近红外可调辐射方向的非线性光学天线

目前研究人员提出了各种光学天线以线性方式控制辐射图,而较大的非线性效应可以引起天线的折射率的变化,从而改变辐射方向图。通过修正电子的有效质量进而完善Drude模型,可得到氧化铟锡(ITO)的非线性折射率与频率和强度的函数关系,进而可知由ITO制成的纳米天线会表现出极大的光学Kerr效应。本文研究了ITO天线的线性和非线性响应。利用ITO的Kerr效应控制天线的辐射方向图。基于该模型,设计了一种非线性光学天线,实现了覆盖近红外波段(1 000~1 650 nm)的可调谐辐射方向图。进一步,基于ITO和介电材料硅(Si)设计了一种杂化的非线性光学天线。该杂化天线可以更好地利用ITO的强Kerr效应,可以较大程度上对光场辐射进行调控。该工作突破了新型非线性材料的强Kerr效应仅局限于特定共振频率点或者零折射率点这一特点。本研究提供一种用于超快动态控制超材料的新颖方法,可应用于光束转向和光学调制等。     

介电体超晶格

本文评述在介电体超晶格领域中的主要成果,特别是本实验室所做的工作。自1980年以来,我们将超晶格的概念从半导体推广到介电体,制备了周期和准周期介电体超晶格,实现了二次谐波产生、多波长二次谐波产生、三次谐波产生、光学双稳以及超高频超声波产生。 关键词：介电体超晶格; 非线性光学效应; 二次谐波产生; 光学双稳     

光学超晶格晶体——实现激光频率转换的无限可能

正1962年,诺贝尔奖获得者Bloembergen等提出了准相位匹配(quasi phase matching,QPM)理论,通过对光学晶体的二阶非线性极化率的周期性调制来补偿光频率变换过程中因色散引起的基波和谐波之间的相位失配,从而获得非线性光学效应的有效增强。20世纪70年代末,南京大学闵乃本等用晶体生长条纹技术生长出具有周期畴的铌酸锂晶体(后被称为光学超晶格),完成了首次准相位匹配的实验验证。20世纪80年代末,他们又提出了多重准相位匹配理论,将准周期(人工准晶)引入光学超晶格。     

晶体人生丨祝世宁:从天然结构到人工微结构

与天然或人工晶体结构类似,微结构材料是采用功能基元(即人工微结构,也可称为“人工原子”)加空间序构的方式构筑的新材料体系,它可以实现均匀材料所不具有的超常物性。从半导体超晶格开始,人工微结构经历了光学超晶格、光(声)子晶体、超构材料等的发展,性能调控范围也由原来的电性能扩展到光、声、热、磁、力等。近年来有关铌酸锂晶体及其人工微结构研究举世瞩目,以南京大学为代表的中国科研团队从铌酸锂晶体的畴结构调控开始,在该领域做出许多原创性工作,研究水平居国际前列。展望未来,发展铌酸锂集成光子学还面临三方面的挑战,包括LNOI器件的刻蚀技术、铌酸锂晶圆缺陷和大尺寸铌酸锂薄膜的制备。     

新疆理化所溴硼酸盐紫外非线性晶体材料研究取得进展

<正>硼酸盐非线性光学晶体材料作为一类重要的光电功能材料,已在航天、能源、工业制造、医学、科研等领域有广泛应用。中国科学院新疆理化技术研究所光电功能材料团队针对卤素硼酸体系,通过调控结构,设计合成了一系列性能优异的含卤素碱金属/碱土金属硼酸盐非线性光学晶体,如Ba4B11O20F(J.Am.Chem.     

新型非线性光学晶体设计及预测研究进展

非线性光学晶体材料作为激光技术及光电子技术核心材料之一,在激光存储、激光通信、激光制导、激光惯性约束核聚变等领域具有重要的应用.随着计算机技术快速发展,材料设计和预测日益成为“自上而下”靶向性新材料研发的一种辅助手段.本文介绍了我们团队近年来在无机非线性光学晶体材料中,关于倍频效应和双折射率的分析方法、材料设计以及结构预测等方面的研究进展.     

新疆理化所含铅磷酸盐非线性光学晶体材料研究获进展

正非线性光学晶体是固态激光器必不可少的部分,广泛应用于激光技术、光学通讯、光学数据存储和光信号处理等方面。利用非线性光学晶体的性质,可实现各种激光的频率转换,是开辟新的激光光源的根本途径。为了探索紫外/深紫外非线性光学晶体材料,在设计合成时优先会考虑碱金属,碱土金属硼酸盐体系。近几年来,由于磷酸盐材料具有短紫外截止边的优势,成为探索紫外/深紫外非线性光学晶体材料的研究体     

Fe,Mn共掺SnO2超晶格电子结构和光学性质研究

基于密度泛函理论的第一性原理,采用了广义梯度近似(GGA)处理交换相关势,用Wien2k软件计算了SnO2超晶格掺杂单层Mn、双层Mn及Fe、Mn共掺情况下的态密度、能带结构、光学性质.结果表明SnO2超晶格单掺Mn时,材料表现为半金属性,这是由于Mn-3d与O-2p的耦合作用,而双层Mn掺杂时仅有O-2p提供.随Mn掺杂层数的增加,其光学性质在低能级处的峰值增大,光学吸收边发生红移,材料透光性能增强.当Fe、Mn共掺时,态密度向低能方向移动,能带结构在Fermi能级附近出现自旋极化,材料表现为半金属性,这是由于Fe与Mn强烈耦合所致.材料的吸收谱、反射谱、能量损失图谱变化趋势一致,但共掺杂比单掺时各谱更向低能方向移动.     

基于锑化物二类超晶格的多色红外探测器研究进展

近年来InAs/GaSb二类超晶格红外探测器在材料晶体结构生长、器件结构设计与成像应用方面取得了飞速发展。尤其在多色红外探测方面,二类超晶格材料以其具备的带隙可调、暗电流小、量子效率高、材料均匀性高,以及成本低等优越性能,使其逐步成为第三代红外焦平面探测器的优选材料。本文阐述了锑化物窄带隙半导体研究中心的锑化物多色红外探测器研究进展。本团队成功实现了低噪声、高量子效率以及低光学串扰的短/中、短/长、中/长、长/长、中/长/甚长波等多种高性能多色红外探测器研制。     

非线性光学晶体探索的理论方法发展

非线性光学晶体是一类重要的光电信息功能材料,是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础.激光技术的发展与非线性光学晶体的发展密切相关.为加速探索新型优秀非线性光学晶体的步伐,近六十年来旨在阐明其结构-性能关系的理论方法不断发展.本文围绕非线性光学晶体理论方法发展方面的几个重要阶段,回顾并总结了陈创天教授研究思想的科学价值.     

铌酸锂基光伏微流体操控技术

光伏微流体操控技术利用非均匀光伏电荷场对流体目标的静电作用来实现非接触操控。近年来,基于铌酸锂的光伏微流体操控技术逐渐引起人们的关注,并有望成为铌酸锂基生物光子芯片微流体操控功能的关键支撑技术。与传统的全电微流体操控和光镊操控相比,铌酸锂基光伏微流体操控不需要外部电源供电,不需要复杂电极的制备,所需操控光强低,作用范围广,因此可以最大程度地避免外界对内部生物环境的污染和干扰。本文介绍了铌酸锂基光伏微流体操控的理论基础,系统阐述了铌酸锂基光伏微流体操控的近期研究进展。     

Linear and nonlinear optical properties of tris thiourea zinc sulphate single crystals

Optical absorption of tris thiourea zinc sulphate (ZTS) single crystals has been measured and its direct band gap was found to be 3.6 eV. Theoretical calculations were carried out to determine the linear optical constants such as extinction coefficient and refractive index. Further the optical nonlinearties of ZTS have been investigated by Z‐scan technique with He‐Ne laser at 632.8 nm. The nonlinear refractive index, absorption coefficient and third order susceptibility is found to be in the order of –5.36 ± 0.26 × 10^–12 cm²/W, 4.24 ± 0.21 × 10^–4 cm/W, 3.5 ± 0.17 × 10^–4 esu respectively. Thus optical characterization of ZTS reveals the various industrial application oriented properties of the material. (© 2009 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

The Guest-Host Interaction in Liquid Crystals: 1. A New Fast Dichroic Shutter

A new fast optical shutter, based on the guest-host interaction, that uses a 2 mm optical path length, has been demonstrated. Using a suitable pleo-chroic dye as guest in a cyanobiphenyl nematic host it has been shown that the shutter can be turned on and off in a few milliseconds. The electro-optic cell uses transverse electric fields, and field strength, frequency and temperature studies have been made. It has been shown that both increases and decreases in transient light levels may be obtained by changing the polarisation state of the incident light.     

Semiconductor materials: Perspectives of optoelectronic integration in integrated optics

Semiconductor materials offer great potential for the combination of optical and electronic devices into single monolithic integrated structures. Aluminium-Gallium-Arsenide is the semiconductor material in which all major functions for such integration have been demonstrated, namely generation, guiding, coupling, modulation and detection of light as well as electronic circuit functions. This material forms the basis of the light emitting diodes and the lasers which made the first generation of optical fiber communication in the 0.8 to 0.9 μm range a success. With interest shifting to longer wavelengths between 1.3 and 1.6 μm where optical fiber losses are minimal, light sources and detectors are being developed in III–V compounds and corresponding integrated optics technology is expected to be forthcoming.Integrated optoelectronics has progressed to the stage where optical and electronic components like lasers, drivers and monitors or detectors and receivers are being integrated. Efforts in materials preparation and device processing will make optoelectronic systems which will handle and transmit optical and electronic signals a reality.     

Growth,optical and thermal studies of nonlinear optical L‐arginine perchlorate single crystals

A potentially useful semiorganic nonlinear optical (NLO) material, L‐arginine perchlorate, has been synthesized and bulk crystals have been grown by slow cooling technique. The grown crystals were characterized by single crystal X‐ray diffraction, UV‐Vis‐NIR spectroscopy, FT‐IR, thermal analysis and SHG measurements. The grown crystals were thermally stable upto 153°C and exhibit SHG efficiency of about 0.17 with respect of Urea. The etching studies have been carried out on the grown crystal. LAPC has good optical transmission not only in the visible range, however, also in the near UV part of the spectra and hence it is a potential material for nonlinear frequency conversion. The refractive index was measured by the Brewster's angle method. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Photoacoustic transformation of Bessel light beams in magnetoactive superlattices

Photoacoustic transformation of the TE mode of a Bessel light beam (BLB) has been studied for piezoelectric detection in short-period superlattices formed by magnetoactive crystals of bismuth germanate (Bi₁₂GeO₂₀) and bismuth silicate (Bi₁₂SiO₂₀) types. It is shown that the resulting signal amplitude can be controlled using optical schemes of BLB formation with a tunable cone angle. A resonant increase in the signal amplitude has been found in the megahertz range of modulation frequencies and its dependences on the BLB modulation frequency, geometric sizes of the two-layer structure and piezoelectric transducer, radial coordinate of the polarization BLB mode, and dissipative superlattice parameters are analyzed.     

原料的均匀性对CsB3O5晶体光学性质的影响

本文是针对紫外非线性光学晶体CsB3O5的原料处理对晶体光学质量的影响的研究报道.利用液相法合成出高度分散的原料,生长出高光学质量的CBO单晶.消除了晶体内部的光散射颗粒,并测量了该晶体的透过光谱、光学均匀性和抗激光损伤阈值.     

单晶MgO基片超精密加工技术研究

单晶MgO具有良好的物理化学性能及光学性能,是性能优异的薄膜基片及光学零件材料,广泛应用于高温超导、航空航天、光电技术等领域.用作薄膜生长的基片必须具有高精度超光滑无损伤的表面,而单晶MgO是典型的硬脆难加工材料,这对MgO晶体的超精密加工技术提出了很高的要求.本文介绍了单晶MgO的特性及其应用领域,针对高温超导薄膜制备对MgO基片的要求,讨论了现有的MgO基片加工工艺存在的问题,分析了几种可用于MgO基片超精密加工的先进工艺技术的特点和应用研究现状.