独立探测器的响应波段发生改变,实现了对465 nm、544 nm和620 nm波长响应的窄带探测。
史志勇[9]（2020）在《基于光场调控技术的飞秒激光并行加工技术研究》文中研究指明随着飞秒激光技术的不断革新,飞秒激光在材料加工领域扮演了越来越重要的角色。飞秒激光具有超短的激光脉冲和超高的能量密度,应用于材料加工领域可将加工精度达到纳米级,可实现三维结构的超精细加工。传统的飞秒激光微加工一般采用单点扫描的加工方式,这种加工方式的加工效率比较低下,加工过程比较缓慢。为了提高激光微加工的效率,研究者们提出将激光进行分束进行并行激光微加工的方法。空间光调制器（SLM）因其能够更为方便灵活的对激光聚焦光场进行调控,使其在飞秒激光微加工领域得到了广泛的应用。所以如何使用空间光调制器对光场进行精确灵活的调控成为人们研究的热点问题。使用空间光调制器对光场进行设计,需要相应的算法计算出所需光场的相位信息。传统的相位迭代算法,大多针对标量光场进行设计,无法根据具体实验设备对矢量光场进行灵活、精确的调控,所以传统的相位迭代算法存在较大的应用局限性。本文根据物镜聚焦系统的矢量衍射积分理论,推导出了高数值孔径物镜聚焦系统的矢量傅里叶变换关系。基于这种矢量的傅里叶变换关系,设计了一种针对矢量光场高数值孔径物镜聚焦系统的矢量G-S迭代优化算法。此算法充分考虑了聚焦系统的矢量特性,并且在算法迭代优化过程中引入了与聚焦场分布相关的运算,因此可以设计产生出具有高均匀度的三维焦斑阵列,且焦斑阵列的数量、形状、尺寸及各焦斑偏振角度及空间位置都精确可调。进一步的,在纯相位矢量G-S算法的基础上,提出了一种通过调制入射光偏振态的方式对矢量紧聚焦场进行精确设计的方法。通过迭代计算出设计焦场所需的入射光偏振态,通过偏振可控元件对入射光束的偏振态进行调制,经过物镜聚焦,即可在焦场产生期望的光场分布。模拟结果显示该算法同样可用于生成数量、形状、尺寸及各焦斑偏振角度及空间位置都精确可调的三维焦斑阵列。在模拟中发现纯偏振调控方式所产生的焦场中会出现与设计焦场关于焦平面对称且相对于设计焦场绕Z轴旋转了180度的镜像焦场,通过大量不同条件下的模拟分析,研究了该镜像焦场的特性。自主搭建了一套基于空间光调制器的飞秒激光加工系统对本文所设计的算法用于并行激光加工中的可行性进行了验证。以金膜为例,通过多组实验验证了该算法生成的焦斑阵列在刻蚀方式激光加工中的可行性;通过多组使用光刻胶加工三维结构的实验,验证了该算法在双光子聚合加工方式中的可行性。本文提出的这种技术有望应用在激光材料处理、光学显微成像、光存储及光学微操纵等领域。
苏畅[10]（2020）在《基于透射谱包络拟合方法的级联双环传感器研究》文中研究表明近四十年来,中国一直坚持深化改革开放的道路,在经济、工业与科学技术等方面都走在了世界的前列。然而,社会高速发展的同时也带来了很多问题,如环境污染、食品安全和水质健康等。为了提高人民的生活质量,保护改革开放的成果,解决这些问题迫在眉睫。基于SOI的光波导传感器因灵敏度高、抗电磁干扰和器件体积小等优势,在解决上过问题的应用市场中极具潜力。本文主要研究基于级联双环谐振腔的传感器,使用包络拟合方法提高传感器探测极限和探测精度,并探究与热调谐结合的新型探测方式。本文首先从理论上阐述了微环谐振腔传感器的透射谱传递函数、传感原理和性能参数。然后介绍了传感器芯片的制作工艺,设计了密封性更好的微流通道,并完成了芯片与光纤阵列的封装,搭建了波长测试系统。接着研究了传感器的温度特性,并使用梯度浓度NaCl溶液测试了传感器的体折射率传感性能。最后分析了游标效应引起传感器探测极限和探测精度降低的原因,引入了误差评价方法。从仿真和实验上论证,通过对透射谱包络进行拟合,可以将探测极限提升7倍,灵敏度测量误差由未拟合时的40.12%,降低为使用gauss3函数模型拟合后的0.53%。并将包络拟合方法与热调谐结合,测得热调谐波长探测下传感器灵敏度为34413.49mW/RIU。
二、超精细图案光刻技术的研究与发展（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、超精细图案光刻技术的研究与发展（论文提纲范文）
（1）基于表面周期性电注入的770nm与795nm增益耦合DFB半导体激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高功率半导体激光器 |
| 1.1.1 单个发光点的高功率半导体激光器 |
| 1.1.2 多个发光点的高功率半导体激光器 |
| 1.2 窄线宽半导体激光器 |
| 1.3 半导体激光器在原子干涉陀螺仪的应用 |
| 1.4 半导体激光器在原子钟的应用 |
| 1.5 DFB半导体激光器 |
| 1.6 本论文的研究目的与研究内容 |
| 第2章 基于周期性电注入技术的半导体激光器工作原理 |
| 2.1 半导体激光器的基本原理 |
| 2.1.1 半导体激光器的工作物质 |
| 2.1.2 粒子数反转 |
| 2.1.3 谐振腔 |
| 2.1.4 阈值条件 |
| 2.2 半导体激光器的特性 |
| 2.2.1 半导体激光器的速率方程 |
| 2.2.2 效率特性 |
| 2.2.3 温度特性 |
| 2.2.4 半导体激光器的退化与寿命 |
| 2.3 分布反馈半导体激光器的理论分析 |
| 2.3.1 散射矩阵与传输矩阵理论 |
| 2.3.2 耦合模理论 |
| 2.3.3 周期性电流注入增益耦合DFB半导体激光器中的理论模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 周期性电注入半导体激光器的制备技术 |
| 3.1 半导体激光器的外延生长技术 |
| 3.2 光刻技术 |
| 3.3 刻蚀技术 |
| 3.3.1 刻蚀参数 |
| 3.3.2 干法刻蚀 |
| 3.3.3 湿法腐蚀 |
| 3.4 薄膜生长技术 |
| 3.4.1 电绝缘薄膜生长技术 |
| 3.4.2 欧姆接触电极薄膜生长技术 |
| 3.4.3 腔面光学薄膜生长技术 |
| 3.5 半导体激光器的制备工艺流程 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于表面光栅的增益耦合770 nmDFB半导体激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光器的结构设计和制造 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 770 nm纯增益耦合分布反馈布拉格半导体激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件的结构与制造 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 795nm激射的宽调谐纯增益耦合分布式反馈布拉格半导体激光器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 器件的结构与制造 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 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 |
（2）少层石墨机械振子的模态耦合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外微纳米机电系统模态耦合的研究进展 |
| 1.3 基于模态耦合的应用 |
| 1.4 本文的选题依据与创新点 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 第二章 少层石墨机械振子的制备工艺与设备 |
| 2.1 微纳米图形化设备与技术 |
| 2.1.1 紫外光刻机与光刻工艺 |
| 2.1.2 电子束曝光机与电子束曝光工艺 |
| 2.2 刻蚀设备与技术 |
| 2.3 电子束蒸发镀膜设备与技术 |
| 2.4 其他设备与技术 |
| 2.4.1 引线键合 |
| 2.4.2 二维材料定点转移 |
| 2.4.3 台阶轮廓测量 |
| 2.4.4 其他小型设备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于激光泵浦的鼓膜石墨振子模态操控实验研究 |
| 3.1 样品结构与制备流程 |
| 3.2 鼓膜型少层石墨谐振器的基本表征 |
| 3.3 声子激射 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于电场调控的串联石墨振子模态耦合实验研究 |
| 4.1 样品结构与制备流程 |
| 4.2 样品的基本表征 |
| 4.3 串联石墨振子的模式强耦合与耦合强度的调制 |
| 4.4 串联石墨振子的非线性耦合与同步现象 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于电热效应调控的串联石墨振子模态耦合实验研究 |
| 5.1 样品结构与制备流程 |
| 5.2 样品的基本表征 |
| 5.2.1 单个石墨振子的模态读出与电热调谐 |
| 5.2.2 非线性特性 |
| 5.3 石墨振子的局域模态耦合 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（3）基于浸润性调控液滴排布技术制备微透镜阵列的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微透镜阵列的简介 |
| 1.3 常见的微透镜阵列的制备技术 |
| 1.3.1 喷墨打印技术 |
| 1.3.2 光刻胶热回流技术 |
| 1.3.3 飞秒激光加工技术 |
| 1.3.4 模板压印技术 |
| 1.3.5 亲疏水效应技术 |
| 1.4 浸润性调控液滴排布技术 |
| 1.4.1 固体表面自由能 |
| 1.4.2 接触角 |
| 1.4.3 Young方程 |
| 1.4.4 修正的Young方程 |
| 1.4.5 固体表面自由能计算 |
| 1.4.6 浸润性调控液滴排布技术的研究现状 |
| 1.4.6.1 模板涂覆法 |
| 1.4.6.2 激光加工法 |
| 1.4.6.3 喷墨打印法 |
| 1.4.6.4 表面等离子处理法 |
| 1.4.6.5 紫外光照射法 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 聚乙烯醇微透镜阵列的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验仪器与材料 |
| 2.2.2 PVA微透镜阵列的制备 |
| 2.2.2.1 掩膜版的设计 |
| 2.2.2.2 亲疏水图案化基底的制备 |
| 2.2.2.3 PVA微透镜阵列的制备 |
| 2.3 实验结果表征与讨论 |
| 2.3.1 PVA微透镜阵列制备过程 |
| 2.3.1.1 光刻涂覆法制备亲疏水图案化表面过程 |
| 2.3.1.2 亲疏水区域的表面能 |
| 2.3.1.3 PVA溶液的涂布 |
| 2.3.1.4 PVA溶液溶剂的挥发过程 |
| 2.3.2 PVA微透镜阵列的性能表征 |
| 2.3.2.1 PVA微透镜阵列形貌表征 |
| 2.3.2.2 PVA微透镜阵列的成像质量 |
| 2.3.2.3 PVA微透镜阵列的聚焦能力 |
| 2.3.2.4 亲疏水边界的表面形貌 |
| 2.3.2.5 PVA微透镜阵列表面轮廓与焦距 |
| 2.3.3 不同工艺参数对PVA微透镜阵列的影响 |
| 2.3.3.1 不同孔径对PVA微透镜阵列的影响 |
| 2.3.3.2 不同配比PVA溶液的影响 |
| 2.3.3.3 不同体积PVA溶液的影响 |
| 2.3.3.4 基于柔性基底的PVA微透镜阵列 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 电控变焦液晶微透镜阵列的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.3 液晶微透镜阵列的制备 |
| 3.4 液晶微透镜阵列的工作原理 |
| 3.5 液晶微透镜阵列的光电性能表征 |
| 3.5.1 光学测试平台的搭建 |
| 3.5.2 液晶微透镜阵列的电控聚焦能力 |
| 3.5.3 液晶微透镜阵列的焦距 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果 |
（4）钙钛矿阵列的图案化生长及其应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 钙钛矿材料的简介 |
| 1.2 金属卤化物钙钛矿材料的应用 |
| 1.3 光电探测器阵列的发展 |
| 1.4 本课题的研究背景与内容 |
| 第二章 MAPbI_3钙钛矿薄膜的制备与表征 |
| 2.1 实验试剂及其用途 |
| 2.2 实验所需设备简介 |
| 2.3 MAPbI_3钙钛矿薄膜的制备 |
| 2.4 MAPbI_3钙钛矿薄膜的表征 |
| 2.5 MAPbI_3钙钛矿成膜的影响因素 |
| 2.5.1 基材表面润湿性对MAPbI_3钙钛矿成膜的影响 |
| 2.5.2 退火温度对钙钛矿成膜质量的影响 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 PDMS低聚物分子辅助定位生长钙钛矿薄膜及其光电探测器的研究 |
| 3.1 钙钛矿阵列的制备方法简介 |
| 3.2 PDMS印章的制备和低聚物的转移 |
| 3.2.1 PDMS印章的制备流程 |
| 3.2.2 PDMS低聚物分子的转移 |
| 3.3 定位生长的钙钛矿薄膜的制备与表征 |
| 3.3.1 定位生长的钙钛矿薄膜的制备 |
| 3.3.2 钙钛矿薄膜阵列的表征 |
| 3.4 定位生长钙钛矿薄膜光电探测器的制备以及光电性能的研究 |
| 3.4.1 钙钛矿薄膜光电探测器在不同波长下的电学性能 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 定位生长钙钛矿探测器阵列的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钙钛矿薄膜阵列的光轨迹追踪应用 |
| 4.3 钙钛矿薄膜阵列的实时光学图像传感应用 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（5）基于锗纳米线量子点的空穴自旋及其复合结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 半导体量子点 |
| 1.2 量子点中的空穴自旋 |
| 1.2.1 泡利自旋阻塞 |
| 1.2.2 自旋轨道耦合 |
| 1.2.3 电偶极自旋共振 |
| 1.3 锗空穴体系 |
| 1.3.1 锗材料简介 |
| 1.3.2 锗量子器件 |
| 1.3.3 自旋量子比特 |
| 1.4 双量子点与腔量子电动力学 |
| 1.4.1 双量子点与微波腔耦合 |
| 1.4.2 电荷-光子相互作用 |
| 1.4.3 自旋-光子相互作用 |
| 1.5 论文结构 |
| 参考文献 |
| 第2章 样品制备与性质表征 |
| 2.1 棚顶型锗纳米线 |
| 2.2 微纳加工技术以及常用仪器介绍 |
| 2.3 量子点的制备工艺 |
| 2.3.1 样品标记及外围电极制备 |
| 2.3.2 定位拍照 |
| 2.3.3 源漏电极制备 |
| 2.3.4 顶层栅极制备 |
| 2.4 量子点的性质表征 |
| 2.4.1 低温测量平台 |
| 2.4.2 低温测量(4.2K) |
| 2.5 锗纳米线的迁移率 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 锗纳米线双量子点中的空穴自旋 |
| 3.1 锗纳米线双量子点 |
| 3.1.1 双量子点样品结构 |
| 3.1.2 双量子点的电荷稳定性相图 |
| 3.2 自旋阻塞与g因子的测量 |
| 3.3 锗纳米线双量子点中的自旋轨道耦合 |
| 3.3.1 自旋阻塞的解除 |
| 3.3.2 自旋轨道耦合长度的评估 |
| 3.4 电偶极自旋共振 |
| 3.5 多种模式下电偶极自旋共振谱线的测量 |
| 3.5.1 不同S-T态能级间的共振隧穿 |
| 3.5.2 理论模型 |
| 3.6 锗空穴单比特的测量 |
| 3.6.1 相干自旋振荡 |
| 3.6.2 退相干时间的提取 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 锗纳米线双量子点与超导微波腔的偶极耦合 |
| 4.1 器件结构与实验装置 |
| 4.2 微波腔对双量子点信号的读取 |
| 4.2.1 微波腔幅值和相位的变化 |
| 4.2.2 微波腔对空穴输运的探测 |
| 4.3 双量子点与微波腔耦合 |
| 4.3.1 Jaynes-Cummings模型 |
| 4.3.2 测量结果 |
| 4.4 空穴自旋-光子耦合强度的评估 |
| 4.5 隧穿率和比特的退相干率的研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 定位型锗纳米线量子点的可扩展耦合 |
| 5.1 样品结构与实验装置 |
| 5.2 样品性质的表征 |
| 5.3 电荷感应器对双量子点电荷态的读取 |
| 5.4 双量子点隧穿耦合的调节 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 6.2.1 空穴自旋两比特 |
| 6.2.2 微波腔对空穴自旋态的读取 |
| 6.2.3 自旋-光子强耦合的实现 |
| 6.2.4 定位型锗纳米线量子点阵列的探索 |
| 参考文献 |
| 附录 样品制备工艺流程 |
| A 锗纳米线双量子点与腔的复合器件 |
| B 定位型锗纳米线双量子点与电荷感应器的复合器件 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）聚酰亚胺薄膜透镜制备关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 大口径衍射透镜加工技术研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 聚酰亚胺薄膜透镜光学设计及公差分配 |
| 2.1 衍射光学系统基本理论 |
| 2.2 系统光学设计及公差分配 |
| 2.3 离轴边缘子镜设计及公差分配 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光学级聚酰亚胺材料合成与薄膜成型 |
| 3.1 光学级聚酰亚胺材料合成 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 传统聚酰亚胺的合成及主要性能 |
| 3.1.3 光学级聚酰亚胺合成及主要性能 |
| 3.2 光学级聚酰亚胺薄膜成型工艺 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 实验参数 |
| 3.2.3 薄膜厚度的影响因素 |
| 3.2.4 薄膜厚度均匀性的影响因素 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 聚酰亚胺薄膜透镜微结构加工与检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微结构加工技术路线设计 |
| 4.3 微结构加工关键工艺过程 |
| 4.4 聚酰亚胺薄膜透镜的测试与分析 |
| 4.4.1 微结构指标测试与分析 |
| 4.4.2 衍射效率测试与分析 |
| 4.4.3 波相差测试与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 聚酰亚胺薄膜透镜波相差工艺影响研究 |
| 5.1 基于反应离子刻蚀的聚酰亚胺薄膜光学均匀性修正技术 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 工艺流程 |
| 5.1.3 实验参数 |
| 5.1.4 实验结果与讨论 |
| 5.2 聚酰亚胺薄膜吸湿溶胀特性对衍射透镜波相差的影响研究 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 实验参数 |
| 5.2.3 实验结果与讨论 |
| 5.3 聚酰亚胺薄膜的光弹特性及应力均匀性测量研究 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 实验参数 |
| 5.3.3 实验结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 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 |
（7）飞秒激光直写制备基于蛋白质生物材料的微纳结构与器件（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 蛋白质材料及其应用简介 |
| 1.1.1 常见的蛋白质材料 |
| 1.1.2 蛋白质材料在各研究领域的应用 |
| 1.2 飞秒激光直写蛋白质加工技术 |
| 1.2.1 飞秒激光直写技术简介 |
| 1.2.2 飞秒激光直写技术对蛋白质的微纳加工 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 飞秒激光加工丝胶蛋白质微纳结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 用于加工的丝胶蛋白质溶液的配置 |
| 2.2.1 丝胶蛋白质的提炼 |
| 2.2.2 可用于飞秒激光直写丝胶蛋白质溶液的配置 |
| 2.3 飞秒激光加工制备丝胶蛋白质微纳器件 |
| 2.3.1 飞秒激光直写加工系统的搭建 |
| 2.3.2 飞秒激光加工参数的优化 |
| 2.3.3 飞秒激光加工二维丝胶蛋白质微纳结构 |
| 2.3.4 飞秒激光加工三维丝胶蛋白质微纳结构 |
| 2.4 飞秒激光加工丝胶蛋白质与银复合材料 |
| 2.4.1 飞秒激光加工丝胶蛋白质与银盐溶液的原理 |
| 2.4.2 飞秒激光加工丝胶蛋白质与银复合结构元素表征 |
| 2.4.3 丝胶蛋白质与银盐溶液中银含量的调控 |
| 2.4.4 预曝光处理丝胶蛋白质和银盐溶液对复合结构的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 飞秒激光加工制备丝胶蛋白质微纳器件的性质与应用 |
| 3.1 飞秒激光加工制备丝胶蛋白质微纳器件性质的研究 |
| 3.1.1 飞秒激光加工制备丝胶蛋白质微纳器件的机械强度 |
| 3.1.2 飞秒激光加工制备丝胶蛋白质微纳器件的荧光特性 |
| 3.1.3 飞秒激光加工制备丝胶蛋白质微纳器件的红外吸收特性 |
| 3.2 水解酶对丝胶蛋白质微纳器件的影响 |
| 3.3 激光加工丝胶蛋白质微纳器件在细胞培养方面的应用 |
| 3.3.1 丝胶蛋白质及其复合材料的细胞培养效果 |
| 3.3.2 丝胶蛋白质及其复合材料的细胞培养基毒性测试 |
| 3.3.3 丝胶蛋白质及其复合材料细胞培养的普适性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 飞秒激光制备具有刺激响应能力的蛋白质Y型功分器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 飞秒激光直写制备Y型功分器微光学器件 |
| 4.2.1 飞秒激光直写制备Y型功分器微光学器件的制备 |
| 4.2.2 Y型功分器的光学测试 |
| 4.3 Y型功分器微光学器件内部结构设计 |
| 4.4 蛋白质Y型功分器微光学器件的pH传感研究 |
| 4.4.1 溶液pH变化对Y型功分器微光学器件的分光比率影响 |
| 4.4.2 蛋白质对溶液pH值变化响应的机理探究 |
| 4.5 不同环境下Y型功分器微光学器件的数值模拟 |
| 4.6 环境温度对蛋白质水凝胶折射率变化的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）激光与金属卤素钙钛矿作用机理及图案化打印研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 卤素钙钛矿纳米材料合成及其光电功能器件应用 |
| 1.2.1 卤素钙钛矿纳米材料合成研究现状 |
| 1.2.2 卤素钙钛矿纳米材料在光电器件中的应用 |
| 1.2.3 卤素钙钛矿阴离子交换技术 |
| 1.3 卤素钙钛矿图案化技术 |
| 1.3.1 光刻技术 |
| 1.3.2 纳米压印技术 |
| 1.3.3 喷墨打印技术 |
| 1.3.4 激光直写技术 |
| 1.4 卤素钙钛矿体系的光调控 |
| 1.4.1 光与卤素钙钛矿的作用 |
| 1.4.2 液相激光照射技术 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 2 激光与卤素钙钛矿作用机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 卤素钙钛矿靶材合成与液相激光照射法 |
| 2.2.1 卤素钙钛矿靶材合成 |
| 2.2.2 液相激光照射系统 |
| 2.2.3 铯铅溴粉末的激光照射稳定性 |
| 2.3 LFL与铯铅溴粉末作用影响因素探究 |
| 2.3.1 激光波长对铯铅溴粉末LFL过程的影响 |
| 2.3.2 激光能量密度对铯铅溴粉末LFL过程的影响 |
| 2.3.3 配体对铯铅溴粉末LFL过程的影响 |
| 2.4 激光与卤素钙钛矿作用机理研究 |
| 2.4.1 光子轰击作用与光子吸收作用 |
| 2.4.2 532 nm激光LFL铯铅溴粉末的作用机理 |
| 2.4.3 355 nm激光LFL铯铅溴粉末的作用机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 卤素钙钛矿纳米晶激光诱导合成与调控研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铯铅溴纳米晶LFL合成与影响因素研究 |
| 3.3 基于光学自适应的单分散铯铅溴纳米晶合成 |
| 3.4 铯铅溴纳米晶LFL法普适性合成 |
| 3.5 液相激光照射铯铅溴形貌调控 |
| 3.5.1 LFL多分散纳米晶粒径分布纯化 |
| 3.5.2 液相激光辐照铯铅溴微米颗粒形貌调控 |
| 3.5.3 激光诱导铯铅溴纳米晶自组装 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 激光诱导卤素钙钛矿阴离子交换与光谱调控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 卤代烷烃的激光诱导分解 |
| 4.3 激光诱导阴离子交换微观过程与机理研究 |
| 4.3.1 激光诱导阴离子交换法 |
| 4.3.2 激光参数对阴离子交换的影响 |
| 4.3.3 激光诱导阴离子交换微观过程分析 |
| 4.4 激光诱导阴离子交换程度调控 |
| 4.5 激光诱导阴离子交换可见光全光谱合成 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 卤素钙钛矿激光图案化打印研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光直写与激光图案化打印 |
| 5.3 图案化打印基片铯铅溴薄膜沉积 |
| 5.4 激光图案化打印机理研究与打印线条调控 |
| 5.4.1 激光图案化打印装置与薄膜优化 |
| 5.4.2 激光作用区域与激光影响区域 |
| 5.4.3 激光图案化打印参数影响与线条调控 |
| 5.5 卤素钙钛矿薄膜图案化与阵列探测器构筑 |
| 5.5.1 卤素钙钛矿荧光薄膜图案化打印 |
| 5.5.2 卤素钙钛矿阵列探测器构筑 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）基于光场调控技术的飞秒激光并行加工技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及研究现状 |
| 1.1.1 飞秒激光脉冲的发展 |
| 1.1.2 飞秒激光加工技术的发展 |
| 1.2 研究内容及研究意义 |
| 第2章 矢量紧聚焦理论与光场计算 |
| 2.1 Richards-Wolf矢量衍射理论计算焦场 |
| 2.1.1 矢量衍射理论推导 |
| 2.1.2 线偏振光聚焦场分布 |
| 2.1.3 径向及角向偏振光聚焦场分布 |
| 2.1.4 圆偏振光聚焦场分布 |
| 2.2 聚焦场的矢量傅里叶变换 |
| 第3章 矢量光场调控算法设计 |
| 3.1 基于相位调控的矢量G-S迭代优化算法设计 |
| 3.1.1 纯相位调控算法流程 |
| 3.1.2 较少迭代次数获得较高均匀度焦斑阵列 |
| 3.1.3 精确控制焦斑空间位置及点阵间距 |
| 3.1.4 入射光偏振对焦斑形状的影响 |
| 3.1.5 算法生成偏振可控的三维焦斑阵列 |
| 3.2 基于偏振调控的矢量G-S迭代优化算法设计 |
| 3.2.1 纯偏振调控算法流程设计 |
| 3.2.2 纯偏振调控进行光场设计 |
| 3.2.3 镜像对称焦面特性研究 |
| 第4章 飞秒激光金属薄膜并行加工实验研究 |
| 4.1 基于空间光调制器的飞秒激光加工系统 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 加工线宽与激光功率及扫描速度的关系 |
| 4.2.2 正方阵列飞秒激光加工 |
| 4.2.3 任意形状阵列并行激光加工 |
| 4.2.4 动态并行激光加工 |
| 4.2.5 图形化光场并行激光加工 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 双光子聚合并行加工实验研究 |
| 5.1 双光子聚合加工原理及加工系统 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 微管道结构并行激光加工 |
| 5.2.2 微透镜结构并行激光加工 |
| 5.2.3 微圆锥结构并行激光加工 |
| 5.2.4 正交与非正交阵列并行激光加工 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（10）基于透射谱包络拟合方法的级联双环传感器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 光波导传感器 |
| 1.1.1 基于马赫-曾德尔干涉仪的光波导传感器 |
| 1.1.2 基于光子晶体的光波导传感器 |
| 1.1.3 基于微环谐振腔的光波导传感器 |
| 1.2 光波导传感器的应用 |
| 1.2.1 与片上实验室的结合 |
| 1.2.2 与生物检测技术的结合 |
| 1.3 本文研究内容和创新点 |
| 2 级联双环传感器原理 |
| 2.1 倏逝波传感原理 |
| 2.2 波导材料与传播模式的选择 |
| 2.3 微环谐振腔 |
| 2.3.1 微环谐振方程 |
| 2.3.2 传输矩阵分析法 |
| 2.3.3 微环谐振腔性能参数 |
| 2.4 级联双环谐振腔传感器 |
| 2.4.1 基本结构与游标效应 |
| 2.4.2 传感器性能参数 |
| 2.4.3 波长探测与强度探测 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 传感器制作工艺与测试系统 |
| 3.1 传感器芯片制作工艺 |
| 3.1.1 制作工艺流程 |
| 3.1.2 制作结果 |
| 3.2 光纤与波导的耦合 |
| 3.3 测试系统 |
| 3.3.1 微流通道 |
| 3.3.2 光纤阵列与芯片的封装 |
| 3.3.3 波长测试系统的搭建 |
| 3.3.4 强度测试系统的搭建 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 级联双环传感器的性能分析 |
| 4.1 实验仪器 |
| 4.2 传感器的温度特性分析 |
| 4.2.1 单环的温度特性 |
| 4.2.2 级联双环的温度特性 |
| 4.3 微环谐振腔传感器性能 |
| 4.3.1 微环谐振腔性能参数 |
| 4.3.2 单环的体折射率传感 |
| 4.3.3 双环的体折射率传感 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 透射谱线包络的拟合方法与热调谐还原 |
| 5.1 双环级联透射谱线特性 |
| 5.1.1 游标效应的“副作用” |
| 5.1.2 透射谱包络解析式 |
| 5.2 透射谱线包络的拟合方法 |
| 5.2.1 误差评价 |
| 5.2.2 透射谱线包络的拟合 |
| 5.3 热调谐波长探测 |
| 5.3.1 热调谐原理 |
| 5.3.2 热调谐还原透射谱包络 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
四、超精细图案光刻技术的研究与发展（论文参考文献）
- [1]基于表面周期性电注入的770nm与795nm增益耦合DFB半导体激光器的研究[D]. 阮春烤. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]少层石墨机械振子的模态耦合研究[D]. 李维杰. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于浸润性调控液滴排布技术制备微透镜阵列的研究[D]. 李振彬. 合肥工业大学, 2021(02)
- [4]钙钛矿阵列的图案化生长及其应用研究[D]. 王斌. 合肥工业大学, 2021(02)
- [5]基于锗纳米线量子点的空穴自旋及其复合结构研究[D]. 徐刚. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]聚酰亚胺薄膜透镜制备关键技术研究[D]. 高国涵. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(08)
- [7]飞秒激光直写制备基于蛋白质生物材料的微纳结构与器件[D]. 孙思明. 吉林大学, 2020(08)
- [8]激光与金属卤素钙钛矿作用机理及图案化打印研究[D]. 董宇航. 南京理工大学, 2020(01)
- [9]基于光场调控技术的飞秒激光并行加工技术研究[D]. 史志勇. 鲁东大学, 2020(01)
- [10]基于透射谱包络拟合方法的级联双环传感器研究[D]. 苏畅. 浙江大学, 2020(02)