吴健宏 1,2,3杜仕峰 1,2,4,*高昀 1,2,4王海龙 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院，山东 济南 250000
报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2 μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管（LD）侧面泵浦激光模块，提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构，包含单个激光模块，几何腔长为88 mm，整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却，在冷却温度为12 ℃条件下，获得了最高功率为119 W、波长为2.02 μm的激光输出，光?光转换效率为19.6%，斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h，功率波动小于1％，晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得x和y方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2 μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。
激光器 Tm∶YAG 棒状晶体 LD侧面泵浦 2 μm 结构紧凑 lasers Tm∶YAG rod crystal LD side-pumping 2 μm compact structure
1 浙江大学, 现代光学仪器国家重点实验室, 光电科学与工程学院, 杭州 310027
2 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027
3 太原理工大学物理与光电工程学院, 太原 030000
除了白炽灯、白光二极管以及非线性超连续白光光源外, 研究表明: 近红外连续激光辐照不同性质的光学活性材料可以产生一种连续宽谱白光。首先分类介绍具有近红外光驱动连续白光特性的发光材料, 包括无机材料、混合纳米结构材料、碳基材料、有机金属化合物及稀土复合物等。然后从光谱特性、温度效应和光电响应3方面讨论这种发光的内在光物理过程。随后总结分析目前报道的可能的发光产生机制及其潜在的应用价值。最后, 对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。
宽谱白光 连续激光驱动 非线性光学效应 固体发光材料 broadband white light continuum laser drive nonlinear optical effect solid-state luminescent materials
1 苏州市职业大学电子信息工程学院 &江苏省光伏发电工程技术研究开发中心，江苏 苏州 215104
2 苏州大学光电科学与工程学院，江苏 苏州 215006
衍射波面像差及其远场衍射光场分布是大口径脉冲压缩光栅质量的重要体现。为进一步优化拼接光栅的远场光斑能量分布，提出了一种光栅并列拼接法。模拟了各种不同像差情况下的光栅并列拼接和光栅对准拼接案例，计算了对应波面的远场衍射光斑能量分布。统计结果表明，光栅并列拼接波面峰谷（PV）值比对准拼接波面PV值小。但光栅远场衍射光斑能量分布情况与像差种类、拼接方式均有关系。进行了全息光栅曝光拼接实验，结果表明光栅并列拼接法不仅可以降低光栅-1级衍射波面像差的PV值，也能够提高远场衍射光斑能量集中度，为全息拼接光栅提供了一种新的方法。
衍射 光栅 全息 拼接光栅 干涉条纹 波像差 光学学报
2022, 42(21): 2105002
太原理工大学物理与光电工程学院，山西 太原 030024
光子晶体激光器利用禁带效应与光局域效应，可以进一步缩小光学模式体积及降低激光阈值，以满足器件微型化和光电子集成的需求，在发光二极管、传感器等方面有广阔的应用前景，所以倍受关注。激光阈值被定义为实现激光振荡的最低能量密度，是实现激光器件集成应用的重要指标。钙钛矿材料具有高光学增益的特性，是实现低阈值激光器的理想增益材料，将其与光子晶体激光器结合，可以实现低阈值甚至无阈值泵浦激光。本文基于谐振腔和增益介质，简述了影响激光器阈值的两大因素（增益与损耗），并提出了降低激光阈值的方法。然后将光子晶体激光器按照光子晶体维数及结构分类，综述钙钛矿光子晶体激光器在低阈值方面的研究进展。最后展望了钙钛矿光子晶体激光器的发展前景，以期实现低阈值甚至零阈值、高功率、高质量激光输出，促进半导体激光器的集成与多领域应用。
激光光学 光子晶体 激光器 激光阈值 钙钛矿 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0500005
深圳市南山区慢性病防治院检验科, 深圳 518054
本研究主要对大黄素膳食诱导的高脂血症大鼠的血脂调节作用和其分子机制进行探索。SD雄性大鼠随机分为4组(每组8只): 正常组、高脂血症组、辛伐他汀组和大黄素组。正常组给予正常饲料, 其它组给予高脂饲料, 辛伐他汀组(10 mg/kg)和大黄素组(10 mg/kg)连续灌胃给药38 d, 试验结束采血测血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C), 比较各组的动脉粥样硬化指数(AI); 肝脏做组织病理学分析; 胸主动脉做体外孵育测总一氧化氮(NO), 实时荧光定量PCR和免疫印迹分别测血管的内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)的mRNA转录和蛋白表达水平。结果表明: 大黄素组能够显著降低TC、TG、LDL-C(P＜0.05, P＜0.05, P＜0.001)和AI(P＜0.001)。病理学结果显示大黄素能够降低肝细胞的脂肪变性程度。胸主动脉体外培养结果显示大黄素能够显著提高总NO(P＜0.05); PCR和免疫印迹结果显示大黄素能够上调eNOS的基因和蛋白水平(P＜0.05, P＜0.001)。因此, 大黄素能够降低血清TC、TG和LDL-C, 保护肝细胞, 减低动脉粥样硬化发生危险; 其作用的分子机制可能与上调内皮细胞eNOS/NO系统、保护血管内皮有关。
大黄素 动脉粥样硬化指数 高血脂症 一氧化氮 内皮型一氧化氮合成酶 emodin atherogenic index hyperlipidemia nitric oxide endothelial nitric oxide synthase
1 苏州大学光电科学与工程学院, 江苏 苏州 215006
2 苏州市职业大学电子信息工程学院 江苏省光伏发电工程技术研究开发中心, 江苏 苏州 215106
全息曝光系统中干涉条纹的稳定性直接影响光栅掩模质量。研究了参考干涉条纹的特性,提出一种光栅相位、倾斜度和周期的检测方法。为提高光栅曝光系统的稳定性,设计了一套全息光栅干涉条纹三维锁定系统。利用摄像机对参考干涉条纹进行检测,利用微电机和压电陶瓷对光路进行微调,可实现对光栅相位、倾斜度和周期的有效控制。实验结果表明,三维锁定系统可有效提高干涉条纹的稳定性,缩短光栅曝光前的静台稳定时间,提高光栅曝光对比度,可为大口径全息光栅曝光质量的提高提供技术支持。
光栅 干涉条纹 曝光对比度 条纹锁定
1 苏州大学光电科学与工程学院, 苏州纳米科技协同创新中心, 江苏 苏州 215006
2 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室, 江苏 苏州 215006
3 苏州大学教育部现代光学技术重点实验室, 江苏 苏州 215006
基于严格耦合波分析,研究凸面闪耀光栅的衍射特性;采用全息光刻-离子束刻蚀法制作中心周期为2.45 μm、曲率半径为51.64 mm、口径为17 mm的凸面闪耀光栅,闪耀角为6.4°,顶角为141°。结果表明,在整个可见-近红外波段,所制作光栅的1级衍射效率大于40%,在闪耀波长处1级衍射效率大于75%。
光栅 凸面闪耀光栅 全息光刻 离子束刻蚀 衍射效率
1 苏州市职业大学电子信息工程学院, 江苏 苏州 215104
2 苏州大学物理与光电能源学部, 苏州纳米科技协同创新中心, 江苏 苏州 215006
全息光栅拼接参数需要用参考干涉条纹来检测。系统像差会造成干涉条纹扭曲, 产生光栅拼接误差。为补偿像差造成的光栅拼接误差, 对像差与干涉条纹扭曲量之间的理论关系进行了研究, 利用计算机模拟了参考干涉条纹图像, 并将光栅拼接误差预调制到参考干涉条纹图像中。为验证该方法的有效性, 在曝光系统像差峰-峰值为0.72λ的情况下进行了光栅拼接实验, 在光栅拼缝处像差造成-1级衍射波面最大突变量为0.36λ。利用预制参考干涉条纹图像作为拼接参考时, 其最大突变量为0.097λ。实验结果表明, 在曝光系统像差较大的情况下, 干涉条纹预制法能够有效地控制光栅拼接误差。
衍射 全息光栅 拼接光栅 像差补偿 干涉条纹
1 苏州大学物理与光电·能源学部苏州纳米科技协同创新中心, 江苏 苏州 215006
2 苏州市职业大学电子信息工程学院, 江苏 苏州 215104
激光约束核聚变系统需要大口径脉冲压缩光栅。全息光栅拼接法是制造大口径光栅的重要手段。针对有像差的全息曝光系统，提出了一种拼缝处光栅对准拼接方法。为研究像差对光栅拼接特性的影响，用随机波面进行了光栅模拟拼接，计算了远场衍射能量分布与拼接误差的关系。实验拼接了（150+150）×200 mm2口径光栅，其拼接均方根误差值为0.034λ，峰-峰误差值为0.110λ。利用光栅±1 级衍射波面，计算得到了曝光系统像差，并模拟了拼缝处最小拼接误差，其均方根误差值为0.016λ，峰-峰误差值为0.105λ。结果表明，拼接误差与理论模拟结果相近。该误差不会造成远场衍射光斑能量明显下降。由此证明了该方法的可行性。
衍射光栅 拼接光栅 波像差 干涉条纹 脉冲压缩
