Theoretical study of the optical gain characteristics of a Ge1-xSnx alloy for a short-wave infrared laser

Optical gain characteristics of Ge_(1_x)Snμx are simulated systematically.With an injection carrier concentration of 5×10~(18)/cm~3 at room temperature,the maximal optical gain of Ge_(0.922)Sn_(0.078) alloy(with n-type doping concentration being 5×10~(18)/cm~3) reaches 500 cm~(-1).Moreover,considering the free-carrier absorption effect,we find that there is an optimal injection carrier density to achieve a maximal net optical gain.A double heterostructure Ge_(0.554)Si_(0.289)Sn_(0.157)/Ge_(0.922)Sn_(0.078)/Ge_(0.554)Si_(0.289)Sn_(0.157) short-wave infrared laser diode is designed to achieve a high injection efficiency and low threshold current density.The simulation values of the device threshold current density J_(th)are 6.47 kA/cm~2(temperature:200 K,and λ=2050 nm),10.75 kA/cm~2(temperature:200 K,and λ=2000 nm),and23.12 kA/cm~2(temperature:300 K,and λ=2100 nm),respectively.The results indicate the possibility to obtain a Si-based short-wave infrared Ge_(1-x)Sn_x laser.     

阻尼最小二乘法用于激光诱导击穿光谱重叠特征谱线分离提取

近年来,激光诱导击穿广谱技术发展迅速。作为一种用于物质成分探测的新技术,它具有简单、快速、无需复杂样品制备、多种元素同时检测等优点,可实现待测样品物质成分现场、在线的检测,在很多领域都极具应用前景。激光诱导击穿光谱特征谱线的分离拟合提取是光谱特征识别与后续元素浓度定量反演研究的基础。为实现激光诱导击穿光谱重叠特征谱线的有效分离拟合提取,采用阻尼最小二乘法,分析并确定了迭代前的初始拟合参数值,实现了在重叠特征谱线情况下对某火力发电厂粉煤灰中的铬元素特征谱线的分离提取。阻尼最小二乘法基于高斯-牛顿迭代,在迭代步长中引入阻尼因子,在迭代的过程中根据每一步迭代后所反馈的信息动态的调整迭代步长,从而有效防止了迭代的发散,保证了迭代的快速收敛,最终使得元素特征谱线拟合提取的效果更佳、所得到的特征谱线强度值更准确。分别采用阻尼最小二乘法和最小二乘法对不同浓度的样品中铬元素特征谱线进行分离拟合提取并给出特征谱线的强度值,作出特征谱线强度值关于元素浓度的定标曲线并对比两种方法所得结果的线性相关性。结果表明,阻尼最小二乘法所得结果的线性相关性更高,该方法稳定、可靠,适用于激光诱导击穿光谱重叠特征谱线的分离拟合提取。     

Review: Gas of Wormholes: A Possible Ground State of Quantum Gravity

In order to gain insight into the possible Ground State of Quantized Einstein's Gravity, we have derived a variational calculation of the energy of the quantum gravitational field in an open space, as measured by an asymptotic observer living in an asymptotically flat space-time. We find that for Quantum Gravity (QG) it is energetically favourable to perform its quantum fluctuations not upon flat space-time but around a "gas" of wormholes of mass m _p, the Planck mass (m _p 10¹⁹ GeV) and average distance l _p, the Planck length a _p(a _p 10^–33 cm). As a result, assuming such configuration to be a good approximation to the true Ground State of Quantum Gravity, space-time, the arena of physical reality, turns out to be well described by Wheeler's quantum foam and adequately modeled by a space-time lattice with lattice constant l _p, the Planck lattice.     

τ质量测量方案的Monte Carlo研究

在τ质量实验测量之前对多种测量方案进行了细致的Monte Carlo研究,并进行了比较.确定τ质量测量实验采用最大似然法,并给出可能的测量精度.研究了包括探测效率、束流能散等诸多因素对实验的影响,同时对实验的实现提出要求.     

准孤子对间作用及对传输容量和距离的制约

通过对光纤级联系统中一对准了的传输进行理论分析和数值模拟,研究了准孤子间相互作用及其对系统传输容量和距离的制约,并首次分析了对传输的精细过程。     

集成光学声光可调谐波长滤波器的研制

阐述了中心波长为１．５２３μｍ的集成光学声光可调谐波长滤波器的各项理论参数、制作工艺以及性能测试。在有效声光相互作用长度１６ｍｍ、射频驱动功率３５ｍＷ时,获得了模式转换效率大于９９％、插入损耗小于－４．ｄＢ、带宽１．６ｎｍ、３ｄＢ调谐范围为１４０ｎｍ的实验结果。     

单频窄线宽分布布拉格反射光纤激光器研究

分析了单频窄线宽分布布拉格反射（DBR）光纤激光器的单模工作条件,在此基础上算出单模工作区域,制作了一个单频窄线宽分布布拉格反射光纤激光器。该激光器在波长为975.5nm的半导体激光器抽动下,在1556.91nm波长处。当抽运功率为55.35mW时输出功率可达1.43mW,频宽小于1.2MHz(受测量仪器分辨率限制）。经测量,该输出激光是稳定的单纵模输出。     

合成近场校准基阵的方法研究

本文利用单根的束控线阵来构造一个虚拟近场校准基阵,使换能器能在它的近场直接测量辐射声场特性。通过利用改进的矩阵稳定技术,解决了求解束控线阵的束控系数时最小二乘解的稳定性和实用性问题。借助计算机仿真,研究了特定线阵条件下,合成近场测量基阵（Ｓ－ＮＦＣＡ）的近场空间的平面波均匀性与线阵间的间距、线阵的工作频率之间的关系。并以小球源为阵元合成一虚拟平面ＮＦＣＡ,用它对一平面喇叭换能器的近场测量得到远场指向性,并与远场实测结果比较,得到了相当吻合的结果。     

1.66 μm和 1.55 μm光源对长距离光纤拉曼温度传感器测量时间影响的理论对比

通过理论分析,在综合考虑长距离光纤拉曼温度传感器中各光学器件波长相关特性的基础上,比较了1.66 μm和1.55 μm光源对传感器测量时间的影响.计算结果表明,由于各光学器件在1.5 μm波段的高性能和最大允许入纤脉冲峰值功率的增加,采用1.66 μm光源的光纤拉曼温度传感器,最高可获得约1.94倍的背向反斯托克斯信号.在相同空间分辨率和温度分辨率的情况下,测量时间可以降低约3/4.     

遮光罩内壁蜂窝结构单元的双向反射特性

内壁蜂窝结构是决定遮光罩杂散光抑制性能的主要因素,掌握其各向异性辐射传输特性对遮光罩的杂散光分析和优化设计具有重要意义.针对蜂窝结构单元,建立辐射传输模型,导出了表面双向反射分布函数的离散表达式;通过蒙特卡罗法模拟蜂窝结构单元的辐射传输过程,分析了几何参量和涂层反射率对等效面反射特性的影响;根据模拟所得双向反射分布函数数据库,建立了用于遮光罩杂散光分析的蜂窝结构等效面的反射特性概率模型.分析结果表明,蜂窝结构对杂散光呈现很强的后向散射特征,等效面的反射特性概率模型与直接模拟结果符合很好,可用于遮光罩杂散光分析和设计.