1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
在激光加工等领域常利用光纤激光的聚焦以获得高功率密度的光斑。为了分析阶跃光纤混合模的聚焦特性,基于广义惠更斯-菲涅耳衍射公式,数值计算了阶跃光纤中基模(LP01)与高阶线偏振模在非相干叠加和相干叠加两种情况下的聚焦光强分布。仿真分析了混合模相对于单一LP01模式的聚焦特性,研究了其聚焦光斑的平均功率密度、焦点偏移随模式占比、模式间相位差的变化规律。研究表明:当混合模非相干叠加时,随着基模占比的增加,聚焦光斑功率密度随之增加且焦点偏移减小;当混合模相干叠加时,基模占比及模间相位差都会影响聚焦效果,可以通过合理控制基模占比和模间相位差,达到聚焦光斑功率密度高于基模的聚焦光斑功率密度、减小混合模焦点偏移的目的。
光纤光学 光纤激光 混合模 平均功率密度 焦点偏移 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1706002
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100039
针对千瓦级的连续激光和连续/调制脉冲复合激光辐照SUS304不锈钢靶,建立了烧蚀与相变的仿真模型,计算了钢靶在复合激光和连续激光辐照下的温升曲线以及相变分布,并进行了实验验证。采用动网格方法描述了钢靶的烧蚀过程,得到了钢靶的烧蚀与相变深度随时间的变化曲线。将上述仿真结果与实验结果进行对比,二者在温升、相变分布与烧蚀方面吻合较好。根据仿真和实验结果可知,钢靶在上述激光辐照下发生穿孔的方式按能量密度的高低分为汽化穿孔和熔融穿孔两种方式。在输出功率相同的情况下,对厚度为20 mm的钢靶进行辐照,相比于3.4 kW连续激光辐照,2.55 kW/0.85 kW复合激光辐照下的烧穿时间缩短41%;在烧蚀过程中,质量迁移方式为熔融和汽化冲压,且有明显的熔融物喷溅现象,这对激光辐照下的钢靶温升和相变烧蚀过程形成了一定程度的正反馈。
激光光学 激光辐照 钢靶 相变 烧蚀 数值仿真 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1114003
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Laser Interaction with Matter, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Modal decomposition technology is an effective method to study the mode characteristics of laser beam in few-mode fibers. However, certain types of eigenmodes in the fiber can cause focal shift and affect the accuracy of modal decomposition. This article focuses on the influence of the focal shift of Laguerre-Gaussian mode and Linear Polarization mode on modal decomposition, and the research is based on correlation filter and the optimization algorithm of focal shift. The two-step ABCD algorithm is used to simulate and analyze the focal shift phenomenon of the two kinds of eigenmodes and the error influence of focal shift on the mode decomposition; Meanwhile, an iterative algorithm based on Fresnel diffraction is proposed to numerically calculate the light field distribution in focal plane to avoid the influence of focal shift errors. The focal shift analysis and its optimization algorithm make the modal decomposition technology be applicable to engineering applications.
光电子快报(英文版)
2021, 17(7): 418
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Optoelectronics, Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System of Ministry of Education, Key Laboratory of Interface Science and Engineering in Advanced Materials of Ministry of Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
2 Key Laboratory of Applied Surface and Colloid Chemistry, MOE; Shaanxi Key Laboratory for Advanced Energy Devices; Shaanxi Engineering Laboratory for Advanced Energy Technology, School of Materials Science and Engineering, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China
3 Dalian National Laboratory for Clean Energy; iChEM, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China
4 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
5 e-mail: liusz@snnu.edu.cn
6 e-mail: wyc@tyut.edu.cn
Solution-processable, single-crystalline perovskite nanowires are ideal candidates for developing low-cost photodetectors, but their detectivities are limited due to a high level of unintentional defects. Through the surface-initiated solution-growth method, we fabricated high-quality, single-crystalline, defects-suppressed nanowires, which possess atomically smooth side surfaces with a surface roughness of 0.27 nm, corresponding to a carrier lifetime of 112.9 ns. By forming ohmic contacts through the dry contact method, high-performance metal–semiconductor–metal photodetectors have been demonstrated with a record large linear dynamic range of 157 dB along with a record high detectivity of at an illumination power density of . Such superior photodetector performance metrics are attributed to, first, the defects-suppressed property of the as-grown nanowires, which leads to a quite low noise current in the dark, and second, the ohmic contact between and Au interfaces, which gives rise to an improved responsivity compared with the Schottky contact counterpart. The realized high-performance nanowire photodetector advances the development of low-cost photodetectors and has potential applications in weak-signal photodetection.
Photonics Research
2020, 8(12): 12001862
太原理工大学 物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
全无机钙钛矿CsPbX3纳米晶具有发光波长可调、半高峰窄、器件制备简单、稳定性高等优点, 被广泛应用于太阳能电池、发光二极管、激光器、光电探测器等领域。本文概述了该材料的国内外研究进展, 首先介绍了CsPbX3纳米晶的分子结构、尺寸效应、发光特性和光催化特性, 然后对其合成方法、稳定性及器件应用进行了重点阐述, 最后对其存在的问题及未来的发展进行了总结和展望。
全无机钙钛矿 纳米晶 all-inorganic perovskite CsPbX3 CsPbX3 nanocrystals
为了获取高精度的月面高程,需要对激光器的指向误差进行准确估计。月球轨道激光高度计(LOLA)在轨工作期间,由于月球昼夜温度相差较大,夜晚的激光指向相对白天存在很大偏移。首先建立光斑偏离接收视场中心时探测器接收能量的理论模型,并基于该模型分析光斑偏移量与相对接收能量的理论关系,进而提出一种基于光斑能量的激光指向误差的估算方法。随后,使用测绘轨道期间(12个月)LOLA经过Aestuum地区产生的能量数据,并将能量数据与估算方法相结合,估算出LOLA在月球夜晚时的激光指向误差在沿轨方向为140.62 μrad,在垂轨方向为-413.17 μrad,该结果与LOLA地球扫描实验和利用轨道交叉点处高程数据推导的结果基本一致。
遥感 月球轨道激光高度计 在轨标定 激光指向误差 能量数据
上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了解决图片类信息加密易破解的问题,更好地对相关产品的版权加以保护,采用一种基于分块离散余弦变换 (DCT)的数字盲水印算法。图像经分块后先进行 DCT变换,从空域变换到频域,然后进行水印的嵌入和提取,最后与基于小波变换域的数字水印算法的实验进行对比。研究表明,该算法在峰值信噪比为 52.588 3 dB时,可以为图像提供良好的水印透明性,且对噪声、剪切等攻击有明显的抵抗效果,同时具有良好的鲁棒性。
数字水印 盲水印 频域 离散余弦变换 (DCT) digital watermark blind watermark frequency domain discrete cosine transformation
1 公路交通安全技术交通行业重点实验室, 交通运输部公路科学研究院, 北京 100088
2 河北省光电信息材料重点实验室, 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
通过高温固相法制备了用于紫外激发的系列SrBPO5∶Dy3+荧光粉, 并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。 结果表明, 合成样品为单一相的SrBPO5材料; 在388 nm紫外光激发下, 样品的发射光谱包括485和575 nm两个发射峰。 研究了Dy3+浓度, Mg2+加入量, 烧结温度以及电荷补偿剂对发射光谱的影响。 当Dy3+掺杂摩尔浓度为4 mol%时发光强度最强; 随着Mg2+的加入量的增加B/Y峰的强度比不断增加; 最佳烧结温度为1 100 ℃; Na+作为电荷补偿剂效果最佳。 该荧光粉有较强的黄色发射峰, 可以增强UV激发的白光LED的黄光成分从而提高其穿透雾霾的能力。
激发光谱 发射光谱 掺杂浓度 电荷补偿剂 SrBPO5∶Dy3+ SrBPO5∶Dy3+ Excitation spectra Emission spectra Doping concentration Charge Compensator