昆明物理研究所分子束外延碲镉汞薄膜技术进展

碲镉汞(MCT)自从问世以来一直是高端红外(IR)探测器领域的首选材料,分子束外延碲镉汞技术具有低成本异质外延、材料能带精准调控、原位成结等优势,是第三代红外焦平面陈列(FPA)器件研制的重要手段。本文报道了昆明物理研究所分子束外延(MBE)MCT薄膜技术进展,包括材料结构、晶体质量、表面缺陷、材料均匀性、掺杂浓度等参数优化控制的研究结果。异质衬底、碲锌镉衬底上MCT薄膜尺寸分别为4英寸(10.16 cm)及2.5 cm×2.5 cm,材料EPD值分别在1×10⁶ cm^-2附近及(3~30)×10⁴ cm^-2范围,表面宏观缺陷密度分别在30 cm^-2附近及100~300 cm^-2范围,薄膜质量与国内外先进水平相当。采用分子束外延MCT薄膜实现了2 048×2 048中波红外(MWIR)、2 048×2 048短波甚高分辨率红外(SWIR)焦平面、640×512中短双色红外(S-MWIR)、320×256中中双色红外(M-MWIR)FPA探测器的研制和验证。     

微信公众平台辅助大学物理实验教学的研究

通过大学物理教学实践,阐述了微信公众平台作为大学生使用最为广泛的新媒体工具在辅助大学物理实验教学中所起到的作用。为学生提供更好的学习支持;为学生的课外创新实践个性化培养提供更有利的平台,吸引更多的学生参与到创新实践之中,提高学生的创新思维与创新能力。     

基于随机并行梯度下降算法的相干合成动态相差控制与带宽分析

分析随机并行梯度下降(SPGD)算法用于多路大型固体激光装置相干合成中校正动态相差的能力。首先介绍了SPGD算法实现相干合成的基本理论,利用数值模拟方法对算法进行了优化,实现了两路基于SPGD算法的波长为800nm、带宽为30fs光束的相干合成实验,验证了在外加10,15,20,25Hz动态相差条件下算法的特性,并进一步模拟了动态活塞相差和指向性相差的校正过程,分析了不同相位噪声强度和频率对校正能力的影响,计算了控制带宽与光束路数、算法执行速度之间的关系。结果表明:远场强度分布的平方和是高能短脉冲激光相干合成的最佳性能评价函数;采用自适应增益的方式时,在保证算法稳定性的前提下,提高了算法的收敛速度;随着相位噪声强度和频率的提高,算法的有效控制带宽减小;算法执行速度越快,光束路数越少,则算法控制带宽越大;受限于器件性能,SPGD算法不适用于4路以上带宽为30fs激光阵列的相干合成。     

三种基于2，4，6-三(3-吡啶基)-1，3，5-苯配体的Ni(Ⅱ)基配位聚合物的合成、结构及催化性能

通过调变溶剂热的反应条件,我们合成了3种Ni (Ⅱ)基的配位聚合物(CPs)[Ni (CH₃-BDC)(3-TBT)(H₂O)₂]·EtOH·2H₂O (CP1)、[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₅]·2DMF·2H₂O (CP2)和[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₆]·2DMF·4H₂O (CP3),其中CH₃-H₂BDC=5-methylisophthalic acid,3-TBT=2,4,6-tris (3-pyridyl)-1,3,5-benzene。X射线单晶衍射分析表明,3个CPs都是由相似的Ni₂(CH₃-BDC)₂的双核单元构建的,并分别呈现出从零维(0D)、2D到3D结构的网络骨架。反应条件的微小调变,导致了不同结构的配位聚合物。同时,催化实验表明,3在无溶剂的温和反应条件下,CP3对苄醇及其衍生物与苯胺的氧化-偶联反应表现出极好的催化活性和循环稳定性。     

三类构型激光脉冲压缩器光栅拼接误差容限比较

建立了包含拼接光栅的三类典型构型(双程Z型、X型及菱型)激光脉冲压缩器的理论模型. 利用光线追迹法计算压缩器引入的相位变化,结合傅里叶变换的方法仿真分析并比较了各压缩器相应的光栅拼接误差容限. 以远场焦斑峰值能量下降到理想值的0.9倍为限确定了三类压缩器光栅拼接误差容限,明确了不同构型激光脉冲压缩器对拼接误差的敏感程度. 这对脉冲压缩器的选型和设计具有指导意义. 关键词： 光栅拼接 脉冲压缩 误差容限 光线追迹     

平顶高斯超短脉冲激光的时间部分相干性对相干合成的影响

 利用准单色光干涉理论,计算了2×2平顶高斯超短脉冲激光在远场的干涉图样,分析了激光的时间部分相干性及其存在束间相位差时对相干合成的影响。计算结果表明,当单路激光输出光束线宽小于100 nm时,理想波前的远场光斑图样和峰值光强基本保持不变,当光束线宽大于100 nm时,干涉减弱衍射效应逐渐增强;光束间存在相位差时,时间部分相干性将破坏远场图样随束间相位差的周期性变化,相位差越大干涉越弱;当超过相干长度时,则为非相干合成,但1/6倍相干长度范围内,仍可视为较理想的相干合成,此时焦斑的斯特列尔比大于0.9,对超短脉冲的相干合成影响可忽略。     

利用光孤子机制实现超宽范围波长调谐的理论和实验研究

以获得光参量啁啾脉冲放大系统主激光与抽运光两种波长、宽带、超短脉冲的产生及精密同步为目标,探索采用光孤子机制实现超宽带宽范围的可调谐超短脉冲产生. 数值模拟了孤子传输过程中的时域-频域演化过程及与其他非线性效应的相互作用过程和特性. 实验验证了利用光孤子机制产生可调谐脉冲的方法. 同时还观察到孤子的形成、分裂、自频移等现象,在可见光到近红外波段都演示了波长可调谐的输出特性,并且与理论分析结果符合较好. 关键词： 光参量啁啾脉冲放大 可调谐脉冲产生 非线性薛定谔方程 孤子机制     

新型纳米铂修饰玻碳电极的制备及电催化性能研究

研究了一种新型纳米铂修饰玻碳电极的制备方法,并对其电化学催化性能进行了研究。实验结果表明,通过电沉积前在金刚石粉末悬浊液中对玻碳电极进行超声处理,可制备出新型玻碳电极。经超声处理后,金刚石颗粒在玻碳电极基体上产生了数微米长的划痕。电沉积过程中,在该电极上可沉积分布较密集的平均尺寸为110nm的Pt颗粒。这种新型纳米铂修饰玻碳电极的表面电化学活性值为0.397 m2/g,高于普通铂修饰玻碳电极,且在0.5 mol/L H2SO4溶液中具有良好的电化学稳定性。     

肖特基结的制备与势垒测量

采用磁控溅射方法在Nb07％-SrTiO3基片上制作Au薄膜接触,并在氧气气氛下750℃退火30 min,在室温环境下测量电流电压和电容电压等特性曲线,观测整流特性,根据相应实验数据采用饱和电流法、电容C-2与反偏电压V成线性关系计算肖特基势垒的大小.     

大口径掺钛蓝宝石晶体放大的实验研究

 分析了口径为80 mm的钛宝石晶体内的增益特性，对大口径钛宝石晶体中的泵浦光能量密度和泵浦光口径进行了优化设计。对于80 mm×17 mm的晶体，最佳工作光束口径为55 mm，泵浦能量为50 J；对于80 mm×30 mm的晶体，最佳工作光束口径为60 mm，泵浦能量为90 J，且其横向小信号增益远小于80 mm×17 mm晶体的。对影响大口径钛宝石晶体放大的横向放大自发辐射（ASE）和寄生振荡采用折射率匹配的包边技术进行了抑制。实验表明，该方法把允许横向增益从13提高到了2 100。实验系统为100 J绿光台面泵浦激光器，100 TW主放大器采用四程空间构型放大光路。80 mm×17 mm钛宝石晶体c轴水平放置，泵浦光和主激光均为水平偏振。当以泵浦光能量为49 J对主放大器进行双端泵浦，注入信号光能量为1.2 J，光束口径60 mm时，获得了14.2 J的放大光输出和286 TW的最高峰值功率。