韩东成 1,2,3杨世植 1,3,*赵强 4,**张亮亮 5邓燕 4
作者单位
摘要
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科技大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 安徽省先进激光技术实验室,安徽 合肥 230037
4 安徽建筑大学环境与能源工程学院,安徽 合肥 230601
5 安徽省东超科技有限公司,安徽 合肥 230088
本文介绍了一种波长宽、响应快的静态体三维显示系统,包括显示介质、控制系统及激光系统三部分。实验中,选取具有双频上转换效应的NaYF4∶Er@NaGdF4∶Yb@NaYF4∶Er纳米晶溶液作为显示介质。控制系统选用1024×768的数字微镜显示器(DMD)及扫描振镜对红外激光进行投影,使用成像光学软件将立体图像的二维切片转换为DMD/扫描振镜的控制信号。激光系统选用1550 nm和850 nm的红外激光,用适当的光学元件调整光束和光路。最终在纳米晶的环己烷溶液中(1 mmol/mL)以30×1024×768的分辨率实现了绿色(532 nm)三维图像体的快速扫描,图像无闪烁、深度线索自然、可360°观看。该显示系统对材料性能要求不高,搭建方便,显示效果明显,为上转换材料在三维显示领域的初步研究及大尺寸体三维显示技术的探究提供了参考。
体三维显示 双步双频上转换 NaYF4纳米晶 数字微镜显示器 
光学学报
2024, 44(8): 0811002
作者单位
摘要
1 沈阳理工大学 理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
亚微米尺寸K2SiF6∶Mn4+荧光粉被认为是Micro-LED显示领域的变革性技术,但是小粒径K2SiF6∶Mn4+荧光粉的合成技术不成熟,难以实现亚微米尺度下的高效发光。因此,本文报道了一种亚微米级K2SiF6∶Mn4+荧光粉的沉淀合成新方法。经荧光光谱分析,该荧光粉在450 nm蓝光激发下展现出典型的Mn4+红色发光,其内量子效率高达94.9%。经扫描电子显微镜(SEM)观察,合成的荧光粉粒径分布在150 ~ 450 nm范围。该荧光粉具备良好的热猝灭性能,在443 K可保持室温发光强度的102%。将绿色荧光粉β-sialon∶Eu2+和K2SiF6∶Mn4+混合涂覆在蓝光芯片上制成白光LED,其色域覆盖范围达到133% NTSC,在驱动电流从10 mA增加到120 mA的情况下,色温波动~10%、显色指数波动~2%,总体性能保持稳定。本文将为亚微米尺寸K2SiF6∶Mn4+ 荧光粉的合成提供新的方法,以促进Micro-LED显示技术的进一步发展。
荧光粉 亚微米尺寸 Mirco-LED 合成方法 phosphor submicron-size Mirco-LED synthesis 
发光学报
2024, 45(1): 94
作者单位
摘要
首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京 100048
液态水是世界上最常见的物质,却具有复杂的分子网络结构以及超快的演化过程。迄今为止,我们对水的了解仍然不全面。长期以来,用液态水来产生或探测太赫兹波一直被认为是不可能的,主要原因是极性液体,尤其是液态水,表现出对太赫兹波的强吸收,阻碍了太赫兹液体光子学的发展。与其他物质状态相比,液体具有许多独特的性质。具体来说,液体的材料密度与固体相当,这意味着与激光脉冲相互作用的分子数量比气体多3个数量级。与固体相比,液体的流动性允许每个激光脉冲入射到介质的新区域,即使使用高重复率激光脉冲,材料损伤阈值也不是问题。液体的引入加深了目前对高能量密度等离子体、激光与物质相互作用过程中电离粒子的超快动力学的理解。太赫兹液体光子学是近年来新兴的课题,它为研究人员从液体材料中获得太赫兹辐射提供了一种选择。这一跨学科、变革性的课题应该会推动太赫兹波传感和光谱技术的发展,并将对太赫兹科学产生重大影响,包括下一代液体源、探测器和系统的开发。
太赫兹波 相干探测 液体等离子体 四波混频 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0326001
作者单位
摘要
1 首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京 100048
2 中国人民大学物理系,北京 100872
由于液体(尤其是液态水)对太赫兹波的强吸收,以液体为介质的太赫兹波产生和探测长期以来被认为是无法实现的。本文综述了基于液体的太赫兹相干探测方法,此方法能在更低的探测激光能量下实现更高的探测灵敏度,可以解决目前基于固体和空气的探测方法遇到的探测频带受限、探测激光能量过高的问题。该探测方法的工作机理被归结为飞秒激光与太赫兹波在液体等离子体中的四波混频过程,因此太赫兹波与探测激光、产生的二次谐波间的场强、偏振具有简单的依赖关系,这使得此方法具有良好的稳定性,并可用于太赫兹波偏振敏感光谱的检测。液态水对太赫兹波的强吸收限制了检测灵敏度的进一步提高,可以利用其他液体或溶液替代纯水来降低太赫兹波的吸收,提高探测灵敏度,这对于该探测方法的进一步推广具有重要意义。
非线性光学 太赫兹波 相干探测 液体等离子体 四波混频 
中国激光
2023, 50(17): 1714006
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 首都师范大学物理系,北京 100048
3 北京理工大学长三角研究院,浙江 嘉兴 314019
太赫兹光谱分析和检测技术在材料特性研究、医学诊断、环境监控等方面具有广阔的应用前景。目前高性能太赫兹源的缺乏是太赫兹光谱检测和成像技术发展缓慢的制约因素之一。因此,强场宽带太赫兹源的开发一直是太赫兹领域的研究重点。综述超快飞秒激光脉冲驱动下强场太赫兹波辐射的研究进展,详述激光激励金属纳米薄膜、气体和液体中等离子体辐射宽频强场太赫兹波的现象和物理机制,并比较了各种强场太赫兹产生方法的特点和优缺点,最后讨论基于超快激光激发物质产生太赫兹波的发展前景及所面临的挑战。
超快光学 太赫兹辐射 金属薄膜 气体等离子体 液体等离子体 
光学学报
2023, 43(15): 1532001
作者单位
摘要
首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室, 北京 100048
最新的实验研究表明通过激光激发液体诱导等离子体可产生宽带太赫兹波, 且液体作为太赫兹波辐射源具有独特的性质。液体具有与固体相当的物质密度, 激光在一定区域内与分子的相互作用比气体多三个数量级; 而与固体相比, 液体的流动性使得每一个激光脉冲可与目标物液体靶的新区域相互作用。这些特性使得液体在高能量密度等离子体的研究中具有广阔的前景, 甚至有可能成为下一代太赫兹波辐射源。本文全面综述了液体的流体状态和种类、激光入射位置和角度、脉冲持续时间以及脉冲能量等因素对产生太赫兹波的影响。
非线性光学 太赫兹波源 液体 等离子体 光致电离 nonlinear optics terahertz source liquid plasma laser-induce ionization 
量子电子学报
2023, 40(2): 164
Author Affiliations
Abstract
1 The Institute of Optics, University of Rochester, NY 14627, USA
2 Department of Physics, Capital Normal University, Beijing 100048, China
3 ITMO University, St. Petersburg 199034, Russia
Matters are generally classified within four states: solid, liquid, gas, and plasma. Three of the four states of matter (solid, gas, and plasma) have been used for THz wave generation with short laser pulse excitation for decades, including the recent vigorous development of THz photonics in gases (air plasma). However, the demonstration of THz generation from liquids was conspicuously absent. It is well known that water, the most common liquid, is a strong absorber in the far infrared range. Therefore, liquid water has historically been sworn off as a source for THz radiation. Recently, broadband THz wave generation from a flowing liquid target has been experimentally demonstrated through laser-induced microplasma. The liquid target as the THz source presents unique properties. Specifically, liquids have the comparable material density to that of solids, meaning that laser pulses over a certain area will interact with three orders more molecules than an equivalent cross-section of gases. In contrast with solid targets, the fluidity of liquid allows every laser pulse to interact with a fresh area on the target, meaning that material damage or degradation is not an issue with the high-repetition rate intense laser pulses. These make liquids very promising candidates for the investigation of high-energy-density plasma, as well as the possibility of being the next generation of THz sources.
Ultrafast Science
2021, 1(1): 9892763
作者单位
摘要
1 大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116024
2 广东汉邦激光科技有限公司, 广东 中山 528427
为研究激光选区熔化(SLM)工艺成形CX马氏体时效不锈钢时的成形质量与力学性能,基于单熔道实验确定了CX马氏体时效不锈钢SLM成形的工艺窗口。在此基础上,分析了离焦量对SLM成形CX马氏体时效不锈钢试样致密度、硬度和表面粗糙度的影响规律。结合拉伸实验和微观组织观察,研究了热处理前后试样力学性能的变化规律。结果表明:在低离焦量时,激光能量密度过高,熔池不稳定性增加,球化现象明显,试样致密度和硬度降低,表面粗糙度升高,拉伸断口呈准解理断裂特征;随离焦量增大,适宜的能量密度和光斑尺寸有利于相邻熔道间和层间形成良好的冶金结合,力学性能得到改善;当离焦量过大时,激光能量密度和穿透深度降低,层间存在未熔金属粉末,试样致密度和力学性能下降。当离焦量为3.5 mm时,试样横截面与纵截面硬度最高为35.94 HRC和36.82 HRC,表面粗糙度最低为7.315 μm,拉伸断口转变为韧性断裂,抗拉强度最高为1218 MPa。同时,经固溶时效热处理后,试样力学性能显著提高,抗拉强度最高为1746 MPa,相比打印态试样提高了43.35%。
激光技术 激光选区熔化 离焦量 CX马氏体时效不锈钢 力学性能 
中国激光
2021, 48(22): 2202020
作者单位
摘要
1 中国北方车辆研究所,北京 100072
2 首都师范大学 物理系,北京 100048
主要研究了飞秒等离子间相互的非线性作用对超高频电磁波——太赫兹波产生的影响。国内外许多研究机构已经证实,在太赫兹波产生的过程中,等离子体间的相互非线性作用会对太赫兹波产生影响。笔者结合理论分析设计并搭建一种了双束等离子体重合产生太赫兹波的测试系统,研究发现等离子体间相互非线性作用时,会产生三阶非线性光学效应,等离子体的折射率和相位发生变化形成非均匀场导致了太赫兹波辐射能量的降低,并在实验测量研究中发现随着等离子体波长双束等离子波长的增加,等离子体密度增加,导致太赫兹波的辐射能量的降低现象更加明显,另外,等离子体功率越大,太赫兹波吸收越大。同时,研究发现等离子体周围惰性气体分子质量影响太赫兹降低程度,气体分子质量决定着飞秒激光聚焦空气电离出的等离子体所形成的电场强度,分子质量越高,所形成的电场强度越强,双束等离子体重合时对太赫兹波降低的辐值越大。这些为研究等离子体间非线性作用对太赫兹波的影响提供了更加全面的理论支撑,有助于推动太赫兹波技术在**及民用领域的快速发展。
太赫兹 等离子体 非线性作用 terahertz plasma nonlinear effect 
红外与激光工程
2021, 50(5): 20210108
方立民 1,2郝振东 1,**张亮亮 1吴昊 1[ ... ]张家骅 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,吉林 长春 130022
2 中国科学院大学光电学院,北京 100037

宽带近红外荧光粉作为新型检测用近红外固态光源——近红外荧光粉转化型发光二极管(NIR pc-LED)的核心材料,在近年来受到研究人员的高度关注。利用高温固相法制备了Cr3+离子掺杂的δ-Sc4Zr3O12宽带近红外荧光粉。在蓝光激发下,其近红外发射位置位于810 nm,发射峰的半峰全宽约为175 nm。该宽带发射对应于两个发光子峰的叠加,两发射子峰的位置分别出现在795 nm和873 nm,这在荧光衰减曲线和温度特性的测试结果中得到了验证。利用光谱数据估算得到的材料晶体场强度为2.25。最后,探索了所制备的Sc4Zr3O12∶3%Cr3+近红外荧光粉在NIR pc-LED中的应用。

材料 荧光和发光材料 Sc4Zr3O12∶Cr3+荧光粉 高温固相法 宽带近红外荧光粉 
激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516008

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