准波导结构染料薄膜中荧光和放大自发辐射的泄漏模特性

通过理论分析和实验测量,研究准波导结构染料薄膜中荧光和放大自发辐射（ASE）的泄漏模特性。理论上,考虑薄膜传输损耗及染料吸收损耗对准波导结构中泄漏模特性的影响,通过计算准波导结构中泄漏模的光强分布,给出了相应的物理机制分析;实验上,以棱镜为衬底制备染料薄膜,根据棱镜耦合法测量不同出射角对应的泄漏模的荧光与ASE光谱,验证理论的正确性。此外,采用光束分析仪探测各泄漏模式对应的荧光及ASE的光强分布,研究了准波导结构中ASE的激励特性。结果证明,荧光峰及ASE峰的红移以及泄漏模的激发是界面反射率、薄膜传输损耗及染料吸收损耗等共同作用的结果,而界面反射率对ASE泄漏模激发特性有重要影响,染料的自吸收是荧光峰及ASE峰产生红移的主要因素。     

芴类荧光染料掺杂DNA-CTMA薄膜的放大自发辐射特性

钯催化Suzuki反应合成得到一种9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴（DPFP）荧光染料,研究了该染料的吸收和荧光光学特性,以及DPFP掺杂DNA-CTMA薄膜的荧光光谱特性和放大自发辐射特性。实验结果表明:DPFP的吸收峰位于333 nm,DPFP的荧光光谱在370 nm和386 nm出现荧光峰,在408 nm出现肩峰,存在从激发态S1能级到基态S0能级的S10-S00,S10-S01和S10-S02三种振动带的电子跃迁;同时,在Nd:YAG纳秒激光器355 nm输出光的泵浦下,DPFP掺杂DNA-CTMA薄膜在波长390 nm和406 nm处实现了放大自发辐射,其阈值能量密度分别为3.24和3.40 mJ/cm2;此外,通过调节DPFP掺杂DNA-CTMA的质量比可以实现特定波长的放大自发辐射。     

钕玻璃片状激光放大器自发辐射放大特性的研究

编制了一套用蒙特卡罗方法计算钕玻璃片状放大器内自发辐射放大(ASE)的模拟计算程序,考虑了光线在两大表面不同入射角对反射率的影响.计算了包边吸收的ASE能量沿周边的分布,以便于对放大器热畸变特性的研究;以及片的横向尺寸对储能密度的影响.关键词：     

曙光一号自由电子激光自发辐射放大的理论计算

曙光一号自由电子激光装置用自发辐射放大(ASE)机理,在毫米波波段测得了数百毫瓦的光信号输出。利用三维WAGFEL程序,结合曙光一号直线感应加速器型自由电子激光放大器参数,详细地分析了自发辐射放大的增益、输出功率随电子束的质量(包括束流能散度、流强、发射度等因素)的变化情况,给出了相应的定标关系;并且考察了摇摆场随机误差对自发辐射放大功率的影响。最后对自发辐射放大的实验结果进行了分析。     

激光器泵浦的波导染料放大器的研究

本文对波导染料自发辐射放大器进行了理论和实验研究。利用矩形波导模型求出波导模式、放大自发辐射阈值、放大自发辐射的近场及远场光强分布。实验获得放大自发辐射的远场光斑图样与理论计算比较基本一致,并对放大自发辐射输出特性进行研究。     

F8BT∶P3HT共混薄膜放大自发辐射的温度效应

研究了温度对聚合物poly(9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)(F8BT)和poly(3-hexylthiophene)(P3HT)共混薄膜的放大自发辐射(ASE)的影响。在80~320 K温度范围测试了不同P3HT质量比的共混聚合物薄膜和纯F8BT薄膜的ASE特性。在室温条件下,共混聚合物的阈值随着P3HT所占比例的增加先降低后升高。当P3HT比例约为20%时,阈值最低约为2.59×10~3W/cm~2。当温度从320 K下降到80 K时,纯F8BT薄膜的ASE阈值光功率由5.36×10~3W/cm~2下降到4.15×10~3W/cm~2,P3HT质量比为20%的共混薄膜的ASE阈值光功率由2.84×10~3W/cm~2下降到2.03×10~3W/cm~2。在一特定泵浦光功率(5.29×10~3W/cm~2)下,当温度由320 K下降至80 K时,ASE强度约提高4倍。随着温度的降低,混合物薄膜的ASE峰位红移,移动达12 nm。     

F8BT：P3HT共混薄膜的放大自发辐射

研究了聚合物poly（9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole）（F8BT）和poly（3-hexylthiophene）（P3HT）共混薄膜的放大自发辐射（ASE）现象,对影响其阈值的两个因素--增益和损耗进行了详细的研究。结果显示,共混聚合物的发光效率随着P3HT所占比例的增加有所降低。当P3HT比例低于20%时,发光效率降低不多,而其损耗则随着P3HT的增加显著减小。F8BT和P3HT混合后,光损耗系数从7.8cm^-1下降到4cm^-1左右。这表明F8BT：P3HT共混聚合物光波导的ASE阈值降低主要是由于其损耗的降低而导致的。ASE阈值的降低预示该材料体系容易实现电泵浦激光。

     

MEH-PPV薄膜的放大自发发射特性

研究了MEH-PPV薄膜的放大自发发射特性。当激发强度增加时,从样品边缘发射的光谱发生增益窄化现象并具有明显的阈值特性。我们发现随着薄膜厚度的增加,MEH-PPV薄膜的阈值有所降低,而其增益系数则随之增加。在150nm厚时测得最大净增益系数为25.03cm^-1,最低阈值为2.2μJ/pulse。结果表明MEH-PPV是一种优良的激光和光放大材料。     

采用放大的自发辐射光源测试光学薄膜的损伤阈值

提出了一种精确评估光学薄膜损伤阈值的方法。放大的自发辐射(ASE)光源由于时间相干性和空间相干性较差,所以在近场区域光场强度分布均匀,聚焦后远场也没有被非均匀调制。采用ASE光束作为光学元件损伤阈值测试的辐照光源,可以提高辐照光源的均匀度,实现对光学薄膜损伤阈值的精确评估。ASE光源由神光II高功率激光装置的一级钕玻璃棒状放大器输出,脉宽经过光电开关调制后为9ns,能量输出在几毫焦耳到几十焦耳范围内可调节,光谱半峰全宽(FWHM)为1nm。根据标准ISO-11254,实验获得ASE测试TiO2高反膜的损伤阈值为15.1J/cm2,高于激光测试样品的损伤阈值7.4J/cm2(脉宽为9ns时),更准确地评估了样品的损伤阈值。     

宽带波长可调固体染料光放大的实现

对有机染料4－Dieyanomethylene-2-methjyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran(DCM)掺杂的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）以及DCM掺杂的PMMA／凝胶玻璃复合材料平面光波导中的放大自发辐射进行了研究。实验表明,通过合理地控制波导层的折射率及厚度,可以在较宽范围内选择放大自发辐射的波长,从而实现波长调谐,波长调谐范围可达30nm。该方法可应用于固体可调谐激光器及光放大器的宽带调谐。     

天光一号预放大器中的放大自发辐射效应

 在三维放大自发辐射（ASE）的模拟计算中,计入了侧壁反射效应以及KrF自发辐射的谱线形状（高斯型、洛伦兹型及平顶型）的影响,并对空间网点的影响进行了考察。经过综合分析,给出了ASE对预放大器放大特性影响的上、下限范围。当计入平顶型频谱分布,壁反射系数为 0 .2时,与不计入ASE的情形对比,天光一号预放大器的提取效率下降为35%。     

天光一号预放大器中的放大自发辐射效应

在三维放大自发辐射（ASE）的模拟计算中,计入了侧壁反射效应以及KrF自发辐射的谱线形状（高斯型、洛伦兹型及平顶型）的影响,并对空间网点的影响进行了考察。经过综合分析,给出了ASE对预放大器放大特性影响的上、下限范围。当计入平顶型频谱分布,壁反射系数为 0 .2时,与不计入ASE的情形对比,天光一号预放大器的提取效率下降为35%。     

Experiment Researches on Active Fibre Probe for Scanning Near-field Optical Microscopy

ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎＡｃｔｉｖｅＦｉｂｒｅＰｒｏｂｅｆｏｒＳｃａｎｎｉｎｇＮｅａｒｆｉｅｌｄＯｐｔｉｃａｌＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙＺＨＡＮＧＧｕｏｐｉｎｇＭＩＮＧＨａｉＣＨＥＮＸｉａｏｇａｎｇＹＡＮＧＢａｏＸＩＥＪｉａｎｐｉｎ...     

Numerical and experimental investigation on ASE effects in high-power slab amplifiers

A three-dimensional calculation of the amplified spontaneous emission (ASE) is presented that allows rapid determination (with suitable approximation techniques) of the gain-length product (GLP) in high-power slab amplifiers. These calculations include non-saturable absorption, ASE line-narrowing effects, and total internal reflections (TIR) at the pumping surfaces. A parametric study of the slab geometry is presented and compared with experimental results. A good qualitative agreement between theory and experiment is achieved.     

一种结构新颖的L波段掺铒光纤激光器

提出了一种结构新颖的L波段环形腔掺铒光纤激光器。用掺铒光纤作为增益介,采用980nm激光器作为前向抽运源,利用起偏器和偏振控制器获得L波段激光,利用光环形器将后向的放大自发辐射再引入铒光纤的前端,重复利用。当抽运功率为103mW时得到了阈值功率约为23．87mW,输出功率达6．34mW的激光输出,斜率效率约为8．05％,与没有重复利用后向放大自发辐射谱的掺铒光纤激光器做比较,该结构对L波段掺铒光纤激光器的性能有明显的提升作用。对于长度不合适的铒纤,在没有重复利用后向放大自发辐射谱时没有获得激光输出;而在利用后向放大自发辐射后,在阈值功率约为88mW时得到了激光输出,从而很好地证明了上述结论。     

适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法

为了增加靶上的功率密度和耦合效率,基于饱和增益开关原理,发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法,在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验,将该激光器输出的脉宽为14.5 ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5 ns,并且保持了光束原有的均匀性。     

适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法

为了增加靶上的功率密度和耦合效率,基于饱和增益开关原理,发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法,在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验,将该激光器输出的脉宽为14.5 ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5 ns,并且保持了光束原有的均匀性。

     

准分子激光放大器中的三维放大自发辐射效应

发展了小纵横比条件下、具有圆柱对称性介质的高功能ＫｒＦ准分子激光放大器中，放大自发辐射效应的三维理论模型和计算程序。考虑自发辐射的频率分布效应以及侧壁表面反射效应。结果分析表明，当纵横比及入射负载均较小时，放大自发辐射对输出光束质量有较大的影响。     

用准光波导方法测量聚合物薄膜光学参数

本文报道用准光波导方法测量了沉积在棱镜底面上的聚苯乙烯和聚醚砜薄膜,确定了这两种聚合物薄膜的折射率和薄膜厚度.并用偏振光测定了其双折射.薄膜折射率测量误差为±1×10~(-3),薄膜厚度测量误差为±0.01μm.