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椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建(六)- 在位监测电化学沉积2.3在位监测电化学沉积目前报道过的在位监测手段主要有电化学在位拉曼光谱法、在位傅里叶红外光谱仪法、石英晶振仪法、质谱仪法、在位椭偏仪法。电化学在位拉曼光谱法,其原理是通过介质分子对入射光发出频率的有明显变化的散射现象,用单色入射光(圆偏振光与线偏振光)来激发由电极电位控制的电极表面,然后测定出散射得到的光谱信号,如频率、强度及偏振性能变化与电极的电位或者电流强度的变化关系。在位傅里叶红外光谱仪法(FTIRS)是由Bewick等人在20世纪80年代早期首创的。在位傅里叶变换红外光谱仪可以获取电极上中性和离子吸附物的分子信息,以及参与 ...
多自由度梯度磁场控制系统相关应用文献(2017-2022)昊量光电新引入瑞士苏黎世联邦理工学院机器人与智能系统研究所研发的多自由度梯度磁场控制系统MFG系列。这些MFG多自由度梯度磁场控制系统能够产生各种各样的静态或时变磁场,用于研究磁场依赖现象,它们也用于开发磁性微纳米机器人以及其他微操作程序的应用。多自由度梯度磁场控制系统MFG系列产生场和场梯度,为5个自由度提供力和扭矩,非接触式驱动,用于颗粒定向和定位,粘滑或滚动运动,以及鞭毛游动。应用包括工程和流体动力学研究,局部流变学测量,微观力学生物学刺激和表征。以下2017到2022年之间描述、使用或引用这款MiniMag / nanomag ...
便携式L波段微波辐射计的设计与特性(转译自Portable L-Band Radiometer (PoLRa): Design and Characterization;Derek Houtz , Reza Naderpour and Mike Schwank)摘要:介绍了一种适用于地面遥感或无人机测绘的轻质量、小体积双偏振L波段辐射计。在ESA土壤湿度和海洋盐度(SMOS)和NASA土壤湿度上有突出的应用主被动(SMAP)卫星的L波段辐射测量可用于反演环境参数,包括土壤湿度、海水盐度、雪中液态水含量、雪密度、植被光学深度等。介绍了气隙贴片阵列天线的设计和测试,并显示可提供37°的3db全功率 ...
声光偏转器(AODF)在高速荧光成像中的关键作用:FIRE技术简介在上一篇文章中(https://www.auniontech.com/jishu-1142.html),我们学习了发表在Science上的“High-Speed Fluorescence Image-Enabled Cell Sorting”,其中通过AODF实现了一种基于高速荧光成像的细胞分选技术。而这份速度是由FIRE高速荧光成像系统带来的,即使用射频标记发射的荧光成像系统。zui初是由来自加州大学洛杉矶分校的Eric D. Diebold, Brandon W. Buckley等四位科学家于2013年发表于Nature P ...
声光偏转器(AODF)在高速细胞分选中的关键作用:ICS技术简介快速和选择性地分离具有独特空间和形态特征的单细胞仍然是一个技术挑战。来自Science的这篇文章建立了一种基于高速成像的细胞分选(ICS)技术,借助声光偏转器调制产生的光斑线性阵列和信号分析系统来高速探测细胞的空间特征,使流式细胞术更上一层楼。自从流式细胞术被发明的50多年来,用其进行细胞分选一直是生物学家zui有效的工具之一。让研究人员得以从复杂的混合物中分离出感兴趣的细胞,而这一过程对于了解细胞的功能至关重要。这项技术的大规模升级,要归功于海德堡EMBL和BD Biosciences的研究人员提出的一种高速成像的细胞分选技术( ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建(五)-Pb和Cu2O薄膜的电化学沉积2.2 Pb和Cu2O薄膜的电化学沉积实验室前期系统研究了Pb的成核生长,并用于钙钛矿太阳能电池的制备。前期的研究发现Pb在ITO基底上的生长过程属于渐进成核的岛状生长。Cu2O为半导体材料,其能隙与生长条件有关,大约在1.9-2.2eV。它具有吸收系数高、材料丰富、无毒、制造成本低等优点,在太阳能转换、电极材料、传感器和催化等领域具有广泛的应用前景。如图1-7所示,是简单的Cu2O能带模型,根据所涉及的价带和导带,可以区分四个激子序列,根据所涉及的波段,可以分为黄、绿、蓝和紫激子系列。在这个模型中,激子的波函数包括所谓的 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建(四)-电化学沉积及原理2.电化学沉积电化学沉积是半导体薄膜沉积和微电子制备铜互连的重要制备方法。而在沉积过程中的成核和生长对于半导体薄膜和铜互连的性质非常重要,椭偏仪在位监测提供一种实时监控薄膜沉积的方法。但是椭偏仪在位监测受到光路设计,实验装置,固液界面以及光谱解析的影响,构建其监测系统是一个挑战。实验室前期对电化学沉积Cu2O薄膜进行了系统的研究,发现其沉积与沉积电压、溶液温度和pH值等密切相关。本文以电化学沉积Cu2O薄膜为例,从而在实验室构建椭偏仪在位监控电化学沉积系统。不同于真空薄膜生长,电化学沉积生长过程涉及到溶液层和固液界面,导致其在位监测是一 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建(三)-应用案例1.3应用案例椭偏仪在位监测已经广泛应用于薄膜生长、颗粒和生物大分子的吸附等领域。下面介绍一下椭偏仪在位监测在薄膜生长和颗粒方面的案例。1.3.1薄膜生长椭偏仪对厚度的无损测量使其可实现薄膜生长的实时监控。而不同时间生长时间其薄膜的性质及厚度不同,这样需要构建不同厚度的多层膜结构,从而实现在位监控,得到薄膜生长厚度随时间的变化信息。比如F.N.Dultsev等采用椭偏仪研究了沉积在硅表面的钛基体氮化机理、Yuki Ishikawa等采用原位椭偏仪研究了离子液体薄膜的玻璃化转变行为,Meng Yuan等提出了一种简便、无损伤的在位椭圆偏振法来监测 ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建(二)-在位监控原理1.椭偏仪的在位监控半导体工艺比如CMOS的制作过程,会涉及到结构或者厚度的监控。例如在光刻前后,或者沉积与腐蚀过程,需要控制薄膜的厚度。而椭偏谱可以快速且无损伤进行测量,并且其测试精度可以达到原子级别,因此广泛应用于半导体制备工艺的在位监控中。比如,典型的32nmCMOS制做过程中大概会需要100次厚度的测试控制,而其中就有80次厚度测试需要利用椭偏谱对其厚度进行监控。通常要解构薄膜的厚度,会涉及到有效介质模型近似和Drude+Lorentz Oscillator模型的使用。利用椭偏仪不仅可以得到厚度信息,还可以得到薄膜的光学性质等信息, ...
椭偏仪在位表征电化学沉积的系统搭建(一)-基本原理利用椭偏仪可以精确测量薄膜的厚度和光学常数,其测量原理基于不同偏振光(S,P)与材料的作用。如图1-1所示的单层薄膜模型中,所测的薄膜在衬底上,zui上层为空气,薄膜两侧介质都是半无限大,且薄膜上下表面皆是理想光滑表面,三种介质皆为均匀、各向同性介质。在实际测量过程中,单层模型的三种介质通常指的是空气、待测薄膜和基底。图1-1 光波在多层膜上的反射与透射光波在单层膜上的反射和透射示意图如图1-1所示。定义入射光波矢量E在垂直于入射面上的分量为P光,在入射面上的分量为S光。由折射定律及菲涅耳定律知、、的关系为:上述式子中,n1是空气的折射率(1. ...
激光干涉仪是如何测量位移的?激光干涉仪是一种广泛应用于科学研究、工业制造和精密测量领域的仪器。在科学研究领域,激光干涉仪广泛应用于物理学、化学和生物学等多个学科,为研究人员提供了强大的工具。在工业制造中,激光干涉仪在精密加工、质量控制和自动化生产中发挥着关键作用。激光干涉仪的基本原理是利用激光的干涉效应进行测量和分析。在国际上,有多种常用的激光干涉仪技术,如迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗干涉仪和雅各比干涉仪等。它们在不同领域展现出卓越的性能和应用潜力。法布里-珀罗干涉仪是一种常用的干涉仪,其为基于光学谐振腔原理的干涉仪器。核心是由两平行的反射镜构成的腔体,其中的激光通过多次反射形成谐振,从而形成 ...
如何使用Moku进行阻抗测量?频率响应分析仪Moku的频率响应分析仪(FRA)在Moku输出上驱动扫描正弦波,并同时测量Moku输入接口接收到的信号幅度(或功率)。FRA可以测量系统或被测设备(DUT)的传递函数,从而创建幅度和相位与频率的关系图,通常称为波特图。图1 波特图示例为了测量被测设备的阻抗(Zdut),我们需要了解 FRA 的功率图。FRA 图使用dBm或相对于一毫瓦(1 mW)的分贝为单位;在这种情况下,一个方便的计量单位。定义为:Moku FRA扫描正弦输出可以以伏特(峰峰值)为单位进行设置。对于正弦曲线:将上式带入(2)式,可得:以dBm表示,换算为mW,并且我们已知Moku ...
用于太赫兹到光频率快速频谱分析的1GHz单腔双光梳激光器(本文译自(Gigahertz Single-cavity Dual-comb Laser for Rapid Time-domain Spectroscopy:from Few Terahertz to Optical Frequencies )Benjamin Willenberg1,*,x, Christopher R. Phillips1,*, Justinas Pupeikis1 , Sandro L. Camenzind1 , LarsLiebermeister2 , Robert B. Kohlhass2 , Björn G ...
激发光偏振对磁光克尔显微系统测试的影响在磁光克尔显微镜中,激发光通常需要经过偏振器件,以使得只有特定方向的偏振光可以进入样品。光偏振在MOKE显微镜中的一个主要影响是样品与光之间的相互作用。当偏振光照射到样品上时,光与样品中的电子和磁矩发生相互作用,从而导致光的偏振方向发生改变。这种改变可以通过MOKE显微镜中的光学元件和探测器进行精确测量,以获得有关样品磁性的信息。因此正确选择和控制光的偏振状态对于获得准确的测量结果至关重要。光偏振还可以影响MOKE显微镜的灵敏度和分辨率。不同的偏振方向的光与不同的样品的相互作用方式会有所不同,因此在对不同样品的测量中,在MOKE显微镜中选择合适的光偏振状态 ...
光频梳的应用与未来前景介绍光频梳是一种特殊的超短脉冲激光器,类似于光的尺子,可将无线电和微波频率与光波频率连接起来。目前已经在光钟计时、天文学和宇宙学、精确测量、气体分析、医学诊断等方面有众多应用。在未来的时间里,科学家和他们的合作者也将继续探索各类光频梳的巨大潜力。正文光频梳是一种特殊的超短脉冲激光器,其类似于光的尺子,能够快速而准确地测量光的频率。这样一种获得诺贝尔奖的设备填补了一个重要的技术空白——科学家能够像处理无线电波一样测量和控制光波。借助光频梳,科学家们可以将无线电和微波频率与频率高10,000倍的光波无缝连接。据此,光频梳也产生了众多应用方向。计时光频梳对原子钟和时间测量产生了 ...
PDH稳频系统可以这么简单的实现一.简介本实验基于Liquid 公司moku:Pro和Stable laser公司的超稳腔系统,实现了对普通1064nm激光器的PDH稳频,获得了正确的调制边带和误差信号,并进一步对激光器进行锁频和PID锁定优化输出。二.理论基础腔对于光场的反射率公式如下F(ω):r1,r2是前后镜面的反射率,E为光强,ω,∅为本振频率和调制频率。然后根据这两个公式可得从腔反射回的光场Er:反射光场打到光电探测器中,光电探测器相应的是光功率Pr=ErEr*经过计算有上式第一行是直流项;第二行第三行是由载波和边带之间产生的干涉项,频率为Ω;第四行是两个边带之间的干涉项,频率为2Ω ...
用于超精密光学超低噪声光学频率梳的锁相方法摘要具有低相位噪声的光学频率梳(OFC)可以在经典和量子系统中实现更严格的计量。为了消除相位噪声,必须扩展载波包络相位的反馈带宽和重复频率。在这里,我们提出了一种构建超低噪声OFC的方法。通过利用不同的电光调制器作为快速执行器,这种方法可以扩展反馈带宽超过150 kHz重复率的相位锁定和载波包络的抵消相位锁定,我们分别得到残余相位噪声21.8 mrad(18.1as)和86.1mrad(71.3as)的稳定光的击打信号和载波包络的抵消频率。我们通过测量两个梳齿之间的相对线宽来验证这个架构,它揭示了在1秒平均时间内,环内跳动的分数不稳定性小于环外跳动的分 ...
锁相放大器用于生物样品双通道和多仪器模式SRS显微技术的研究本文由昊量光电翻译整理,文章内容由华盛顿大学化学系的 Brian Wong 和 Dan Fu 提供,并由Liquid公司提供原文。一.简介拉曼散射光谱为生物分子的特异性检测和分析提供了化学键的固有振动指纹。那么什么是受激拉曼散射显微镜?受激拉曼散射(SRS)显微技术是一种相对较新的显微技术,是一种相干拉曼散射过程,允许使用光谱和空间信息进行化学成像[18],由于相干受激发射过程[1]能产生约103-105倍的增强拉曼信号,可以实现高达视频速率(约25帧/s)[2]的高速成像。SRS显微镜继承了自发拉曼光谱的优点, 是一种能够快速开发、 ...
OPO激光器原理光参量振荡器(Optical parametric oscillator,OPO)是类似于激光器的光源,也需要采用激光器谐振腔,但是并不是利用受激辐射,而是利用非线性晶体材料中参量放大过程产生的光增益。与激光器类似,它也具有泵浦功率阈值,低于该值时,输出功率很小(只有一部分参量荧光)。图1.光参量振荡器示意图OPO一个很大的优势在于其信号光和闲散光可以在很大范围内变化,二者之间的关系由相位匹配条件决定。因此可以得到普通激光器很难或者不能产生的波长(例如,中红外,远红外或者太赫兹光谱区域),并且也可以实现很大范围的波长调谐(通常通过改变相位匹配条件)。因此OPO特别适用于激光光谱 ...
MoS2作为可饱和吸收体的被动调Q激光器实验装置的示意图如图所示:在 Tm,Ho:YAlO3 (Tm,Ho:YAP) 晶体中,Ho3的5I7→5I8激光跃迁用于实现2 μm波长范围的激光发射。 Tm,Ho:YAP 晶体用于具有155毫米物理腔长的谐振腔。晶体的端面镀有790-800nm和 1.9-2.2 μm的涂层,反射率小于0.5%。一个装有液氮的杜瓦瓶被设计用来将激光晶体冷却到 77 K 的温度。两个激光二极管的中心输出波长分别为 794.1 nm 和 794.0 nm,对应的输出功率分别为20 W和20.1 W。用作Tm,Ho:YAP 激光器的泵浦源。实验中 LD的温度选择为 298.1 ...
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