刘洋 1,2,3朱香平 1,2,3靳川 1,2,3张笑墨 1,2,3赵卫 1,2,3,*
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710119
2 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
3 中国科学院大学，北京 100049
采用钛蓝宝石飞秒激光加工系统在融石英表面诱导表面周期性微纳结构，研究了激光诱导表面周期结构的形成过程以及激光能量密度、脉冲数、光斑大小和脉冲的空间间隔对融石英表面激光诱导表面周期结构的形貌的影响。实验结果表明，飞秒激光在融石英表面可以诱导出周期性的亚波长结构，主要以垂直于激光偏振方向的光栅状结构为主，其周期在百纳米量级且具有更好的可复现性。在激光光斑控制在1 μm附近时，所得到的形貌具有较高的规则性。根据实验结果设计了聚焦高斯光斑低通量的加工方式。所制备的光栅结构具有200~300 nm的周期，平均深度约为300 nm。
飞秒激光加工 表面形貌 亚波长结构 融石英 周期性结构 Femtosecond laser processing Surface morphology Subwavelength structures Fused silica Periodic structure
1 中国科学院西安光学精密研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
3 西安中科原子精密制造科技有限公司，西安 710110
基于原子层沉积技术提出了一种TiO2∶Al2O3纳米复合薄膜作为微通道板导电层材料。根据微通道板的规格参数以及体电阻要求，推导出微通道板导电层薄膜的方块电阻范围为1.73×1013~5.20×1013 Ω/□；研究了TiO2循环百分比与TiO2∶Al2O3纳米复合薄膜方块电阻之间的关系，发现当TiO2循环百分比在30.27%~37.06%时复合薄膜电阻率满足微通道板导电层要求；设计制备了20 nm的Al2O3过渡层以及100 nm的TiO2∶Al2O3纳米复合薄膜，测量厚度约为122 nm，且薄膜表面平整光滑，实现了微通道板微孔内壁TiO2∶Al2O3纳米复合薄膜导电层的制备。在1 000 V测试电压下，其体电阻为212.81 MΩ，增益为18 357，表明TiO2∶Al2O3纳米复合薄膜作为微通道板导电层具有可行性。
原子层沉积 微通道板 二氧化钛 氧化铝 导电层 Atomic layer deposition Microchannel plate TiO2 Al2O3 Conductive layer
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
3 西安中科原子精密制造科技有限公司，西安 710110
在250 ℃的低温下，以三甲基镓、四（二甲氨基）钛为前躯体源，O3为反应气体，采用热原子层沉积制备了Ti掺杂Ga2O3（TGO）薄膜。Ga2O3和TiO2的生长速率分别为0.037 nm/cycle和0.08 nm/cycle，TGO薄膜厚度低于理论计算值。X射线光电子能谱仪测试结果表明膜中Ti浓度随Ga2O3/TiO2循环比减少而增加，O 1s、Ga 2p和Ti 2p的峰位置向较低的结合能移动，这是因为Ti原子取代了Ga原子的某些位点引起了结合能降低，表明Ti元素成功掺杂到Ga2O3薄膜中。TiO2和Ga2O3的芯能级光谱分析表明薄膜中存有Ti4+和Ga3+离子。TGO薄膜的O 1s芯能级光谱中Ga-O键随着Ti-O键含量增加而下降，表明TGO薄膜中形成Ga2O3-TiO2复合材料。掠入射X射线衍射图中没有出现衍射峰，表明沉积的Ga2O3和TGO薄膜为非晶态。原子力显微镜观察到薄膜表面平整光滑，均方根粗糙度为0.377 nm，这得益于原子层沉积逐层生长的优势。TGO薄膜在可见光区表现出较高的透明度，对紫外光强烈吸收。随着Ti掺杂浓度的增加，TGO薄膜的折射率由于化学变化从1.75增加到1.99，紫外光区消光系数增大引起透过率减小，吸收边缘出现了红移，光学带隙从4.9 eV减小到4.3 eV。分光光度法和X射线光电子能谱法测定薄膜光学带隙所得的结果一致。
氧化镓薄膜 Ti掺杂Ga2O3薄膜 热原子层沉积 折射率 光学带隙 Gallium oxide thin film Ti-doped Ga2O3 thin films Thermal atomic layer deposition Refractive index Optical band gap 
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Science (CAS), Xi’an 710119, China
2 University of Chinese Academy of Sciences (CAS), Beijing 100049, China
3 State Key Laboratory of Power Systems, Department of Thermal Engineering, Tsinghua-BP Clean Energy Center, Tsinghua University, Beijing 100084, China
4 School of Science, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
In this Letter, a miniature wearable Raman spectroscopy system is developed. A wearable fiber-optic probe is employed to help the stable and convenient collection of Raman spectra. A nonlinear partial least squares model based on a multivariate dominant factor is employed to predict the glucose level. The mean coefficients of determination are 0.99, 0.893, and 0.844 for the glucose solution, laboratory rats, and human volunteers. The results demonstrate that a miniature wearable Raman spectroscopy system is feasible to achieve the noninvasive detection of human blood glucose and has important clinical application value in disease diagnosis.
300.6450 Spectroscopy, Raman 300.6190 Spectrometers 120.4290 Nondestructive testing Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 083001
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
报导了最新研制的30.4 nm极紫外成像探测器的实验研究结果。该探测器采用了楔条形阳极(WSA)、高增益V型级联微通道板组件、低噪声电子读出系统等先进技术,利用单光子计数成像技术在实验室成功获得了模拟图像。搭建了相应的实验系统,对探测器成像的线性度、空间分辨率、暗计数等性能进行了实验研究。结果表明,该探测器具有45 nm的有效面积,空间分辨率优于100 μm, 暗计数率低[0.4 count/(cm2·s)]、成像线性度好、结构简单等优点。
探测器 紫外探测 30.4 nm极紫外 单光子计数成像 微通道板 楔条形阳极探测器
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710119
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049
Single photon counting imaging technology has been widely used in space environment detection, astronomy observation, nuclear physics, and ultraweak bioluminescence. However, the distortion of the single photon counting image will badly affect the measurement results. Therefore, the correction of distortion for single photon counting image is very significant. Ultraviolet single photon imaging system with wedge and strip anode is introduced and the influence factor leading to image distortion is analyzed. To correct original distorted image, three different image correction methods, namely, the physical correction, the global correction, and the local correction, are applied. In addition, two parameters, i.e., the position index and the linearity index, are defined to evaluate the performance of the three methods. The results suggest that the correction methods can improve the quality of the initial image without losing gray information of each counting light spot. And the local correction can provide the best visual inspections and performance evaluation among the three methods.
单光子计数成像 楔条型阳极 图像校正 030.5260 Photon counting 110.0110 Imaging systems 100.0100 Image processing Chinese Optics Letters
2008, 6(9): 661
中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
采用电荷分割方法设计了WSZ(Wedge－Strip and Zig)极紫外光探测器，其基于MCP的结构和单光子成像的特点使其在极弱光的探测方面具有独特的优势．设计了用于该探测器的快速三通道电荷放大电路和信号采集电路，以探测脉宽100～200ms、总电荷量1～20pC的电子脉冲．在真空条件下使用紫外光源对电路进行模拟试验，获得了峰值大小与阳极面板面积成比例的、噪音范围在10mV以内的三路脉冲信号．模拟实验结果证明，该探测器预计分辨率有望达到100μm×100μm．
极紫外 WSZ多阳极面板 电荷敏感放大 Extreme Ultraviolet WSZ anode Change sensitive amplify
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068
2 陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062
3 西安交通大学电子科学与技术系，西安 710049
在LiNbO3∶Fe晶体中，采用相位掩模对部分空间非相干和相干暗光伏孤子进行了实验研究．实验观察到了部分空间非相干和相干的一维和二维暗光伏孤子，它们的形成来源于光伏效应，是自散焦效应和衍射效应平衡的结果．实验和理论分析表明，暗光伏孤子的形成与光的传输方向，强度梯度与晶体c轴夹角有关；只有在一定的条件下，才能得到稳态的部分空间非相干暗光伏孤子．
光伏效应 光折变晶体 空间光孤子 Photovoltaic effect Photorefractive crystal Optical spatial soliton
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室，西安 710068
2 中国科学院研究生院，北京 100039
给出了中心对称光折变晶体中屏蔽孤子的高阶空间电荷场．当高阶项可以忽略时，这个电荷场就变为早前在中心对称光折变晶体中研究的屏蔽孤子的空间电荷场．研究了中心对称光折变晶体中屏蔽孤子的高阶非线性波动方程．在适当的条件下，这个非线性波动方程能够展示明暗空间光孤子．这类晶体不同于非中心对称晶体，其非线性折射率的改变来源于二次电光效应，而不是一般的线性电光效应．应用光束传播的方法，对这些孤子的稳定性进行了讨论．表明在小的微扰下这类孤子是稳定的，不会发生分裂．
非线性光学 光孤子 光折变晶体 Kerr效应 Nonlinear optics Optical soliton Photorefractive crystal Kerr effect
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics Technology, Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710068
2 Department of Electronic Science and Technology, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049
3 Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072
We show self-coupled and cross-coupled vector beam evolution equations in the low-amplitude regime for screening solitons, which can exhibit the analytical solutions of bright-bright and dark-dark vector solitons. Our analysis indicates that these self-coupled vector solitons are obtained irrespective of the intensities of the two optical beams, whereas these cross-coupled vector solitons can be established when the intensities of the two optical beams are equal. Relevant examples are provided where the photorefractive crystal is lithium niobate (LiNbO3). The stability properties of these vector solitons have been investigated numerically and it has been found that they are stable.
190.0190 nonlinear optics 190.4420 nonlinear optics transverse effects in 190.5530 pulse propagation and solitons 230.7370 waveguides Chinese Optics Letters
2004, 2(8): 08483
