b. 委员会讨论并根据 SRC 的建议批准了 Arti Tyagi 女士提交的博士论文提纲,修改后的标题为“基于全内反射的荧光和散射成像在生物应用中的应用”(2017BEZ8290)。委员会还批准了考官小组,并授权主席将其转发给院长(学术)。
大多数读者可能对使用光纤传输光信号有一定了解。下面对需要复习该主题的读者进行简要说明,并阐明多模和单模光纤之间的区别及其各自的应用。光信号沿任何光纤的传输都取决于全内反射的光学特性。光线 1 在穿过第二种介质时发生折射,入射光线与法线 i 的夹角与折射光线与法线 r 的夹角之间的关系由斯涅尔定律给出:sin i n 2
光纤是一种沿其长度传输光的玻璃或塑料纤维。光纤光学是应用科学与工程的交叉学科,涉及光纤的设计和应用。光纤广泛用于光纤通信,它允许在更长的距离和更高的带宽(数据速率)下传输,因为光的频率比任何其他形式的无线电信号都要高。光通过全内反射保持在光纤的核心中。这使得光纤充当波导。光纤被用来代替金属线,因为信号沿光纤传输时损耗更小,而且它们也不受雷暴引起的电磁干扰的影响。光纤还用于照明,并被包裹成束,因此它们可用于传输图像,从而允许在狭小空间内观看。专门设计的光纤用于各种其他应用,包括传感器和光纤激光器。
教学过程 这些是示例策略,教师可以使用这些策略来加速实现各种课程成果并使教学 - 学习更有效 1. 翻转课堂 2. 粉笔和谈话 3. 混合教学模式 4. 模拟、交互式模拟和动画 5. NPTEL 和其他理论主题视频 6. 智能教室 7. 实验室实验视频 模块 1(8 小时)激光和光纤:激光:激光束的特性、辐射与物质的相互作用、爱因斯坦的 A 和 B 系数和能量密度表达式(推导)、激光作用、粒子反转、亚稳态、激光系统的先决条件、半导体二极管激光器、应用:条码扫描仪、激光打印机、激光冷却(定性)、数值问题。光纤:原理和结构、光的传播、接受角和数值孔径 (NA)、NA 表达式的推导、传播模式、RI 分布、光纤的分类、衰减和光纤损耗、应用:光纤网络、光纤通信。数值问题先决条件:光的性质自学:全内反射模块 2(8 小时)
使用不同靶到基片距离的化学计量氮化硅靶,通过射频磁控溅射在单面 P 型抛光掺硼硅晶片基片上沉积氮化硅薄膜。改变靶到基片的间距(非常规参数)以优化表面粗糙度和晶粒尺寸。这种优化提供了均匀、密集的氮化硅薄膜的正态分布,没有表面裂纹。采用原子力显微镜探索氮化硅薄膜的精确表面粗糙度参数。所有样品的表面粗糙度和晶粒分析都表现出直接关系,并与靶到基片的间距呈反比关系。通过以下参数分析了 Si3N4 的表面形貌:平均粗糙度、均方根粗糙度、最大峰谷高度、十点平均粗糙度、线的偏度和峰度。氮化硅薄膜的表面粗糙度在基于氮化硅波导的生物传感器制造中具有重要意义。 (2022 年 8 月 4 日收到;2023 年 4 月 3 日接受) 关键词:原子力显微镜、射频磁控溅射、氮化硅、靶材到基板间距、薄膜 1. 简介 氮化硅具有卓越的光学、化学和机械性能,是微电子学中用作电介质和钝化层 [1] 以及微机电系统 (MEMS) 中结构材料最广泛的材料 [2, 3]。氮化硅薄膜由于其在可见光和近红外 (NIR) 区域的高折射率和透明度,在光电子应用中也发挥着至关重要的作用 [4, 5]。氮化硅薄膜在光电子领域的主要应用是基于光波导的生物传感器作为平面光波导 [6-8]。平面光波导是一种三层结构,其中通常称为芯的高折射率薄膜夹在两个低折射率膜(称为下包层和上包层)之间。平面波导内部的光传播基于全内反射原理。据报道,光波导中芯体表面的粗糙度是造成波导边界处光传播损耗的原因 [10, 11]。这是由于界面处的反射和折射现象而不是全内反射造成的。芯体的粗糙表面可以将光散射到不同方向。芯体和包层之间的折射率差 ∆n 越大,光在芯体中的限制就越大。因此,由于氮化硅的折射率约为 2,而二氧化硅的折射率约为 1,因此二氧化硅/氮化硅/二氧化硅的特定结构是平面光波导的合适候选材料。46 作为上下包层,折射率差 ∆n ~ 0.5[9]。Si 3 N 4 薄膜通过低压化学气相沉积、热蒸发、等离子体增强化学气相沉积和磁控溅射系统制备[12-16]。然而,磁控溅射技术由于无毒气体、低温沉积、易于调节沉积速率和沉积系统简单而比 PECVD 技术具有相当大的优势[17]。薄膜的常规参数
引言目前,光刻是多种半导体器件和集成电路一般生产周期中的主要工艺之一。重氮喹诺酮酚醛 (DQN) 光刻胶广泛用作亚微米和纳米光刻的掩模 [1–4]。现代电子学中形成掺杂区的主要方法之一是离子注入 (II)。该方法可以精确控制掺杂剂浓度,且具有工艺多功能性和灵活性的特点。DQN 光刻胶与紫外线、X 射线和可见辐射的相互作用已得到充分详细研究,而离子辐照引起的过程仍然知之甚少,尽管它们会显著影响所创建器件的质量 [4–6]。在聚合物的 II 期间,辐射诱导过程先前已被证明会发生在离子路径区域内及其外部 [5, 7–9]。例如,在 [5] 中发现了 DQN 抗蚀剂膜在锑离子注入层后面的辐射硬化。然而,导致 II 层后面的 DQN 抗蚀剂的物理机械性能发生变化的辐射诱导过程的机制尚未确定。对于薄膜研究,受抑全内反射 (TIR) 的 FTIR 光谱可以定性和定量地获取固体中复杂有机化合物及其混合物的成分和结构
光接收器的作用是检测入射到其上的接收光,并将其转换为包含传输端光上信息的电信号。然后,信息就可以输入到电子设备中,例如计算机、导航控制系统、视频监视器等。 电缆结构 光纤电缆的结构通常由五个元素组成:光芯、光包层、缓冲层、强度构件和护套。光芯是光纤中心的光承载元件。它通常由高纯度二氧化硅和氧化锗的组合制成。芯周围是纯二氧化硅制成的光包层。这些材料的组合使全内反射原理成为可能,因为材料的差异在界面点处产生了反射面。进入光纤芯的光脉冲从芯和包层之间的界面反射,沿线移动时留在芯内。包层周围是缓冲材料,充当减震器,以保护芯和包层免受损坏。缓冲层周围包裹着强度构件(通常是芳纶),增加了临界抗拉强度,以防止安装过程中因拉力而造成损坏。外护套可防止磨损和环境损害。所用护套的类型还决定了电缆的用途和可燃性等级。
摘要。按需修改高迁移率二维 (2D) 材料的电子能带结构对于需要快速调整固态器件的电和光响应的各种应用具有重要意义。尽管已经提出了电可调超晶格 (SL) 势来设计石墨烯中狄拉克电子的能带结构,但设计可以与光混合的新兴准粒子激发的最终目标尚未实现。我们表明,单层石墨烯中一维 (1D) SL 势的极端调制会在费米面附近产生阶梯状电子能级,从而导致以子带间跃迁 (ISBT) 为主导的光学电导率。一个特定的、可通过实验实现的平台由位于 1D 周期性元栅极顶部的 hBN 封装石墨烯和第二个未图案化的栅极组成,可产生强烈调制的静电势。我们发现,具有大动量且垂直于调制方向的狄拉克电子通过静电势的全内反射进行波导,从而产生具有几乎等间距能级的平坦子带。表面等离子体与电控 ISBT 的预测超强耦合是产生可用光学探测的极化子准粒子的原因。我们的研究为探索具有栅极可调电子能带结构的二维材料中的极化子开辟了一条途径。
自 1993 年 Shuji Nakamura 制成第一只 GaN 基蓝光发光二极管 (LED) 以来 [1],基于 III 族氮化物材料的 LED 发展迅速并得到了广泛的应用。然而,导致绿光 LED 效率低下的“绿光隙”一直未能得到解决,而蓝光和红光 LED 却实现了较高的发光效率 [2,3]。造成上述问题的原因之一是 InxGa1-xN/GaN 多量子阱 (MQW) 中铟组分的增加,而这是为了使 InGaN 基 LED 能够发出更长的波长的光。由于 InGaN 与 GaN 之间的晶格常数和热膨胀系数不匹配 [4,5],以及 InN 在 GaN 中的低混溶性 [6],高铟组分 InGaN QW 的绿光 LED 会遭受晶体质量劣化。同时,还会产生大量的位错,它们充当非辐射复合中心[7],对发光是不利的。另一方面,有源区产生的光很难从高折射率半导体(n GaN = 2.5)逸出到空气中(n air = 1)。内部光的临界角(θ c )或逸出锥仅为~23.6°[θ c = sin −1(n air /n GaN )],超过此角度发射的光子会发生全内反射,因此只有一小部分光可以逸出到周围的空气中[8]。绿光是三原色之一,提高绿光LED的发光效率是实现高效率、高亮度RGB(红、绿、蓝)LED的关键。
趋化因子受体是细胞表面受体,在不同的生理过程中发挥着重要作用:胚胎发生、炎症反应、发育、白细胞归巢等。这些受体嵌入细胞膜,可形成同型二聚体、异型二聚体和寡聚体1,均为功能性构象。趋化因子受体在细胞膜上的组织和动力学影响其行为以及细胞对趋化因子梯度的反应2,3。肌动蛋白细胞骨架重塑、细胞膜脂质组成或寡聚化的改变会损害正常细胞反应。一些证据表明异二聚体具有功能性,因此有必要分析它们在细胞表面的动态,以及配体如何对其进行修饰。4,5 CXCR4(一种常规趋化因子受体)和非典型趋化因子受体 ACKR3 形成异二聚体。ACKR3 识别两种配体,CXCL11 和 CXCL12,而 CXCR4 仅识别 CXCL12。因此,这是一个非常好的系统,可以分析这两种受体在细胞表面的动态,以及配体如何对其进行修饰。4,5由于 CXCR4 和 ACKR3 共享一个配体,并通过不同的途径发出信号,该模型可以解释趋化因子受体异二聚体是否具有与单个受体形成的二聚体相似的动力学,或者相反遵循不同的特征,当与配体一起激活时,它如何影响复合物,以及产生的功能后果是什么。全内反射显微镜 (TIRF-M) 是一种新的先进荧光技术,在研究膜过程方面具有巨大潜力。2,3 当显微镜的入射光完全反射时,在盖玻片和细胞培养基之间的界面上会产生衰减波。这种物理现象允许与盖玻片接触的细胞荧光染料被激发,因此非常适合研究细胞膜相关现象。此外,TIRF-M 允许单粒子跟踪 (SPT)。在我们的案例中,对瞬时转染了与单体绿色荧光蛋白 (Ac-GFP) 偶联的趋化因子受体的细胞进行分类,以获得模拟生理条件的低受体表达细胞群。以人类 T 淋巴细胞为模型,我们研究了当人类 T 细胞表达两种受体 (CXCR4 和 ACKR3) 和仅表达 ACKR3 时 CXCR4 和 ACKR3 的动态。当人类 T 细胞不表达 CXCR4 时,ACKR3 寡聚化对共享配体 CXCL12 的响应要低得多。这些差异可能会影响信号传导特性和功能响应。