Author Affiliations
Abstract
1 Xi’an Jiaotong University, Key Laboratory for Physical Electronics and Devices of the Ministry of Education, Shaanxi Key Laboratory of Information Photonic Technique, School of Electronic Science and Engineering, Faculty of Electronics and Information, Xi’an, China
2 Institute for Basic Science, Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Daejeon, Republic of Korea
3 Korea University of Science and Technology (UST), Basic Science Program, Daejeon, Republic of Korea
4 Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudnyi, Russia
5 University of Wolverhampton, Faculty of Science and Engineering, Wolverhampton, United Kingdom
6 ITMO University, St. Petersburg, Russia
7 Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
8 Université Clermont Auvergne, Institut Pascal, PHOTON-N2, CNRS, Clermont INP, Clermont-Ferrand, France
9 Institut Universitaire de France, Paris, France
10 University of Arkansas, Department of Physics, Fayetteville, Arkansas, United States
11 Nanjing University, School of Physics, National Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing, China
Engineering of the orbital angular momentum (OAM) of light due to interaction with photonic lattices reveals rich physics and motivates potential applications. We report the experimental creation of regularly distributed quantized vortex arrays in momentum space by probing the honeycomb and hexagonal photonic lattices with a single focused Gaussian beam. For the honeycomb lattice, the vortices are associated with Dirac points. However, we show that the resulting spatial patterns of vortices are strongly defined by the symmetry of the wave packet evolving in the photonic lattices and not by their topological properties. Our findings reveal the underlying physics by connecting the symmetry and OAM conversion and provide a simple and efficient method to create regularly distributed multiple vortices from unstructured light.
vortex photonic lattice orbital angular momentum topology symmetry 
Advanced Photonics
2023, 5(6): 066007
作者单位
摘要
1 昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650093
2 云南铜业科技发展股份有限公司, 昆明 650101
废旧锂电池因其具有极高的资源性和危害性成为研究的热点, 湿法回收是目前处理废旧锂电正极材料的主要方法, 而从废旧正极材料浸出液中回收有价金属元素已成为湿法回收的关键。因此, 以废旧锂电池高锰正极材料苹果酸浸出液为原料, 通过臭氧氧化沉淀镍、钴、锰得到最佳沉淀条件, 并制备出高锰基前驱体。研究发现: 在最佳沉淀条件下, 镍、钴、锰的沉淀率分别为18.2%、41.5%、85.8%; 臭氧沉淀渣中的镍、钴、锰含量分别为0.85%、1.63%、41.30%。可以看出, 该臭氧氧化沉淀渣为高锰基前驱体, 前驱体经补锂再生为LiMn2O4正极材料, 该正极材料的首次放电比容量为95.4 mA·h/g, 首次充放电效率为84%, 高倍率下的放电比容量保持率为67.4%, 100次循环后的放电比容量保持率为80%。
废旧锂电池 臭氧 氧化沉淀 再生正极材料 充放电性能 spent lithium-ion batteries ozone oxidation precipitation regenerated cathode material charge-discharge performance 
硅酸盐学报
2023, 51(1): 117
陈蓓 1张肇阳 1戴庭舸 2余辉 1,3[ ... ]杨建义 1,*
作者单位
摘要
1 浙江大学信息与电子工程学院,浙江 杭州 310027
2 浙江大学宁波理工学院,浙江 宁波 315100
3 之江实验室,浙江 杭州 310027
由于光传输具备高通量、低延迟、低能耗等优势,光学神经网络有望应对目前人工智能技术发展中所面临的能耗和计算效率的挑战,成为近年来学术界和工业界的研究热点。光学神经网络的目标在于用光子作为物理载体构建人工神经网络算法中的基本计算单元,从而实现高性能的新型计算架构,并将其应用于实际问题的解决。本综述介绍了光学神经网络中关键光子器件的工作原理和特点、系统架构特征与应用场景。在跟踪大量国内外研究进展后,进一步分析了光学神经网在系统实现上所面临的挑战及发展趋势。
光计算 光学神经网络 线性矩阵计算 非线性激活器 
激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0600001
陆宝乐 1,2,3陈程 1,3林启蒙 1,3张朝阳 1,3[ ... ]白晋涛 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所,省部共建西部能源光子技术国家重点实验室,西安 710127
2 国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心,西安 710127
3 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心,陕西省光电子技术重点实验室,西安 710127

超短脉冲光纤激光器是激光器领域的一个重要分支,由于输出脉冲峰值功率高、脉冲宽度窄,吸引了大量科研工作者的关注。被动锁模技术是产生超短脉冲的常用手段,通过平衡谐振腔内色散与非线性,增益与损耗之间的相互作用来实现超短脉冲输出。深入理解被动锁模机制能够进一步推动超快光源的研究走向成熟。随着输出性能的逐步提升,超短脉冲光纤激光器的适用场景越来越丰富,能在不同领域发挥更加重要的作用。本文综述了目前光纤激光器中常用的几类被动锁模技术,包括:非线性光纤环形镜、非线性偏转旋转、低维纳米材料可饱和吸收体、非线性多模干涉以及最近涌现的Mamyshev振荡器和时空锁模等,阐述了各自的原理以及技术优势,并介绍了其在超短脉冲光纤激光器研究方面的最新进展。

光子学报
2022, 51(10): 1014003
作者单位
摘要
江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212013
以硅、锗为代表的半导体材料在集成电路芯片、微机电系统等领域得到了广泛应用。针对该类材料硬脆性强、传统加工工艺难以加工的不足,提出了一种激光电化学复合加工方法,利用皮秒激光辐照定域以提高单晶锗的电导率,实现了激光热力效应与电化学阳极溶解的自耦合协同加工。阐述了该加工方法的理论依据,设计了背向光控电解试验,进行了机理验证,分析了光控电解所得的凹坑结构的形貌特征,讨论了偏置距离对其的影响规律。在此基础上,将激光热力效应与电化学阳极溶解耦合于单晶锗上表面,开展了激光电解自耦合协同微切槽试验,分析了微槽加工表面的特点,讨论了加工电压对微沟槽尺寸的影响规律。
激光技术 自耦合协同加工 激光电解 单晶锗 表面形貌 
中国激光
2022, 49(22): 2202019
作者单位
摘要
江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212013
为了解决316L不锈钢基板直接电沉积的困难、前处理复杂和现有局部电沉积技术柔性差的问题,在电沉积系统中引入激光,在利用激光去除不锈钢表面氧化膜的同时实现了无掩模诱导定域电沉积。采用扫描电子显微镜、X射线色散谱分析法、循环伏安法和电流-时间曲线对加工机理及镀层性能进行了理论和试验分析,研究了激光的单脉冲能量、扫描速度和脉冲频率对镀层表面形貌的影响规律,并研究了热累积效应对沉积精度的影响。试验结果表明,激光的引入可以在未经前处理的不锈钢表面实现局部电沉积,且镀层表面质量、耐蚀性和结合力较好,尺寸精度和沉积速率高。
激光技术 电沉积 不锈钢 定域金镀层 氧化膜 
中国激光
2022, 49(22): 2202003
作者单位
摘要
江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212013
为了改善激光钻孔的几何形貌,提高其刻蚀深度和减小微孔锥度,以304不锈钢为试验材料,采用旋转磁场辅助激光钻孔的加工工艺,研究了在不同转速旋转磁场下,微孔刻蚀深度、表面喷溅、孔壁几何形貌和内壁氧含量的变化,探索了在有/无旋转磁场作用下,单脉冲能量对微孔锥度的影响。试验结果表明,随着旋转磁场转速的提升,微孔刻蚀深度增加,表面喷溅更加显著,氧含量降低,但过快的转速会使孔壁几何形貌变差。此外,旋转磁场的引入可以有效减小微孔锥度,且单脉冲能量越大,微孔锥度降低得越明显。
激光技术 激光钻孔 旋转磁场 形貌 锥度 刻蚀深度 
中国激光
2022, 49(16): 1602001
张朝阳 1,3陆宝乐 1,2,3,*陈浩伟 1,2,3王凯歌 1,2,3白晋涛 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所,省部共建西部能源光子技术国家重点实验室,西安 710069
2 国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心,西安 710069
3 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心,陕西省光电子技术重点实验室,西安 710069
研究了一种基于非线性光纤环形镜“8”字形谐振腔结构的波长可调谐被动锁模掺铒光纤激光器,该激光器通过将偏振控制器加在耦合比为30/70的2×2光纤耦合器首尾相连的环内,在整个谐振腔的右端搭建了一个Sagnac环形滤波器。当泵浦功率为270 mW时,锁模光纤激光器输出了中心波长为1 555.7 nm的传统孤子,其光谱的3-dB带宽为4.2 nm,重复频率为21.1 MHz,信噪比为68 dB,脉冲宽度为0.759 ps。此外,在不改变腔内其他器件的情况下只增加泵浦功率,实现了锁模光纤激光器的连续可调谐,中心波长的调谐范围为1.5 nm;在增加泵浦功率到360 mW时,调节偏振控制器出现了松束缚态孤子。
激光器 传统孤子 非线性光纤环形镜 掺铒 被动锁模 Laser Traditional soliton Nonlinear optical loop mirror Er-doped Passively mode-locked 
光子学报
2022, 51(2): 0251217
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Physical Electronics and Devices of the Ministry of Education & Shaanxi Key Laboratory of Information Photonic Technique, School of Electronic and Information Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
2 Institut Pascal, PHOTON-N2, Université Clermont Auvergne, CNRS, SIGMA Clermont, F-63000 Clermont-Ferrand, France
3 Institut Universitaire de France (IUF), F-75231 Paris, France
4 Department of Applied Physics, School of Science, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
5 Department of Physics, University of Arkansas, Fayetteville, Arkansas 72701, USA
6 National Laboratory of Solid State Microstructures and School of Physics, Nanjing University, Nanjing 210093, China
7 e-mail: zhyzhang@xjtu.edu.cn
8 e-mail: dmitry.solnyshkov@uca.fr
By taking advantage of the optical induction method, a non-Hermitian photonic graphene lattice is efficiently established inside an atomic vapor cell under the condition of electromagnetically induced transparency. This non-Hermitian structure is accomplished by simultaneously modulating both the real and imaginary components of the refractive index into honeycomb profiles. The transmitted probe field can either exhibit a hexagonal or honeycomb intensity profile when the degree of non-Hermiticity is effectively controlled by the ratio between imaginary and real indices. The experimental realization of such an instantaneously tunable complex honeycomb potential sets a new platform for future experimental exploration of non-Hermitian topological photonics. Also, we demonstrate the Talbot effect of the transmitted probe patterns. Such a self-imaging effect based on a non-Hermitian structure provides a promising route to potentially improve the related applications, such as an all-optical-controllable Talbot–Lau interferometer.
Photonics Research
2022, 10(4): 04000958
作者单位
摘要
1 北京科技大学 新材料技术研究院,北京 100083
2 天津津航技术物理研究所,天津 300308
CVD金刚石是一种性能优异的红外光学窗口材料,但其在红外波段的理论透过率仅能实现约71%。通过表面亚波长结构设计可进一步增强CVD金刚石膜的光学透过性能。该研究首先通过理论模拟,建立了金刚石微结构特征与光学增透之间的定量关系。基于此为指导,探讨了在具有微结构硅片表面,采用MPCVD方法复制生长出具有微结构的金刚石自支撑光学级薄膜,用于提升金刚石膜在红外波段的透过率。采用扫描电镜(SEM)观察了原始硅片和金刚石表面及微结构形貌,通过拉曼散射光谱评估了金刚石的生长质量及形核层影响,采用红外光谱仪测试了金刚石红外透过率。结果显示,单面构筑微结构后,金刚石膜在8~12 μm波段的透过率可从70%提升至76%,说明表面微结构能显著提升金刚石膜的光学透过性能。非金刚石形核层以及表面微结构的完整性不足可能是导致实验结果与理论模拟结果具有一定偏差的主要原因。
金刚石膜 亚波长结构 红外增透 仿真模拟 diamond film sub-wavelength structure infrared antireflection simulation 
红外与激光工程
2021, 50(2): 20200199

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