【摘要】：日光中紅外波段的光包含了大部分的能量,與此同時(shí),位于3~5μm、8~13μm的紅外光在穿過(guò)大氣的時(shí)候光能量損失極小,紅外波段的光的輻射/激射/透射調(diào)控結(jié)構(gòu)在紅外光通信、遙感、紅外熱成像、建筑節(jié)能等領(lǐng)域有很廣泛的運(yùn)用需求。一維亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)可對(duì)紅外光輻射/激射/透射實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)控,因此本論文主要研究制備了一維紅外輻射調(diào)控結(jié)構(gòu)紅外窄帶輻射源、一維紅外激射調(diào)控結(jié)構(gòu)紅外激光器、一維紅外透射調(diào)控結(jié)構(gòu)摻雜氧化釩薄膜。首先介紹了一維光子晶體薄膜構(gòu)成的分布式布拉格反射鏡(DBR)原理,然后研究了基于金屬-介質(zhì)DBR非對(duì)稱腔耦合型窄帶輻射源以及基于介質(zhì)DBR對(duì)稱腔嵌埋納米基的中紅外激光器的制備及其性能,最后研究了雙靶共濺射制備紅外透射調(diào)控結(jié)構(gòu)摻W氧化釩薄膜的制備工藝及其光學(xué)性能。主要取得的研究結(jié)果概括如下:1、用一維光子晶體多層膜的結(jié)構(gòu),根據(jù)布拉格反射原理制備金屬-介質(zhì)分布式布拉格反射鏡(DBR)非對(duì)稱腔耦合型紅外窄帶輻射源樣品。我們成功搭建了一套可測(cè)試變角度、變溫偏振輻射譜測(cè)試系統(tǒng),對(duì)所制備的窄帶輻射源樣品進(jìn)行變溫、變角度偏振輻射譜測(cè)試。測(cè)試結(jié)果說(shuō)明我們通過(guò)金屬-介質(zhì)DBR非對(duì)稱腔結(jié)構(gòu)制備的窄帶輻射源樣品,在8~13μm有窄帶輻射調(diào)控特性,樣品0度角下輻射峰位在10.4μm,率高達(dá)92%,品質(zhì)(Q)因子67。變角度后會(huì)出現(xiàn)輻射峰位的藍(lán)移,并出現(xiàn)s、p輻射峰劈裂特性。在90℃下直徑2 mm的圓形接受范圍內(nèi)測(cè)試輻射功率高達(dá)2.27 mW,最后通過(guò)對(duì)所制備的窄帶輻射源樣品以金膜作為參照進(jìn)行紅外輻射成像,很直觀的說(shuō)明所制備的窄帶輻射源樣品具有很好的紅外輻射性能。2、采用介質(zhì)布拉格反射鏡(DBR)對(duì)稱光學(xué)微腔嵌埋二維黑磷材料的結(jié)構(gòu),成功實(shí)現(xiàn)了3~5μm中紅外波段的激射,所制備的為10*10 mm尺寸樣品,激射峰位在3.6μm,帶寬7 nm,品質(zhì)因子514。通過(guò)理論計(jì)算不同腔長(zhǎng)光學(xué)微腔可知該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)3.5~3.9μm近400 nm范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)激射調(diào)控。3、提出采用紅外透射譜快速表征金屬V薄膜的物理厚,通過(guò)負(fù)指數(shù)關(guān)系擬合得出單層金屬V薄膜1.5μm處透過(guò)率與其物理厚度關(guān)系呈T=66.65×e~(-d/13.14)+3.08的關(guān)系。提出采用雙靶共濺射的方法,結(jié)合光譜擬合精確控制膜厚、真空預(yù)退火、氧分壓退火等工藝,成功制備了0%、0.5%、1%、1.5%、2%不同摻W比的VO_2薄膜。驗(yàn)證了不同摻雜比對(duì)應(yīng)的相變溫度關(guān)系。由這一方法所制得的1%摻雜比的樣品高(100℃)低(10℃)溫紅外調(diào)節(jié)率達(dá)到了43%,可見透過(guò)率也達(dá)到40%左右,具有很好的紅外調(diào)節(jié)性能及可見透光性能,是一種良好的太陽(yáng)能紅外輻射調(diào)節(jié)薄膜。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O484
【圖文】：

圖 1-1-2 大氣窗口分布圖(圖片來(lái)源于 https://en.wikipedia.org/wiki/Infrared)外激光器的主要應(yīng)用領(lǐng)域前一節(jié)所說(shuō)，在 3~5 μm 的大氣窗口波段，大氣對(duì)紅外光的吸收段的激光激射在激光光譜學(xué) 、遙感 、醫(yī)療環(huán)保及軍事等諸多應(yīng)用價(jià)值和前景。特別的是 3~5 μm 的紅外波段激光對(duì)高溫物體監(jiān)控森林火災(zāi)、活火山等方面具有很高的運(yùn)用前景，屬于熱遙可少的手段。圖 1-1-3(a)為紅外激光干涉光路圖，圖 1-1-3(b)為通信號(hào)進(jìn)行光通信的概念原理圖，激光的少模特性大大降低了光通率，圖 1-1-3(c)為針對(duì)特定氣體的紅外氣敏探測(cè)儀器，圖 1-1-3(d制導(dǎo)的導(dǎo)彈系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精準(zhǔn)打擊。

圖 1-1-2 大氣窗口分布圖(圖片來(lái)源于 https://en.wikipedia.org/wiki/Infrared)紅外激光器的主要應(yīng)用領(lǐng)域如前一節(jié)所說(shuō)，在 3~5 μm 的大氣窗口波段，大氣對(duì)紅外光的吸收是一波段的激光激射在激光光譜學(xué) 、遙感 、醫(yī)療環(huán)保及軍事等諸多領(lǐng)的應(yīng)用價(jià)值和前景。特別的是 3~5 μm 的紅外波段激光對(duì)高溫物體識(shí)遙感監(jiān)控森林火災(zāi)、活火山等方面具有很高的運(yùn)用前景，屬于熱遙感不可少的手段。圖 1-1-3(a)為紅外激光干涉光路圖，圖 1-1-3(b)為通過(guò)光信號(hào)進(jìn)行光通信的概念原理圖，激光的少模特性大大降低了光通信碼率，圖 1-1-3(c)為針對(duì)特定氣體的紅外氣敏探測(cè)儀器，圖 1-1-3(d)為光制導(dǎo)的導(dǎo)彈系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精準(zhǔn)打擊。

子阱-光子晶體增強(qiáng)型紅外窄帶輻射源結(jié)構(gòu)圖及其在 150℃的發(fā)射譜(圖于 Menaka De Zoysa et al. ,Nature photonics146(2012) 535)研究較多的是等離激元增強(qiáng)型紅外窄帶輻射源[6][42][43][44]，此類改變陣列周期來(lái)調(diào)節(jié)輻射峰位。如圖 1-2-2 所示的紅外窄帶輻料吸收體，包括底層金屬層、中間介質(zhì)層以及表面十字結(jié)構(gòu)金表面等離激元效應(yīng)增強(qiáng)紅外窄帶輻射性能，并通過(guò)調(diào)整表面十輻射波長(zhǎng)，圖 1-2-2 所示單通道和雙通道的結(jié)構(gòu)可分別實(shí)現(xiàn)單

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張存善,謝京濤;用激射延遲法研究DH激光器的復(fù)合性質(zhì)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1988年02期

2 金宗儒;;英開發(fā)出超高頻激射水銀激光器[J];紅外與激光技術(shù);1988年03期

3 石秉仁,吳京生;一種同步回旋激射不穩(wěn)定性對(duì)電磁波的直接放大[J];核聚變與等離子體物理;1989年01期

4 黃武漢;;國(guó)外光激射技術(shù)的研究近況[J];科學(xué)通報(bào);1965年02期

5 劉頌豪;;固體連續(xù)激射的若干問題[J];科學(xué)通報(bào);1965年07期

6 汪河洲,趙福利,何擁軍,黃旭光;摻二氧化鈦微晶聚集體的若丹明6G溶液的低閾值激射[J];激光雜志;1998年01期

7 傅淑芬 ,陳建文 ,劉妙宏;XeF的感應(yīng)輻射譜與激射條件的關(guān)系[J];電子學(xué)報(bào);1979年02期

8 卞伯達(dá)，林景;非局域磁捕獲共振現(xiàn)象對(duì)回旋激射的影響[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1995年05期

9 潘玉寨,索輝,寧永強(qiáng),劉云,王立軍;微碟激光器的單模低閾值激射[J];中國(guó)激光;2001年08期

10 劉頌豪;王福貴;梁培qG;張貴芬;;CaF_2:Dy~(2+)熒光晶體的連續(xù)紅外光激射實(shí)驗(yàn)[J];科學(xué)通報(bào);1965年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張振清;李云輝;陳鴻;;光學(xué)Tamm態(tài)對(duì)激射的增強(qiáng)效應(yīng)[A];第十七屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2015年

2 師蘭婷;金峰;董賢子;陳衛(wèi)強(qiáng);趙震聲;段宣明;;光子晶體諧振腔中染料摻雜聚合物膜的多模式激射研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第12分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 丁國(guó)慶;周忠華;王瑩;;WDM-TDM混合PON應(yīng)用RSOA中的激射問題[A];全國(guó)第15次光纖通信暨第16屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

4 張保平;張江勇;蔡麗娥;胡曉龍;余金中;王啟明;;氮化物垂直腔面發(fā)射激光器[A];第十一屆全國(guó)MOCVD學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

5 王正選;李傳文;陳小梅;張軍;黃曉東;;超輻射發(fā)光二極管[A];全國(guó)第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

6 趙歡;彭紅玲;佟存柱;倪海橋;張石勇;吳東海;韓勤;牛智川;吳榮漢;;室溫連續(xù)激射1.3μm InAs/GaAs量子點(diǎn)激光器[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國(guó)光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 王曉芳;謝平波;張一帥;趙福利;許寧生;汪河洲;;ZnO納米多晶顆粒激射模式的特性研究[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（C 激光技術(shù)與應(yīng)用專題）[C];2006年

8 齊利芳;李獻(xiàn)杰;郭維廉;于晉龍;趙永林;毛陸虹;于欣;高向芝;蔡道民;尹順正;;多量子阱半導(dǎo)體環(huán)形激光器研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

9 王東;周廣勇;任燕;許心光;程秀鳳;邵宗書;蔣民華;;強(qiáng)雙光子吸收染料HMASPS線性均聚物發(fā)光性能的實(shí)驗(yàn)研究[A];第四屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

10 邢軍亮;張宇;王國(guó)偉;王娟;任正偉;徐應(yīng)強(qiáng);宋國(guó)鋒;牛智川;;高溫(80℃)連續(xù)激射2μm波段銻化物量子阱激光器[A];第十屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 郝鋼;世界第一只砷化鎵基激射激光器研制成功[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 呂浩;微納光子結(jié)構(gòu)的制備及其光譜特性研究[D];青島科技大學(xué);2018年

2 李云鵬;硅基ZnO薄膜發(fā)光器件的電抽運(yùn)隨機(jī)激射增強(qiáng)策略的研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 田野;硅基ZnO系薄膜的波長(zhǎng)可調(diào)的電抽運(yùn)隨機(jī)激射及其物理機(jī)制[D];浙江大學(xué);2012年

4 王津（Chin Wang）;增益介質(zhì)中銀納米粒子等離激元型隨機(jī)激射的研究[D];北京理工大學(xué);2016年

5 應(yīng)翠鳳;低閾值高效率光子晶體激射研究[D];南開大學(xué);2013年

6 詹學(xué)鵬;三維變形微諧振腔的飛秒激光制備、結(jié)構(gòu)表征和激射特性研究[D];吉林大學(xué);2017年

7 賈鑫;飛秒激光制備半導(dǎo)體表面納米周期結(jié)構(gòu)[D];華東師范大學(xué);2010年

8 王s

本文編號(hào)：2778509