方金晶 1,3,4曹林洪 1,3,4,**俞健 5,***王进 1,3,4[ ... ]吴卫东 2,3,4,*
作者单位
摘要
1 西南科技大学材料科学与工程学院,四川 绵阳 621000
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
3 四川省军民融合研究院,四川 绵阳 621000
4 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室,四川 绵阳 621000
5 深圳技术大学先进材料测试技术研究中心,广东 深圳 518118
采用脉冲激光气相沉积技术制备了Fe/MgO纳米复合薄膜,研究了脉冲数对复合薄膜结构、成分和光学性质的影响。X射线衍射分析表明:沉积的Fe纳米颗粒在脉冲数大于500时出现了晶面取向为(211)的衍射峰,证实了该复合薄膜中Fe、Mg、O元素的存在;Fe纳米颗粒在MgO薄膜中部分被氧化,存在单质态与氧化态(含量比约为3∶2)。高分辨透射电子显微镜分析表明:当脉冲数为100时,平均粒径约为2.73 nm的Fe纳米颗粒在MgO薄膜中呈椭球型均匀分布,且Fe纳米颗粒之间的平均间距约为1.75 nm。椭圆偏振光谱分析表明:当波长小于365 nm时,Fe/MgO纳米复合薄膜的折射率和色散灵敏度随脉冲数的增加而增加。紫外可见光谱分析表明:相比纯MgO薄膜,Fe/MgO纳米复合薄膜在190~235 nm波段出现了明显的紫外窄带增透现象;当作用于Fe靶的激光脉冲数达到300时,Fe/MgO纳米复合薄膜在197 nm处的透过率约为69.4%。
薄膜 Fe/MgO纳米复合薄膜 紫外增透 椭圆偏振 吸收 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0531001
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
为探究Bragg光栅结构对TM模反馈特性的影响,利用有限时域差分法对具有TM模的分布反馈(DFB)量子级联激光器Bragg光栅结构进行仿真研究。重点分析了侧向耦合光栅的光学特性以及光栅侧壁倾角对光栅反射谱、损耗的影响及原因,并探究了光栅刻蚀深度及占空比与TM模的耦合系数、损耗的关系。结果表明有效折射率是影响Bragg波长的主要因素,而光限制因子是不同周期的侧向耦合光栅结构耦合系数产生巨大差别的原因,当光栅侧壁倾角90°时镜面损耗最小。光栅周期、占空比、刻蚀深度与耦合系数的关系表明:这些参数不仅影响光栅的相对介电常数,也会对光限制因子产生作用,从而影响耦合系数的大小;耦合系数与刻蚀深度具有正比关系,大周期光栅耦合系数随占空比的变化率较小。对光栅光反馈特性的理论研究有利于提升对DFB量子级联激光器的认识,促进激光器性能的提升和发展。
量子级联激光器 Bragg光栅 分布反馈 耦合系数 TM模 quantum cascade laser Bragg grating distributed feedback coupling coefficient TM mode 
强激光与粒子束
2022, 34(11): 111005
作者单位
摘要
1 湖北师范大学计算机与信息工程学院,湖北 黄石 435002
2 中部战区总医院信息科,湖北 武汉 430014
提出了一种基于级联法布里-珀罗干涉仪(CFPI)的光纤传感器,用于同时测量温度和压力。该传感器由单模光纤(SMF)、空心光纤(HCF)和双孔光纤(DHF)依次熔接在一起而构成。其中,HCF构成空气腔法布里-珀罗干涉仪(FPI),DHF构成石英腔FPI,两个FPI级联形成混合腔FPI。空气腔FPI通过DHF的空气孔与外部环境连通,实现对气压的高灵敏度传感;石英腔FPI利用二氧化硅的热光效应和热膨胀效应,实现对温度的高灵敏度传感。在0.1~0.6 MPa气压范围,60~260 ℃温度范围,实现的空气腔FPI的气压和温度灵敏度分别为4 nm/MPa和1 pm/℃,混合腔FPI的气压和温度灵敏度分别为0.5 nm/MPa和9 pm/℃。空气腔FPI和混合腔FPI对温度和气压的灵敏度不同,实现了温度和气压的双参数测量,同时该传感结构制造工艺简单,集成度高,灵敏度高。
光纤光学 光纤传感 法布里-珀罗干涉仪 气压测量 温度测量 
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1906006
张泽涵 1,2,*蒋涛 1,2湛治强 1,2王雪敏 1,2[ ... ]吴卫东 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 a.等离子体物理重点实验室
2 b.激光聚变研究中心, 四川绵阳 621999
作为目前最重要的中远红外光源, 量子级联激光器 (QCL)因独特的性能和频率可拓展至太赫兹 (THz)的特点, 成为研究的热点。对于 QCL, 影响其输出功率和工作温度的因素较多, 其中高效散热是重要的因素。首先对中红外和太赫兹两种 QCL的热管理研究进行了归纳和总结; 讨论和分析了两者之间的相似和不同点, 主要讨论两种激光器固体侧散热的方法, 包括有源区设计、改进工艺、优化器件材料体系等方面; 最后, 对 QCL热管理的未来研究趋势进行了分析和预测。该结果对于QCL的性能提升, 特别是输出功率和工作温度的提高, 具有一定的参考意义。
量子级联激光器 热管理 太赫兹 中红外 Quantum Cascade Laser thermal management terahertz mid -infrared 
太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(2): 193
刘振华 1,2,*樊龙 1符亚军 2王进 2[ ... ]吴卫东 1
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳 621900
2 西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳 621010
本文报道了同质外延生长氧化锌(ZnO)单晶在高温氧气气氛退火前后的结构及光电特性。利用化学气相输运(CVT)法生长了红棕色的ZnO单晶,且进行高温氧气气氛退火处理后的ZnO单晶呈现无色透明状。通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能谱仪(EDS)和拉曼(Raman)光谱测试分析了高温氧气气氛退火前后的ZnO单晶结构,讨论了退火对单晶内部缺陷类型及结构的影响。XRD测试表明ZnO单晶的生长方向为(002)方向。退火前后ZnO单晶的ω摇摆曲线半高宽分别为59″和31″,表明退火后单晶内缺陷显著减少;XPS和EDS能谱分析了退火前后ZnO单晶的成分和元素价态,结果表明高温氧气气氛处理后单晶内Zn和O元素含量比更接近理论值;通过Raman光谱分析了高温氧气气氛处理前后ZnO单晶的不同拉曼振动模式;通过紫外光谱数据分析,得到了退火前后ZnO单晶的光学禁带宽度分别为3.05 eV和3.2 eV;最后,通过Hall测试分析了高温氧气气氛退火处理前后ZnO单晶的电学性能参数,并深入讨论了退火前后ZnO单晶的低温电输运特性。
化学气相输运 晶格氧 禁带宽度 载流子浓度 Hall效应 ZnO ZnO chemical vapor transport lattice oxygen optical band-gap carrier concentration Hall effect 
人工晶体学报
2021, 50(4): 768
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900;西南科技大学 材料科学与工程学院,四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
3 西南科技大学 材料科学与工程学院,四川 绵阳 621010
掺镱光纤是高功率激光器的核心材料,但在高能射线辐照后其应用性能会显著下降,因此有必要对掺镱光纤材料在辐照环境下的性能变化进行深入研究。采用改进型化学气相沉积法结合稀土螯合物掺杂制备了系列光纤预制棒及光纤,测试了光纤在不同剂量下射线辐照前后的高功率输出性能,以及光纤预制棒辐照前后的吸收光谱及镱离子荧光寿命。结果表明:小剂量辐照后掺镱光纤的高功率输出显著下降,通过预制棒吸收光谱可看出主要是因为伽马辐照后使掺镱光纤材料中Al的相关缺陷浓度增多,在可见光区域吸收损耗增加。Ce离子的掺杂通过缓减辐致铝氧空位中心(Al-OHC)色心缺陷的增加,减少Yb离子荧光寿命的下降,可在一定程度上抑制高功率掺镱光纤的辐致暗化。
掺镱光纤 辐照 色心 吸收光谱 荧光寿命 Yb-doped fiber radiation color center absorption spectra fluorescence lifetime 
强激光与粒子束
2020, 32(8): 081003
作者单位
摘要
1 北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621999
晶体硅太阳电池具有成本低廉、工艺简单等优点, 但在生产过程中难免会出现断栅、破裂等问题, 因此对太阳电池片的检测至关重要。太赫兹波作为一种具有光子学及电子学特征的电磁波在无损检测方面具有独特的优势。通过采用太赫兹量子级联激光器数字全息成像系统, 对模拟设计的太阳电池金属栅线、破裂硅片以及不同电阻率的衬底进行测试。结果表明, 太赫兹全息成像技术在太阳电池检测领域具有较高的应用价值。
太赫兹 全息成像 太阳电池 terahertz holography solar cells 
太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(4): 572
Zeyu Li 1,2,3Ruijiao Zou 1,2Weipeng Kong 1,2Xuemin Wang 1,2[ ... ]Xun Zhou 1,2,*
Author Affiliations
Abstract
1 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
2 Microsystem & Terahertz Research Center, China Academy of Engineering Physics, Chengdu 610200, China
3 e-mail: lzy.robin@foxmail.com
We demonstrate high-resolution and high-quality terahertz (THz) in-line digital holography based on the synthetic aperture method. The setup is built on a self-developed THz quantum cascade laser, and a lateral resolution better than 70 μm (λ) is achieved at 4.3 THz. To correct intensity differences between sub-holograms before aperture stitching, a practical algorithm with global optimization is proposed. To address the twin-image problem for in-line holography, a sparsity-based phase retrieval algorithm is applied to perform the high-quality reconstruction. Furthermore, a new autofocusing criterion termed “reconstruction objective function” is introduced to obtain the best in-focus reconstruction distance, so the autofocusing procedure and the reconstruction are unified within the same framework. Both simulation and experiment prove its accuracy and robustness. Note that all the methods proposed here can be applied to other wavebands as well. We demonstrate the success of this THz synthetic aperture in-line holography on biological and semiconductor samples, showing its potential applications in bioimaging and materials analysis.
Photonics Research
2019, 7(12): 12001391
Author Affiliations
Abstract
1 Research Center of Laser Fusion, Chinese Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
2 Science and Technology on Plasma Physics Laboratory, Mianyang 621900, China
3 IFSA Collaborative Innovation Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
Beryllium carbide (Be2C) thin films have proven to be promising ablation materials, but the properties of Be2C coatings of the greater thickness required for inertial confinement fusion capsules are still unknown. In this work, Be2C coatings of various thicknesses (0.3–32.9 μm) are prepared by DC reactive magnetron sputtering. The influence of thickness on crystal properties, microstructure, and optical properties is investigated. The results indicate that the crystallinity of polycrystalline Be2C films improves with increasing thickness, while the grain size (~5 nm) and texture properties (without a preferred orientation) have only a weak dependence on thickness. A uniform featureless microstructure and smooth surface (root mean square roughness ~8 nm) are observed even in thick (32.9 μm) films, despite the presence of defects induced by contaminants. High densities (2.19–2.31 g/cm3) and high deposition rates (~270 nm/h) are realized, with the latter corresponding to the upper limit for the fabrication of Be2C coatings by magnetron sputtering. The transmittance of the films in the near-infrared region remains at a high level (>80%) and has only a weak dependence on thickness, while the transmittance in the visible region decreases with increasing thickness. In addition, the optical bandgap is estimated to be about 1.9 eV and decreases with increasing thickness owing to the presence of defects.
Matter and Radiation at Extremes
2019, 4(4): 045403
作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621999
太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的问题,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要。概述了THz QCL的现有阵列耦合结构,并总结和讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。
激光器 量子级联激光器 太赫兹 阵列 波导 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010004

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