272 W quasi-single-mode picosecond pulse laser of ytterbium-doped large-mode-area photonic crystal fiber

A large-mode-area(LMA) ytterbium-doped photonic crystal fiber(PCF) with core NA of 0.034 and core diameter of 50 μm was made by the stack-and-draw technique. The core is formed by Yb~(3+)/Al~(3+)/F-/P~(5+) co-doped silica glass containing 0.09 mol% Yb_2O_3 with an absorption coefficient at 976 nm up to 3.2 d B/m. The core glass with homogeneous distribution of Yb~(3+) ions and refractive index difference of 4 × 10~(-4) compared with pure silica was prepared by the sol-gel method and heat homogenization at 2000°C. Laser power amplification of this LMA PCF was studied using a seed source of 21 ps pulse duration and 48.7 MHz repetition rate at 1030 nm wavelength. With pump power of 520 W, a maximum 272 W(266 k W peak power) quasi-single-mode laser output with M~2 of 2.2 was achieved in a 4.7 m fiber length bent at a diameter of 47 cm with slope efficiency of 52%, and no obvious mode instability, stimulated Raman scattering, or thermal damage on the end facet of the fiber were observed.     

铋化物发光玻璃中银表面等离激元对铒离子的发光增强作用

局域表面等离激元可以由自由空间的光直接激发,这也是局域表面等离激元的优点所在。研究铋化物发光玻璃中纳米银颗粒的表面等离激元对铒离子发光的增强效应、进一步的提高铋化物发光玻璃中铒离子的发光性能很有意义。首先,测量了(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃与(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的吸收谱,发现(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃在约600.0 nm处有一个较弱的宽的银表面等离激元共振吸收峰。同时发现两者都有典型的铒离子的吸收峰,它们的吸收几乎完全一样:在波峰形状、峰值强度和峰值波长等方面都很相近。测量了(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃和(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的激发谱,发现有位于379.0,406.0,451.0,488.0和520.5 nm的5个550.0 nm可见光的可见激发谱峰,和位于379.0,406.5,451.0,488.5,520.5,544.0,651.5和798.0 nm的8个1531.0 nm红外光的红外激发谱峰,容易指认出依次为Er 3+的4I 15/2→4G 11/2,4I 15/2→2H 9/2,4I 15/2→(4F 3/2,4F 5/2),4I 15/2→4F 7/2,4I 15/2→2H 11/2,4I 15/2→4S 3/2,4I 15/2→4F 9/2和4I 15/2→4I 9/2跃迁的吸收峰,通过测量发现(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃相对于(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的可见和红外激发谱的最大增强依次分别是238%和133%。最后,测量了它们的发光谱,发现有位于534.0,547.5和658.5 nm的三组可见发光峰,容易指认出依次为Er 3+的2H 11/2→4I 15/2,4S 3/2→4I 15/2,4F 9/2→4I 15/2荧光跃迁。还发现红外发光峰位于978.0和1531.0 nm,依次为Er 3+的4I 11/2→4I 15/2和4I 13/2→4I 15/2的荧光跃迁。通过测量发现(A)Er 3+(0.5%)Ag(0.5%):铋化物发光玻璃相对于(B)Er 3+(0.5%):铋化物发光玻璃样品的可见和红外发光谱的最大增强依次分别是215%和138%。对于银表面等离激元增强铒离子发光的机理,认为主要为纳米银颗粒的局域表面等离激元共振,造成金属纳米结构附近产生的局域电场的强度要远大于入射光的电场强度,从而导致了金属纳米结构对入射光产生强烈的吸收和散射,进而导致了荧光的增强;即局域表面等离子体共振局域场的场增强效应。     

磁共振信号并行高速接收系统设计

针对低场磁共振成像系统,该文设计了一种紧凑灵活的信号接收方案,实现对多通道磁共振信号的高速采样与直接数字解调. 系统采用高速模数转换器(A/D)对磁共振信号直接采样;以单片数字下变频器(DDC)--AD6636, 完成4路采样信号的数字解调;以数字信号处理器（DSP）作为控制器,实现对AD6636的配置以及I/Q数据的读取. 信号采样频率可达100 MSPS,适用于1 T以下的系统. 实验证明该设计具有结构紧凑,采样速率高,配置方便快速,滤波器设计丰富灵活等特点,为磁共振成像谱仪的研制提供了一种高性能的信号接收方案.     

碱金属氟化物对掺Yb~(3+)氟磷酸盐玻璃析晶稳定性和光谱性质的影响

研究了碱金属氟化物对掺Yb3 氟磷玻璃的光谱性质和析晶稳定性能的影响.运用倒易法计算了Yb3 的发射截面.结果显示,LiF的引入对吸收和发射截面的提高作用较大并出现最佳引入量极值,其次为KF.碱金属氟化物的引入可提高二元体系的析晶稳定性能,使玻璃网络结构得到改善;拉曼光谱显示二元体系中引入YbF<,3>后玻璃网络结构得到增强,而在引入碱金属氟化物的三元体系中掺杂YbF<,3>后破坏了网络完整性,降低系统析晶稳定性能.     

Tm~(3+)掺杂锗碲酸盐玻璃的近2μm光谱性质

用高温熔融法制备了Tm2O3掺杂浓度为0.25,0.5,0.75,1,1.25,1.5 mol%的40 Ge O2-35Te O2-15Pb O-5Al2O3-2.5Ca O-2.5Sr O锗碲酸盐玻璃.热学性质测试表明该玻璃的转变温度为446℃,没有析晶峰.玻璃的最大声子能量约为750 cm-1.利用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+的Judd-Ofelt参数Ωt(t=2,4,6)、不同浓度下Tm3+离子各激发态能级的自发辐射概率、荧光分支比以及辐射寿命等参数.采用808 nm波长抽运源测试了Tm3+离子的荧光光谱.发现掺杂浓度为1 mol%时约1.8μm处的荧光强度最强.根据Mc Cumber理论计算了3F4→3H6的发射截面,其峰值发射截面为6.5×10-21cm2.根据速率方程计算了玻璃中OH引起的Tm3+的3F4能级的无辐射弛豫速率,随着Tm3+浓度增加,OH对3F4能级的猝灭速率增加.这种玻璃有望研制成一种新型的约2μm的激光玻璃材料.     

Effects of charge compensation on red emission in CaYAl3OT7：Eu3＋ phosphor

Monovalent ions Li＋, Na＋, and K＋, as charge compensators, are introduced into CaYA1307： M （M = Eu3＋, Ce~＋） in this letter. Their crystal phases and photoluminescence properties of different alkali metal ions doped in CaYA1307 are investigated. In addition, the influence of charge compensation ion Li＋ which has a more obvious role in improving luminescence intensity on CaYA1307： Eu3＋ phosphor is intentionally discussed in detail and a possible mechanism of charge compensation is given. The enhancement of red emission centered at 618 nm belonging to Eu3＋ is achieved by adding alkali metal ion Li＋ under 393-nm excitation.     

高功率激光运转条件下大模场掺镱石英光纤模式特性的仿真研究

在高功率激光运转条件下,掺杂稀土离子的量子亏损和玻璃材料的本征吸收均会造成光纤放大器中增益光纤温度的整体上升与梯度分布。在热平衡状态下,光纤材料的热光效应将会诱导光纤横向折射率的再分布,引发高功率激光运转条件下增益光纤模式特性的改变。为此,利用多物理场有限元建模的数值计算方法对高功率激光运转条件下大模场掺镱石英光纤的热致模式特性展开系统研究,分析总结大模场增益光纤的模式特性在不同激光运转功率、增益光纤设计参数(纤芯直径、数值孔径、热光系数)和光纤弯曲使用条件下的变化规律。结果表明,随着激光运转功率的增加,纤芯和包层之间的温差会变大,从而导致光纤的归一化参数V值增大,最终使模式的传输损耗系数减小,模式在纤芯区域的功率因子增大。     

基于线粒体co I 基因探讨无尾目10个科的分子系统关系

运用PCR技术和相关生物软件，对大头蛙Limnonectes kuhlii和脆皮大头蛙Limnonectes fragilis的线粒体coⅠ基因全序列进行了测定与分析．结合GenBank上已公布的无尾目10个科22个物种的同源序列，以爬行纲楔齿蜥Sphenodon punctatus和密河鳄Alligator mississippiensis为外群，基于核苷酸序列（选取前两位密码子）和氨基酸序列两种数据形式，分别构建NJ树和MP树．结果表明：系统树将无尾目10个科分为两大支，一支为新蛙亚目Neobatrachia的5科15个物种，一支为古蛙亚目Archaeobatrachia的5个科9个物种（其中包括锄足蟾科Pelobatidae和负子蟾科Pipidae），并推测这两个亚目均为单系群．古蛙亚目一支内的盘舌蟾科Discoglossidae与铃蟾科Bombinatoridae亲缘关系较近；新蛙亚目内蟾蜍科Bufonidae与雨蛙科Hylidae，蛙科Ranidae与树蛙科Rhacophoridae两两亲缘关系较近．蛙科中泽陆蛙Fejervarya limnocharis与大头蛙属3个种首先形成姐妹群，表明其较近的亲缘关系，同时推断大头蛙与福建大头蛙Limnonectes fujianensis亲缘关系近于脆皮大头蛙．     

掺铥氟磷玻璃的结构、热学性质和光谱性质

制备了不同Al(PO3)3含量的掺铥系列氟磷玻璃,研究了其结构、热稳定性和光谱性质。随着Al(PO3)3含量的增加,该系列玻璃的密度降低,折射率增加,差热分析表明,转变温度、析晶起始温度、析晶峰温度和熔化温度增加。Al(PO3)3摩尔浓度在7%~9%时析晶稳定性最佳。采用归一化的拉曼光谱分析了材料的结构和声子状况,对于该系列氟磷玻璃,Al(PO3)3含量的增加不会影响声子能量,但使声子密度增大。测试了样品的吸收光谱,Tm3 的3H6→3F4在第三通信窗口的L波段有明显吸收。与在其它玻璃基质中相比,Tm3 的3F4能级对应能量偏高,3H4能级对应能量偏低,使得3H4→3F4跃迁波长较大,接近于增益迁移光纤放大器的放大波长。扎得奥菲而特(Judd-Ofelt)理论分析表明随着Al(PO3)3含量增加,离子强度参量Ω2增大,Ω6保持相对稳定,Tm3 的能级寿命降低。     

Spectroscopic properties of neodymium-doped tellurite glass fiber

Nd~(3+)-doped tellurite glass and a single mode tellurite glass fiber with a core diameter of 8 μm were prepared in this work. The 1.33-μm emission from the ~4F_(3/2)→~4I_(13/2) transition of Nd~(3+) with a spectral bandwidth of 55 nm in tellurite glass fiber is observed. The lifetime of 164 μs of ~4F_(3/2) level and quantum efficiency of about 100% are obtained.