1 福建省先进高场超导材料与工程协同创新中心, 福建 福州 350117
3 西南交通大学超导与新能源研究开发中心, 四川 成都 610031
激光诱导击穿光谱(LIBS)以激光诱导微等离子体的原子发射为技术特征, 在科研与工业领域正得到重视与蓬勃发展。 作为环境气体的氩气对等离子体演化过程中粒子的碰撞过程有重要影响, 决定着LIBS技术分析性能的发挥。 利用光谱诊断技术深入研究LIBS技术条件下氩气的光谱特征, 对于提升LIBS技术及其应用水平具有重要的意义。 利用中阶梯光栅光谱仪记录时间序列光谱信息研究了瞬态Ar等离子体碰撞和衰减过程, 包括等离子体演化过程中的辐射机制和等离子体电子数密度及温度的时间演化特征。 结果表明, 在激光与氩气相互作用的初始阶段, 光谱主要由连续辐射组成, 在0.6 μs后, 光谱开始主要由氩原子、 离子的离散跃迁辐射谱线组成。 氩原子线和离子线的演化周期不同, 在0~1.0 μs延迟时间内离子线占主导, 在1.0~30 μs原子线占主导。 利用Stark展宽, Saha-Boltzmann曲线方程对60, 80和100 mJ脉冲激光能量激发下的等离子体的电子数密度和温度进行了计算, 等离子体电子数密度在0.2~2.0 μs延迟时间内快速衰减, 之后在较长的延迟时间内缓慢下降, 大约在4.0 μs达到同一个数量级; 等离子体温度(80 mJ)从初始0.2 μs时的18 000 K迅速下降到13 000 K(2.0 μs), 在5.0 μs后缓慢下降到12 000 K。 为进一步检验和优化激光脉冲用于氩气的分析性能, 对氩的不同特征谱线信噪比随时间演化的特征进行了研究, 结果表明, 氩原子线在2.0~6.0 μs的延迟窗口具有较高的信噪比, 氩离子线则在0.1~1.0 μs延迟窗口具有较高的信噪比。
激光诱导击穿光谱 氩气 等离子体 时序特征 时间分辨 Laser-induced breakdown spectroscopy Argon Plasma Timing characteristics Time resolved 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1049
1 国网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司, 呼和浩特 012000
2 国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院, 哈尔滨 150000
3 武汉光迅科技股份有限公司, 武汉 430205
针对单载波传输速率不断提升对超长距无中继通信的传输跨距带来巨大挑战的问题, 文章主要采用高阶泵浦前后向遥泵放大技术, 结合G.654E超低损、大有效面积光纤及子载波频分多路复用技术, 通过优化高阶泵浦功率、远程增益单元性能、线路放置位置和信号波传输波长等光路子系统参数, 实现了单跨距501.18 km(78.68 dB)单载波400 Gbit/s无中继单纤芯超长距离传输。
高速率通信 无中继传输 高阶泵浦 远程放大 high-rate communication unrepeatered transmission high-order pump remote amplifier
洛阳理工学院 数学与物理教学部， 河南 洛阳 471023
四氧化三铁(Fe3O4)因在细胞分离、靶向药物、磁共振成像等生物医学领域具有广阔的应用前景而成为研究热点。本文采用溶剂热法合成了Fe3O4纳米粒子，并详细研究了反应温度、反应时间和反应前驱体组成对Fe3O4结构和形貌的影响。实验结果表明，反应时间对球形纳米颗粒的尺寸影响不大，反应时间为12 h时，球的直径达到了最大，继续延长反应时间，球的尺寸保持不变；200 ℃容易生成大尺寸的Fe3O4纳米粒子；反应物的组成对Fe3O4纳米粒子的形貌也有一定的影响，当用水合肼代替乙二胺时，得到的是立方体形状的Fe3O4。为了增加Fe3O4纳米粒子的化学稳定性、生物相容性和作为药物载体的可能性，我们用Stber方法在Fe3O4纳米粒子的表面包覆了一层SiO2介孔分子筛，并探索了超声和机械搅拌对核壳结构形貌的影响，还研究了包覆前后样品的磁学性质。
溶剂热法 核壳结构 solvothermal method Fe3O4 Fe3O4 SiO2 SiO2 core-shell
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Quantum Optics and Center for Cold Atom Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Lab of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 e-mail: yshzhang@ustc.edu.cn
4 e-mail: yzgui@siom.ac.cn
Quantum beats can be produced in fourth-order interference such as in a Hong–Ou–Mandel (HOM) interferometer by using photons with different frequencies. Here we present theoretically the appearance of interference of quantum beats when the HOM interferometer is combined with a Franson-type interferometer. This combination can make the interference effect of photons with different colors take place not only within the coherence time of downconverted fields but also in the region beyond that. We expect that it can provide a new method in quantum metrology, as it can realize the measurement of time intervals in three scales.
Coherent optical effects Photon statistics Quantum detectors Photonics Research
2015, 3(3): 03000082
用沉淀法制备了尺寸约为8 nm的YVO4∶Eu3+纳米粒子,然后用反相微乳液法在YVO4∶Eu3+纳米粒子的表面包覆了一层SiO2壳。 利用XRD、TEM、UV-Vis吸收光谱和光致发光光谱对合成的样品进行了表征。得到的复合物具有较好的核壳结构,通过改变硅酸四乙酯的用量可以改变SiO2壳的厚度。研究了SiO2壳对YVO4∶Eu3+发光性质的影响,结果表明: 包覆和未包覆的样品在紫外光激发下都有Eu3+的特征发射; 随着SiO2壳厚度的增加,发光强度和量子效率越来越低,Eu3+格位对称性越来越高。
微乳液 核壳 发光 YVO4∶Eu3+ YVO4∶Eu3+ SiO2 SiO2 microemulsion core-shell luminescence
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直，实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352 nm He-Cd激光作为准直光源，提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合图像采集技术，解决了自动准直系统多路激光的近场、远场图像获取问题。利用图像区域分割处理方法编制了准直信息处理软件，实现了对多光束的自动准直闭环反馈控制。最后，结合准分子激光MOPA系统中的预放大器光学设计进行了自动准直验证实验。结果表明: 准直成像光强可调谐倍数为300，成像系统在放大器窗口处固有误差占放大器口径比例小于设计值1.08%，3路激光的自动准直时间为40 s，完全满足放大器的几何填充和能量提取要求。
准分子激光 主振荡功率放大器 光束准直 自动准直 荧光成像 区域分割 可调谐放大 excimer laser Master Oscillator Power Amplifier(MOPA) beam alignment automatic alignment fluorescence imaging region segmentation tunable amplification
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
提出了一种电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路准直方法, 以保证光束在放大器中按照预定方向传输, 并使多路光束稳定精确地照射靶面。首先, 鉴于准分子放大器中无天然准直基准提出了利用双叉丝像传递光路进行准直的方法, 即把输入光束叉丝基准作为“近场点”, 把输出光束叉丝基准作为“远场点”, 并设计了放大器准直光路, 编写了相应的软件。然后, 在现有实验室条件下开展了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路的自动准直实验。最后, 分析了影响该方法的相关因素及准直精度。实验及分析表明, 设计的准直系统在较短时间内实现了预定传输光路的自动准直, 系统自身精度为0.63 μrad, 光束最大复位误差为13.75 μm, 满足了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路自动准直的要求。
激光技术 自动准直 电子束泵浦 准分子激光 激光放大器 叉丝 laser technology automatic alignment electron pumping excimer laser laser amplifier cross-hair
介绍了用于高速时间记录设备以及多种闪烁体材料时间响应特性测试的500 fs，248 nm超短脉冲紫外激光系统的构成及其主要技术参数。系统的核心部分是一个分布反馈染料激光器，即一个稀疏刻线光栅的动态像。像的长度和染料溶液的折射率决定了脉冲的最短宽度，并且通过改变动态光栅的间距就可以改变输出光谱。在实验条件下，分布反馈染料激光器输出波长为496 nm，倍频后为248 nm，与KrF准分子激光放大器工作波长匹配。放大器介质的低饱和能量密度和三程离轴放大技术使得输出激光的强度分布非常均匀，这对于标定快速记录器件极其有利。利用该系统对ZnO∶Ga薄膜闪烁体在超短紫外激光激发下的荧光特性进行了测试，建立了荧光传输光路，解决了散射激光干扰和荧光高效率收集等问题。测量得到其荧光光谱为380~410 nm，中心波长为392 nm，荧光响应时间约为80 ps。最后，讨论了在现有实验条件下影响测量结果的一些因素。
紫外激光 闪烁体 荧光特性 时间响应特性 ultraviolet laser scintillator fluorenscence characteristics time response
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家实验室，陕西 西安 710024
对于高功率准分子激光，光学角多路和诱导空间非相干(EFISI)光束平滑是高功率准分子激光压缩脉宽、提高功率密度和实现靶面均匀辐照的有效途径，其应用涉及前端至靶前的各个环节，主要体现为平滑化窄脉冲激光的传输放大问题。首先介绍了基于散射法开展的部分相干源前端技术及脉冲整形的初步研究结果，利用直接法和反射率耦合方法，研究了5台激光放大器增益特性。然后，讨论了窄脉宽激光放大时的自发辐射放大(ASE)控制技术，最后，介绍了窄脉冲激光放大实验系统。实验获得了预期的实验结果，输出能量为5～6 J，激光脉宽约10 ns，聚焦光斑约Φ300 μm。单路系统实验结果表明，系统放大链和光学设计合理，基本满足角多路MOPA系统的技术验证要求，为系统工程设计奠定基础。
准分子激光 高功率激光 激光放大 光束平滑 excimer laser high power laser laser amplification beam smoothing
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
为得到物面光强分布均匀、能量尽量大的部分相干XeCl准分子激光前端种子光，采用放大自发辐射(ASE)法和散射法开展了前端平滑实验研究。首先，基于一台窄脉冲XeCl准分子激光器，研究了种子光的物面光斑均匀性、能量和发散角随光束口径及物面位置的变化规律。然后，分析了影响种子光参数的因素。最后，进行了验证实验。实验结果显示：ASE法种子光物面光斑不均匀性最小为2.01％，能量为微焦量级，但发散角在水平和竖直方向有较大差别；散射法种子光物面光斑不均匀性最小为1.54％，能量为百纳焦量级，发散角为5.5 mrad，衍射极限倍数处于14~37可调。前端泵浦腔尺寸和入射激光能量、散射板上光斑大小、收集透镜焦距分别是影响两种种子光参数的重要因素。经初级放大器放大后，光束物面光斑不均匀性为2.04％，能量达到8.0 mJ，满足高功率XeCl准分子激光角多路系统建设需求。
准分子激光 XeCl激光 光束平滑 均匀性 放大自发辐射 散射 excimer laser XeCl laser laser beam smoothing uniformity Amplified Spontaneous Emission(ASE) scattering
