提升熔石英透过率的表面随机结构研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11604352
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2206.微纳光学与光子学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The output power, service life and reliability of laser are seriously limited by the low laser damage resistance of anti-reflection film. As the ability of improving transmittance of optical element and the laser damage resistance, the surface disorder structures (SDS) has attracted widely attention and research. In this research, we concentrate on model characterization and reconstruction, the electromagnetic field analysis, parameters optimization, fabrication technology improvement, optical performance analysis and the model correction. Firstly, the randomness of SDS is divided into two parts: individual features and the overall distribution state. Then we use finite-difference time-domain method (FDTD) and genetic algorithm (GA) to calculate the electromagnetic field and build the optimization method of structure parameters. Secondly, we want to design the parameters of SDS to improve the transmittance for wavelength of 355nm. Studying the metal particles mask preparation and reactive ion beam etching technology to develop a preparation process of SDS. Finally, we characterize the parameters of SDS which we fabricated, and measure the spectra. We will modify the model again by comparing the difference among the design spectra, the measured spectra and the spectra from inversion calculation. From this research, the transmittance of fused silica can be significantly improved and build a comprehensive study system for SDS.
减反射膜较低的抗激光损伤能力严重限制了激光器的输出功率、使用寿命及可靠性。表面随机结构(SDS,Surface Disorder Structures)作为提高光学元件的透过率和抗激光损伤能力的有效手段,引起了人们的广泛关注和研究。本项目涵盖SDS的表征与重构模型、电磁场分析与优化设计、制备工艺、光学性能分析与模型修正等研究内容。具体工作如下:将SDS的随机性分为个体形貌的随机性和整体分布的随机性进行表征重构,并基于时域有限差分法和遗传算法建立对SDS进行电磁场计算和光学性能优化的分析方法;基于上述方法,设计出对355nm的入射光具有高透过率的SDS参数;对金属颗粒掩膜制备和反应离子束刻蚀技术进行研究,探索得到相应的SDS制备工艺;对制备的SDS进行结构表征和光谱测量,通过对比设计光谱、实测光谱和反演光谱之间的差异对模型进行修正。基于上述研构建SDS从理论建模到性能分析的完整研究体系。

结项摘要

减反射膜较低的抗激光损伤能力严重限制了激光器的输出功率、使用寿命及可靠性。表面随机结构(SDS,Surface Disorder Structures)作为提高光学元件的透过率和抗激光损伤能力的有效手段,引起了人们的广泛关注和研究。.项目完成了表面随机减反结构的个体特征和整体分布的特征描述方法,重构了表面随机减反结构的理论计算形态模型,采用PSD谱线描述模型建立的有效性。并完成表面随机减反结构空间电磁场分布计算和优化算法的编译工作。设计得到了对波长355nm光有高透过率、大容差的参数,得到了随机结构的横向尺寸、纵向尺寸对光学性能的影响。.基于设计结果,不断优化工艺参数,得到磁控溅射技术镀制了20nm的银膜,再采用200℃的恒温20分钟得到了百纳米左右的银颗粒,基于反应离子束刻蚀技术将结构转移的熔石英基底上,将表面残留清洗后得到随机表面减反结构的熔石英窗口。测试得到随机减反结构的剩余反射在0.35%~0.55%之间,并且测量了随机结构的形貌,完成对理论模型的修正。.项目执行过程中共发表学术论文18篇,其中SCI收录16篇,国内外核心期刊2篇,申请发明专利5项,授权2项。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Cleaning Methods for Multilayer Dielectric Pulse Compression Gratings
多层介质脉冲压缩光栅的清洗方法
  • DOI:
    10.15541/jim20190054
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of Inorganic Materials
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zou Xi;Jin Yun-Xia;Kong Fan-Yu;Wang Yong-Lu;Zhang Yi-Bin;Shao Jian-Da
  • 通讯作者:
    Shao Jian-Da
Dependence of temperature and far-field beam quality on substrate thickness of a spectral beam combining grating with 13.4k W/cm(2) laser irradiation
13.4k W/cm(2) 激光照射下光谱光束组合光栅的温度和远场光束质量对基板厚度的依赖性
  • DOI:
    10.1364/ao.57.00d165
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Xu Jiao;Chen Junming;Chen Peng;Wang Yonglu;Zhang Yibin;Kong Fanyu;Jin Yunxia;Shao Ji;a
  • 通讯作者:
    a
Metal dielectric gratings with high femtosecond laser damage threshold of twice as much as that of traditional gold gratings
金属介质光栅具有高飞秒激光损伤阈值,是传统金光栅的两倍
  • DOI:
    10.1364/ol.44.002871
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Xu Jiao;Zou Xi;Chen Junming;Zhang Yibi;Wang Yonglu;Jin Yunxia;Kong Fanyu;Cao Hongchao;Chen Peng;Shao Ji;a
  • 通讯作者:
    a
Influence of nodular defect size on metal dielectric mixed gratings for ultra-short ultra-high intensity laser system
结节缺陷尺寸对超短超高强激光系统金属介质混合光栅的影响
  • DOI:
    10.1016/j.optmat.2019.02.027
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xi Zou;Fanyu Kong;Yunxia Jin;Peng Chen;Junming Chen;Jiao Xu;Yonglu Wang;Zhang Yibin;Ji;a Shao
  • 通讯作者:
    a Shao
Polarization-independent two-dimensional diffraction metal-dielectric grating
与偏振无关的二维衍射金属电介质光栅
  • DOI:
    10.1063/1.5040729
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Chen Junming;Zhang Yibing;Wang Yonglu;Kong Fanyu;Jin Yunxia;Chen Peng;Xu Jiao;Sun Shuhui;Shao Ji;a
  • 通讯作者:
    a

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其他文献

退火对金属介质多层膜的界面扩散及抗化学清洗性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张洪;晋云霞;孔钒宇;黄昊鹏;崔云
  • 通讯作者:
    崔云

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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