包覆材料改变了单一材料的力学、光学性质。利用离散偶极近似（Discrete Dipole Approximation, 简称 DDA）的方法，系统研究二氧化硅壳层、尺寸及形貌等因素对Au@SiO2核-壳层单晶八面体纳米棒光学吸收谱峰值、峰位及其近场分布的影响。研究表明SiO2壳层包覆的Au纳米棒的光学吸收谱同样表现为横向和纵向吸收峰。随着SiO2壳层厚度增加，Au@SiO2核-壳层单晶八面体纳米棒横向和纵向吸收缝的强度明显减弱，横向吸收峰的位置发生微小的蓝移，而纵向吸收峰位发生明显的红移。SiO2壳层在提高纳米棒硬度的同时，改变光学吸收峰的峰值和峰位，削弱了Au核表面等离子体共振强度（Surface Plasma Resonance-SPR）。
Au@SiO2核-壳层单晶八面体纳米棒 光学吸收谱 Au@SiO2 core-shell single crystal octahedron nanor optical absorption spectrum DDA DDA
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Laser Plasmas (Ministry of Education), Collaborative Innovation Centre of IFSA (CICIFSA), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
High-power femtosecond lasers beyond $5~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ are attractive for strong-field physics with mid-infrared (IR) fields but are difficult to scale up. In optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) at mid-IR wavelengths, a nonlinear crystal is vital, and its transmittance, dispersion, nonlinear coefficient and size determine the achievable power and wavelength. OPCPA beyond $5~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ routinely relies on semiconductor crystals because common oxide crystals are not transparent in this spectral range. However, the small size and low damage threshold of semiconductor crystals fundamentally limit the peak power to gigawatts. In this paper, we design a terawatt-class OPCPA system at $5.2~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ based on a new kind of oxide crystal of $\text{La}_{3}\text{Ga}_{5.5}\text{Nb}_{0.5}\text{O}_{14}$ (LGN). The extended transparent range, high damage threshold, superior phase-matching characteristics and large size of LGN enable the generation of 0.13 TW seven-cycle pulses at $5.2~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$. This design fully relies on the state-of-the-art OPCPA technology of an octave-spanning ultrafast Ti:sapphire laser and a thin-disk Yb:YAG laser, offering the performance characteristics of high power, a high repetition rate and a stable carrier–envelope phase.
few-cycle mid-infrared OPCPA oxide LGN crystals High Power Laser Science and Engineering
2019, 7(4): 04000e61
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 军事科学院系统工程研究院, 北京 100191
3 长春理工大学 空间光电技术国家与地方联工程研究中心, 吉林 长春130022
提高主瓣的能量集中度和抑制栅瓣问题是当前光纤激光相控阵技术面向应用的关键。文中从说明激光相控阵在技术上难以满足λ/2的阵元间隔, 由此导致诸多栅瓣产生的原因入手, 并考虑到目前常用不等间隔栅瓣抑制方法将导致相控阵口径增大的难题, 提出了一种将遗传算法引入到光纤激光相控阵阵元分布优化的设想。主要方法是从最大限度抑制栅瓣的角度提出一个与主瓣能量集中度和主瓣/旁瓣对比度相关的适应度函数; 将遗传算法中的特征参数与光纤激光相控阵的主要参数相对应; 然后以20路阵元/阵元间隔为3倍波长、50路阵元/阵元间隔为20倍波长两种线阵情况为例,分别仿真计算了传统的等间距阵元和不等间距阵元分布, 及遗传算法优化阵元分布三种情况, 得到的光纤激光相控阵远场能量分布、主瓣能量集中度和主瓣与最大栅瓣对比度, 并对其进行了比较。结果表明, 遗传算法较等间距、不等间距方法的主瓣能量集中度分别提高了9.69%、3.33%, 主瓣与第一栅瓣能量对比度分别提高了13.12%、9%。由此可预期基于遗传算法优化的相控阵有望在同等激光发射总功率下获得更远的作用距离。
激光相控阵 遗传算法 栅瓣抑制 laser phased array genetic algorithm lobe suppression 红外与激光工程
2019, 48(7): 0706007
利用离散偶极近似(discrete dipole approximation,DDA)的方法,系统研究壳层的材料、尺寸及形貌等因素对Au@Ag核-壳纳米光学吸收谱的峰值、峰位的影响。研究表明在液体环境中金球颗粒计算的结果与Mie理论计算的结果吻合,表明光学常数三次样条插值后DDA计算Au@Ag核-壳层纳米粒子的光学性质是准确可靠的。随着Ag壳层厚度增加,Au@Ag核-壳层球形纳米颗粒的吸光谱线形成与金球颗粒谱线不同的肩峰,然后主峰红移、肩峰蓝移消失合并为一条吸收峰,光学吸收谱线强度明显增强。Au@Ag核-壳层纳米立方体的光学吸收谱线在<450 nm时出现了许多次级吸收峰,随着Ag壳层厚度增加,主、次吸收峰增强,主吸收峰出现明显的蓝移。银壳层厚度的变化不仅改变光学吸收强度和峰值的位置,还在Au@Ag核-壳层纳米颗粒的尖端形成了很强的表面等离子体振荡(surface plasma resonance，SPR),提高Ag对光学吸收的影响。
Au@Ag核-壳纳米结构 光学吸收谱 离散偶极近似 Au@Ag core-shell nanostructure optical absorption spectrum DDA
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 中国北方电子设备研究所,北京 100191
3 北京理工大学 光电学院,北京 100081
4 北京印刷学院 包装与印刷工程学院,北京 102600
借鉴微波相控阵雷达技术, 有的放矢加快探测型激光相控阵雷达的技术发展与应用, 从仿学微波相控阵雷达发射天线基础知识入手, 提出微波相控阵雷达发射天线与光纤激光相控阵发射天线可比较的部分技术参数; 分析了光纤激光相控阵发射天线的技术要点与潜在能力, 并立足现有研发水平对其系统功能与规模进行了预测; 尝试对光纤激光相控阵与微波相控阵天线的技术特点与面临主要问题进行了论述; 提出两者体系内互相配置, 不仅有助于提高微波相控阵雷达在复杂电磁环境下对中近程高速、隐身和多目标的探测、识别与定位能力; 同时也可适当减少激光相控阵对目标大范围区域搜索的压力的观点。
激光相控阵 相控阵雷达 相控阵天线 laser phased array phased array radars phased array antenna 红外与激光工程
2018, 47(4): 0406001
为开展提高光纤焦比退化测量精度方法的研究, 提出了一种基于四象限探测器的光纤焦比退化的测量方法。该方法是光纤的出射光斑打到四象限探测器上, 通过偏转镜扫描四象限探测器靶面, 获得探测器上的光斑位置灵敏度, 间接获得出射光斑实际尺寸, 进而得出光纤的焦比退化。并对光斑位置灵敏度与光斑半径的关系进行了分析, 同时探究了四象限探测器的沟道宽度对光纤焦比退化的影响。
焦比退化 光纤 四象限探测器 沟道宽度 focal ratio degradation fiber four-quadrant detector channel width 红外与激光工程
2018, 47(6): 0617001
Author Affiliations
Abstract
1 National key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
The phase noises of a 10-m polarization-maintaining (PM) fiber and a 10-W PM fiber amplifier are experimentally measured. The results indicate that the 10-m PM ˉber with similar phase noise could be used to investigate the architecture of master oscillator power ampliˉer coherent combination. A seven-element hexagonal ˉber coherent array is developed to investigate the far-ˉeld distribution and phase controlling technique of a coherently combining ˉber laser array. A hexagonal prism is designed as the combining and splitting component to achieve a ˉll factor of 0.66. The hill climbing method is employed to detect and lock the element phase.
相干合成 光纤列阵 填充因子 相位噪声 140.3298 Laser beam combining 140.3290 Laser arrays Chinese Optics Letters
2010, 8(1): 48
