1 浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310027
2 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来，这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展，重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几种代表类型，并对这些不同类型的光致发光的光物理过程进行了简要的分析。在此基础上，本文介绍了近年来等离激元材料光致发光在传感、生物成像等领域的前沿应用。最后，本文简要总结了等离激元材料光致发光的研究进展和所面临的问题，并对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。
等离激元 光致发光 跃迁 纳米材料 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0316001
1 之江实验室，浙江 杭州 311100
2 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
3 浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310027
4 宁波大学信息科学与工程学院光+X交叉科学与技术研究院，浙江 宁波 315211
飞秒激光直写技术因其精度高、效率高、脉冲持续时间短、峰值功率高且能在多种材料中加工的优点，已被广泛应用于制备各种集成光电器件、光学传感器件。近几年，飞秒激光直写光波导放大器与激光器已经被越来越多的人关注。本文主要介绍飞秒激光直写光波导放大器和激光器的最新研究进展，包括：Type-I型、Type-II型、脊型和可变截面光波导放大器和激光器的波导传输和插入损耗、光放大增益特性，以及波导激光输出特性。最后，对该技术及其相关研究进展进行总结、分析、归纳，并展望该领域未来研究、应用和发展方向。
飞秒激光直写 光波导 波导放大器 波导激光器 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0314003
浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
铌酸锂晶体（LN）凭借优异的光学特性，已经成为构建新一代集成光电器件和光学系统的关键性基础材料。基于强场-物质相互作用的超快激光选择性材料修饰技术使得在三维空间中按需创建LN基功能化微结构成为可能，为探索LN光子学、发展LN先进加工技术、构建集成光子器件和光学系统提供了有力的工具。本文聚焦近年来国内外研究团队所取得的重要进展，从超快激光修饰LN基本原理出发，重点介绍了超快激光在LN内部诱导微纳光子结构的新现象、新机制和新应用，包括超快激光直写光波导、制备非线性光子晶体、操控铁电畴、多维光存储等前沿领域的最新成果。最后，对超快激光赋能LN光子学进行了展望。
超快激光 激光诱导 铌酸锂 光子结构 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116001
1 宁波大学红外材料及器件实验室，高等技术研究院，浙江 宁波 315211
2 浙江大学硅材料国家重点实验室，浙江 杭州 310027
3 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
近年来，随着研究人员对红外微光学元器件的深入研究，高精度制备器件备受关注。传统的制备技术存在许多缺点，而飞秒激光有着超强、超快的特性，非常合适用来制备红外微光学元器件。以透镜阵列、复眼、光栅、光波导和光子晶体为例，介绍了飞秒激光使用不同材料、不同制造方法制备红外微光学元器件的发展，在材料上有红外半导体、硫系玻璃及红外聚合物等，在方法上有飞秒激光诱导化学刻蚀、飞秒激光辅助湿法刻蚀、飞秒激光辅助干法刻蚀等，对其应用及具体案例进行分析，并展望了该技术的发展趋势。
飞秒激光 透镜 复眼 光栅 光波导 光子晶体 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2314006
1 浙江大学 光电科学与工程学院，极端光学技术与仪器全国重点实验室，浙江 杭州 310058
2 浙江大学 材料科学与工程学院，浙江 杭州 310058
随着人工智能、大数据、云计算、物联网、移动电子等的发展，传统的稀土离子掺杂单芯单模光纤放大器承载的光纤通信系统的传输容量已经逐渐接近香农极限，需要发展新型材料体系，以拓宽光纤通信系统的传输容量。相比于稀土离子，量子点具有较宽的发光带宽、可调波长的发光特性，且量子点的发光性质可以通过多种化学手段调控，在量子点光放大器上显示出了宽带光放大特性，受到学术界和产业界的广泛关注。在该背景下，本文提出将化学合成的PbS/CdS核壳量子点与低损耗聚合物集成，获得量子点掺杂光纤放大器，实现近红外通信波段可调波长、宽带光放大特性。文章研究并揭示了影响固化后的聚合物纤芯连续性的因素和影响机制，提出了降低固化胶前驱体液面附加压力、固化收缩力、聚合物前驱体与光纤内壁的摩擦力，并提高抽真空产生的牵引力以获得连续光纤，在此基础上获得了基于热固化聚二甲基硅氧烷（PDMS）和光固化NOA61、NOA85固化胶的纤芯连续光纤，量子点光纤在1 530~1 630 nm获得了增益带宽达到100 nm以上的开关增益，最高增益达到6.5 dB。本文的研究结果将促进量子点光纤器件和宽带光通信技术的发展。
量子点 聚合物光纤 宽带光纤放大器 quantum dots polymer optical fiber broadband optical fiber amplifier
1 宁波大学高等技术研究院，浙江 宁波 315211
2 浙江大学硅材料国家重点实验室，浙江 杭州 310027
3 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
随着通信、医学、化学、分析等领域的不断发展，微全分析系统、芯片实验室、微机电系统、高精度微纳器件开始出现并得到应用，这些系统或结构部分通过飞秒激光在透明材料内部制备三维微纳连通结构来实现。为此，本文介绍了飞秒激光制备透明材料内部三维微纳结构的主要技术，列举了三维微纳连通结构的主要应用，分析了当前飞秒激光制备三维微纳连通结构存在的问题，并对该技术未来发展趋势进行了展望。
飞秒激光 微流控 三维结构 透明材料 减材制造 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2100001
随着光电技术的迅猛发展，人们对作为信息传输“窗口”介质的透明材料提出了更高的要求。透明陶瓷由于具备优异的力学、热学、光学和电学性能，已经被广泛用作高压钠灯灯罩、导弹整流罩、装甲防护透明窗、激光增益介质和激光白光照明荧光转换体等。目前制备透明陶瓷的常规方法主要是高真空烧结、热压烧结、热等静压烧结以及放电等离子体烧结等。上述制备方法的工艺复杂、成本高，严重限制了透明陶瓷的实际应用。近年来，人们提出了一种通过在析晶温度进行热处理诱导母体玻璃完全晶化而制备透明陶瓷的方法，并因其具有快速、简单、低成本的特点而吸引了众多研究者的兴趣。本文系统总结了通过玻璃晶化制备透明陶瓷的研究进展及其应用展望。
玻璃 析晶 透明陶瓷 无容器凝固 glass crystallization transparent ceramics containerless solidification
1 之江实验室，浙江 杭州 311121
2 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
3 浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310058
大数据时代海量数据的产生和积累对存储性能提出了更高的要求，因此实现低能耗、长期安全、高效的数据存储是数字化社会建设的当务之急。聚焦以玻璃作为存储介质的光存储技术，概述了该技术的研究进展和维度复用情况，并对其面临的挑战和机遇进行了展望。同时探讨了光场调控技术与深度学习技术在光存储领域中的潜在应用，以期为该领域的研究者提供相关参考。
全息 激光材料加工 光存储 玻璃 多维复用 光场调控 深度学习 中国激光
2023, 50(18): 1813002
1 之江实验室，浙江 杭州 311100
2 浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310027
3 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
飞秒激光直写技术由于其超短脉冲持续时间、超高峰值功率、高制造精度和效率，已被广泛应用在透明硬碎材料中3D光波导器件的直写制备。近年来，通过飞秒激光在柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）中直写光波导器件越来越受到人们的关注。本综述从3个方面介绍飞秒激光直写技术在柔性PDMS中直写Type-I型光波导器件的最新研究进展，包括：飞秒激光直写不同类型光波导的基本原理；近5年来飞秒激光在柔性PDMS中直写Type-I型光波导所涉及的材料设计、直写原理和工艺；基于飞秒激光直写柔性PDMS光波导器件在衍射光栅和耳蜗内窥镜的应用研究进展。最后，对该领域研究进展进行总结、分析、归纳，并展望该领域未来研究、应用和发展方向。
飞秒激光直写 柔性PDMS Type-I型光波导 光波导器件 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316016
Author Affiliations
Abstract
1 South China University of Technology, School of Materials Science and Engineering, State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Guangzhou, China
2 South China University of Technology, School of Physics and Optoelectronics, Guangzhou, China
3 Zhejiang University, School of Materials Science and Engineering, Hangzhou, China
4 Zhejiang University, College of Optical Science and Engineering, State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Hangzhou, China
Lead halide perovskite materials exhibit excellent scintillation performance, which, however, suffer from serious stability and toxicity problems. In contrast, the heavy metal-free anti-perovskite materials [ MX4 ] XA3 (A = alkali metal; M = transition metal; X = Cl, Br, I), a class of electron-inverted perovskite derivatives, exhibit robust structural and photophysical stability. Here, we design and prepare a lead-free [ MnBr4 ] BrCs3 anti-perovskite nanocrystal (NC)-embedded glass for efficient X-ray-excited luminescence with high-resolution X-ray imaging with a spatial resolution of 19.1 lp mm - 1. Due to the unique crystal structure and the protection of the glass matrix, the Cs3MnBr5 NC-embedded glass exhibits excellent X-ray irradiation stability, thermal stability, and water resistance. These merits enable the demonstration of real-time and durable X-ray radiography based on the developed glassy composite. This work could stimulate the research and development of novel metal halide anti-perovskite materials and open a new path for future development in the field of high-resolution and ultrastable X-ray imaging.
lead-free metal halides anti-perovskite nanocrystals glass ultrastable X-ray imaging Advanced Photonics
2023, 5(4): 046002
