电爆炸制备纳米铜粉及物相研究

采用电爆炸法制造纳米金属颗粒。分析了铜丝在电爆炸过程中的物态变化,即从固态、液态、气态到离子态;同时理论研究了纳米铜粉粒径大小及分布、成分组成与爆炸时的能量、铜丝的直径和铜丝长度的关系;定义了粒径均匀度,通过粒径平均大小和粒径均匀度比较,分析了纳米粒径的大小分布情况;通过X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)对电爆炸制造出的纳米铜颗粒做了测定与定量分析。结果表明:铜粉的主要成分由氧化铜、氧化亚铜及单晶铜组成,各成分所占比例与爆炸缸内的真空度相关。纳米金属微粒的粒径平均值、粒径均匀度与铜丝长度、直径、充电电压、放电时间等因素相关。     

基于XRD光谱法的光参量振荡铌酸锂晶体SiO_2薄膜损伤研究

针对参量振荡过程中铌酸锂表面的增透薄膜的损伤问题,采用了XRD光谱法和形貌观测法对激光诱导薄膜损伤的形貌及其物理过程进行了深入地分析。观测发现:薄膜损伤点的特征是膜面出现凹陷的点坑,周围分散着由厚到薄变化的沉积层,XRD光谱检测显示出现了薄膜材料的晶化。利用杂质缺陷诱导薄膜损伤模型对以上损伤的形貌成因进行了分析。研究表明:杂质粒子对激光脉冲能量的强烈吸收会引起邻近光学材料的迅速熔化、汽化和电离,形成复杂物态结构混合物;在激光等离子体冲击波作用下,混合物发生喷溅扩散形成凹陷坑。在扩散冷却过程中沉积物会发生结晶,X射线衍射显示出薄膜材料SiO2晶态的衍射峰。     

光学参量啁啾脉冲放大中时间抖动对飞秒脉冲对比度的影响

 基于宽带脉冲的计算模型,采用4阶龙格-库塔法研究了光学参量放大所满足的三光波耦合方程。数值结果表明:时间不同步导致大量本底能量不能被压缩,使本底形成,导致飞秒脉冲展宽,如抖动从0变化到150 ps,则其预脉冲宽度由0.2 ps展宽到0.7 ps,降低了输出飞秒激光对比度,并导致输出能量稳定性降低。采用长而平滑泵浦光脉冲、选择适当长度的非线性晶体、并使系统工作于增益饱和区,能实现高对比度和高稳定的飞秒激光输出。     

基于宽度抛物线型和渐变孔径的超高Q低V 一维光子晶体纳米梁腔的设计

设计了基于宽度抛物线型和孔径渐变的一维(1-D)光子晶体 (PhC)纳米梁腔.通过FDTD的计算模拟, 设计的这种纳米梁腔可以实现超高Q值1.8× 10⁷, 同时拥有超小模体积V～ 0.04(λ/n)³, 在继承抛物线型和渐变孔径型纳米梁腔高Q的基础上,进一步降低了模体积V. 我们设计的这种腔具有紧凑, 低制造工艺要求以及高Q/V 值等优点,在未来应有广泛应用.     

可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换

高效宽带二次谐波转换在光通信、信号处理和光谱学等很多领域都有重要的应用.通常高效宽带二次谐波转换的研究都集中在几个波长,为了得到可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换,理论分析了准相位匹配和群速度匹配条件.在此基础上,分别计算了0型和Ⅰ型准相位匹配情况下,温度对5 mol%掺杂氧化镁周期性极化铌酸锂和周期性极化铌酸锂晶体准相位匹配高效宽带二次谐波转换的影响.对于5 mol%掺杂氧化镁周期性极化铌酸锂晶体,在0型和Ⅰ型准相位匹配情况下,分别得到了调谐宽度15 nm和341 nm的可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换;对于周期性极化铌酸锂晶体,在0型和Ⅰ型准相位匹配情况下,分别得到了调谐宽度44 nm和98 nm的可调谐准相位匹配高效宽带二次谐波转换.拓展了准相位匹配高效宽带二次谐波转换的波长范围.     

激光对PbS破坏作用的实验研究

PbS是一种重要的红外探测器材料。激光对PbS破坏作用的研究在军事和商业领域都有着重要的意义。利用反射光能量法对半导体材料PbS进行了激光损伤实验。通过对损伤过程的实时监测,分析激光辐照PbS的热学过程,并得到1064nm激光对半导体材料PbS的激光损伤阈值。     

高压H_2受激喇曼散射的阈值与能量转换效率

我们着重研究了高压H_2气Q(1)振动跃迁(4155cm~(-1))受激喇曼散射(SRS)中,参与非线性相互作用的几个参数(介质分子密度、跃迁线宽、泵浦光子密度以及非线性作用长度)对受激阈值与能量转换效率的影响。给出了自零到24atm H_2气压范围内阈值随H_2气压变化的实验结果,它与根据Dicke-Doppler展宽和碰撞展宽的联合效应的分析是一致的。讨论了由于受激喇曼过程(SRP)和四波混频参量过程(FWPP)共同影响下能量转换效率、压力-色散效应对高阶反斯托克斯的能量输出的重要影响。     

1.2 kW便携式光纤激光器

高功率光纤激光器通常采用如水冷散热方式进行控温,难以满足轻量化等的需求。而利用相变储能材料的特性,采用多相变控温技术,可大幅减小高功率光纤激光器系统的体积、重量。对光纤激光器的温控技术进行了分析,采用多相变温控技术,实现了波长1.08 μm、最大功率1.26 kW的全光纤激光输出,光-光效率75.4%,光束质量因子M_x2=1.21,M_y2=1.23,有效减小了激光器的体积和质量,为高功率光纤激光器的热管理提供了新方法。     

变反射率镜非稳腔可调谐Ti：Al2O3激光器

将变反射率镜（VRM）非稳腔成功地应用于可调谐Ti:Al2O3激光器,有效地提高了Ti:Al2O3激光的光束质量,并利用LBO晶体作为倍频器获得了396nm-440nm的蓝色可调谐激光输出,最大输出能量为26mJ,最高倍频效率为27.2%。     

基于石墨烯的宽带全光空间调制器

提出了单层石墨烯包裹微纳光纤的全光空间调制.石墨烯作为可饱和吸收体包裹在通过二氧化碳激光器加热制备的微纳光纤上,当信号光沿着微纳光纤传输时部分光将以倏逝场的形式沿着微纳光纤表面传递,并与石墨烯产生作用被吸收.同时将波长为808 nm的抽运光从空间垂直入射到石墨烯包裹的微纳光纤处,依据石墨烯的优先吸收特性,通过抽运光控制石墨烯对信号光的吸收,实现了宽带全光空间调制.在1095 nm波长处获得最大调制深度约为6 dB,调制带宽约为50 nm,调制速率约为1.5 kHz.空间全光调制器具有输出信号光“干净”的特点.与传统石墨烯微纳光纤全光调制器相比,输出端不需要对抽运光进行光学滤波而直接获得已调信号.该复合波导全光空间调制器以更为灵活、高效的方式打开了微纳超快信号处理的大门.