本文报道了一种性能稳定的宽带宽调谐差频产生（DFG）中红外光梳设计方案。采用保偏光纤构建光纤链路，以确保其性能稳定；采用自相似光纤放大、光纤孤子压缩及负色散高非线性光纤产生超连续谱等技术，获得了宽带、弱啁啾和窄脉宽基频脉冲；通过严格控制双色基频脉冲的空间重叠、时间同步和偏振特性，仅通过调整硒化镓非线性晶体的相位匹配角和时间同步，无须改变双色基频频率的光谱特性，DFG中红外光梳就可以实现宽光谱带宽和宽光谱调谐范围输出。集成封装仪器化的DFG中红外光梳的光谱覆盖范围为7~13 μm，每个调谐波段的带宽均较宽，9.5 μm波段的带宽达到了2.43 μm；7~13 μm光谱调谐范围内的平均功率都大于240 μW，其中8 μm波段的平均功率达到了470 μW。

被称为第三代人工神经网络的脉冲神经网络, 是最接近人脑的神经拟态算法。与传统人工神经网络相比, 脉冲神经网络具有硬件友好性和更高的能量利用率。与电子学脉冲神经网络相比, 光子计算的光脉冲神经网络具有速度快、能耗低、延迟低、并行度高以及抗电磁干扰的优势。介绍了光脉冲神经网络的起源, 从光脉冲神经元、神经网络架构、学习训练算法等方面介绍了光脉冲神经网络的研究进展、存在的问题与挑战, 并展望了光脉冲神经网络的前景。

全面综述了先进金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的1/f噪声研究进展。界面态、器件结构、材料缺陷、量子效应等诸多因素均会影响1/f噪声。随着工艺尺寸的持续缩小和高k介质材料的应用,以及热载流子效应、辐照损伤等因素的影响,MOSFET的1/f噪声起源问题一直是学术界具有较大分歧和争议的课题。只有澄清了1/f噪声的真正物理起源,才能有效通过工艺加以改善,支撑设计应用。

提出一种在非高重复频率下获得窄脉宽脉冲输出的呼吸孤子掺铒光纤激光器设计方案。通过缩短腔内具有大色散系数的正负色散光纤的长度来保证腔内脉冲有较大的呼吸比,通过引入零色散光纤来降低激光器的重复频率。采用波分复用器及隔离器集于一体的光纤混合器,并以前向抽运方式来降低腔内脉冲能量的损耗,并且通过优化腔内负色散光纤的分布来确定输出端的位置。基于此,构建出重复频率为100 MHz的呼吸孤子掺铒光纤激光器,其输出光谱宽度为112 nm,直接输出脉冲宽度为68 fs,色散补偿后的输出脉冲宽度为39 fs,当抽运功率为900 mW时输出脉冲的平均功率为94.5 mW。

提出了一种基于商售光纤构建的适用于精密光谱光频梳应用的100 MHz重 复频率色散管理孤子光纤激光器的设计方案。通过采用低负色散光纤调控重复频率、高正色散光 纤增大腔内脉冲呼吸比,构建了重复频率为108 MHz、中心波长为1550 nm的 基于正色散掺铒光纤的色散管理孤子光纤激光器,该激光器腔内净色散为－0.0023 ps2,直接输出脉冲宽度为70 fs,经 光纤压缩后脉冲宽度为48 fs, 且脉冲中心波长处在1550 nm。

提出了一种基于飞秒光纤激光器的光频率梳设计与研制技术。设计与研制出脉冲宽度为55 fs、频率为210 MHz的色散管理孤子锁模掺铒光纤激光器, 并优化设计了啁啾脉冲光纤放大链路; 由负色散高非线性光纤产生了频率范围为1080~2320 nm的倍频程超连续谱, 经f-2f(f为频率)自差拍检测出信噪比达32 dB的载波包络偏移频率; 通过将重复频率的4次谐波和载波包络偏移频率锁定到商用铷原子钟, 实现了对光频率梳的高精度锁定。测量结果表明, 1 s计数门控时间下的重复频率和偏移频率标准偏差分别为0.65 mHz和1.76 mHz, 100 s采样时间下的Allan偏差分别为1.74×10-13和1.80×10-11。这种光纤光梳可望满足光频计量、光梳光谱、时频传递和微波产生等领域的应用需求。

苯乙烯对人体健康和自然环境具有极大的危害, 是国际卫生组织确认的致癌物。 历年来, 苯乙烯泄漏事故频繁发生, 对饮用水安全造成了极大的隐患。 对水中苯乙烯污染进行快速监测并采取切实有效的应急处理措施有助于保障饮用水的卫生安全。 利用三维荧光光谱技术对苯乙烯的水溶液进行分析, 发现在Ex255/Em305处有一个明显的荧光峰, 荧光峰值与苯乙烯溶液浓度呈现良好的线性相关, 相关系数r达到了0.995 7, 其颜色随浓度增加而变深。 苯乙烯中共有4个共轭π键, 其中苯环具有大的共轭π键结构, 乙烯基上同样具有一个共轭π键。 同时, 苯乙烯的分子结构中, 碳原子处于同一个平面上, 属于平面构型且具有一定的刚性, 符合强荧光物质所具有的特征。 因此通过三维荧光扫描结合苯乙烯的荧光特性, 能快速测定水体中苯乙烯浓度及判断水体的污染程度。 粉末活性炭可以有效地吸附去除水中的苯乙烯。 当苯乙烯在源水中的浓度达到《生活饮用水卫生标准》规定的限值0.02 mg·L-1时, 采用180目的粉末活性炭, 投加量为15 mg·L-1时, 苯乙烯浓度可降至0.001 mg·L-1, 去除率达95.5%。

We design two types of reflectors by using subwavelength high-index contrast gratings, which exhibit similar high focusing capabilities at normal incidence with a TE-polarized plane wave. One type has bars of different heights, whereas the other has bars of different depths. Both grating reflectors are designed to be approximately 22 \mu m in structural length and 10 \mu m in focal length, at an operating wavelength of 1.55 \mu m. Both achieve a full-width-half-maximum of 0.9 \mu m at the focal plane, which is fairly close to the diffraction limit. Their reflectance reach as high as 94% and 91%.

In order to couple into or out of a silicon photonic waveguide on silicon on insulator (SOI) substrate from optical fibers, we present a simple but practical method to design a grating coupler. The grating is periodic with fully etched slots; strong reflection between the fully etched grating and the waveguide is avoided by adding an antireflection interface. Theoretical coupling efficiency up to 43% is demonstrated. A taper waveguide used to link the grating and waveguide is also designed.