1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200062
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
3 华东师范大学重庆研究院，重庆 401121
描述一种基于高速光学异步采样(ASOPS)方法的太赫兹光谱数据采集系统，使用两台重频差为50 Hz的飞秒脉冲激光器分别作为泵浦光和探测光；使用LT-InGaAs/InAlAs光电导天线产生和接收太赫兹信号，使用采样率可调、采样模式可选的数据采集系统采集时域信号和获取光谱。试验得到的谱宽为0.06~4 THz，信噪比大于60 dB。在301.6 Msa/s的采样率和50 Hz扫描频率下，试验测量的水蒸气吸收光谱中吸收线的频率与HITRAN数据库中公布的非常接近，最大误差为12 GHz。
太赫兹时域光谱 光学异步采样 数据采集 现场可编程门阵列 terahertz time-domain spectroscopy optical asynchronous sampling data acquisition field programmable gate array
1 中国地质大学(武汉)工程学院, 武汉 430074
2 山东省高速养护集团有限公司, 济南 250032
发展高早强和低能耗的新型绿色道路建筑材料对我国公路建设与养护具有重要意义。本文采用地聚物稳定100%的废旧沥青混合料, 制备了地聚物稳定冷再生混合料(GCRM), 研究了矿渣掺量、水玻璃模数、激发剂用量以及地聚物掺量对GCRM劈裂强度的影响及其时变规律, 通过扫描电子显微镜和EDS能谱分析了混合料的微观形貌及结构组成。结果表明, GCRM的早期强度发展较快, 相较于水泥乳化沥青稳定冷再生混合料提升明显。当矿渣掺量为30%(质量分数)、水玻璃模数为1.0、激发剂用量为50%(质量分数)、地聚物总掺量为8%(质量分数)时, GCRM具有最佳的早期强度, 7 d劈裂强度可达1.7 MPa。微观结构分析表明, GCRM破坏界面处裂缝易出现在地聚物反应程度偏低的位置。此外, 水化硅铝酸钙(C-A-S-H)层状凝胶结构的形成更有利于混合料力学性能的发展。
废旧沥青混合料 地聚物 冷再生混合料 道路工程 强度发展 微观结构 recycled asphalt mixture geopolymer cold recycled mixture road engineering strength development microstructure
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200062
3 济南量子技术研究院，山东 济南 250101
4 华东师范大学 重庆研究院，重庆 401121
利用反射式太赫兹时域光谱研究飞秒光激发狄拉克半金属五碲化锆表面产生的瞬态光电流，进而分析五碲化锆产生太赫兹辐射的几种物理过程。实验结果表明，偏振无关的光电流是表面电流的主要成分，同时太赫兹振幅与泵浦脉冲的线偏振相关，表明部分电流产生于非线性光整流效应。圆偏振光泵浦下，太赫兹振幅随泵浦脉冲呈四倍周期性变化，证实五碲化锆在飞秒脉冲泵浦下产生圆偏振光电流效应。进一步分析超短激光脉冲激发下的太赫兹时域电场，揭示五碲化锆在光诱导下发生反演对称性破缺，产生B1u声子，形成瞬态外尔点，发生从狄拉克态到外尔态的转变。这对研究拓扑相变和其他拓扑态等方面具有重要意义。
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 广东朗研科技有限公司，广东 东莞，523000
3 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200062
为了获得长期稳定的光梳光源，利用压电陶瓷（PZT）和步进电机双级反馈控制方案，研制了两台基于非线性放大环形镜（NALM）锁模的异步采样光纤光梳系统。研究表明：该系统重复频率为75 MHz，5 min内重复频率的锁定峰峰值为±2 mHz，标准差为0.70 mHz，90 h内锁定峰峰值为±10 mHz，标准差为1.26 mHz；光纤光梳输出端口的脉冲平均功率为30 mW，经3 m保偏单模光纤压缩后脉冲宽度约为90 fs；激光器的重复频率差Δf在1 Hz～500 kHz范围内连续可调，当异步采样频差Δf为80 Hz时，扫描周期为12.5 ms，可探测出信噪比为6.3的太赫兹信号。该方案避免使用传统机械延迟线，具有重复频率差精确可调、采样速度快、抗干扰能力强等优点。
异步采样 重复频率锁定 非线性放大 太赫兹 asynchronous sampling repetition rate locking nonlinear amplification terahertz
1 上海理工大学 光电信息于计算机工程学院, 上海 200093
2 济南量子技术研究院, 山东 济南 250101
3 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
研究了一种全光纤飞秒脉冲放大系统。其采用非线性放大环形镜结构的谐振腔输出宽光谱种子光, 通过光纤啁啾脉冲放大技术抑制功率放大过程中的非线性累积; 主放大部分结合双包层光纤与大模场光子晶体光纤熔接技术, 输出中心波长1030nm, 平均功率16.9W的高质量皮秒脉冲, 经空间光栅对补偿色散后脉冲宽度324fs, 单脉冲能量12.2μJ, 峰值功率约26.4MW。该放大系统采用保偏光纤特种熔接技术实现全光纤化, 相较于空间耦合放大具有光路结构简单, 环境稳定性高等特点, 有望推动高能量飞秒光纤激光工业化进程, 提升其在复杂使用环境的适应性。
光纤激光器 啁啾脉冲放大 光子晶体光纤 飞秒脉冲 fiber lasers chirped pulse amplification photonic crystal fiber femtosecond pulses
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, Engineering Research Center of Optical Instrument and System, Ministry of Education, School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
2 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
Terahertz (THz) waves could be generated through exciting a gravity-guided, free-flowing water wedge by a dual-color pulse. It is not required to rotate the optimal angle considering the water film as an ionization medium. It is demonstrated to be more effective to generate stronger THz radiation when the ionization position is on the front surface of the air water interface of the water wedge by moving its position. The effect of pulse energy on THz generation is also investigated, and it is observed that with the increase of pulse energy the THz electric field shows a quadratic rising trend. These observations are consistent with air plasma induced THz emission.
water wedge THz plasma Chinese Optics Letters
2020, 18(7): 073201
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
基于自相似光纤激光放大技术,通过非线性光谱展宽突破光纤增益带宽的限制,结合高效色散补偿以获得高功率超短脉冲放大输出,最终得到中心波长1030 nm、重复频率40 MHz、平均功率34 W、脉冲宽度50 fs的高质量脉冲输出,对应峰值功率17 MW。该系统采用可饱和吸收体锁模,采用啁啾光纤布拉格光栅补偿腔内色散,相对于啁啾脉冲放大技术具有结构简单、集成度高等优点。实验结合光纤热管理技术和数字测控技术(FPGA),显著提升了系统的稳定性和鲁棒性,极大推动了高功率飞秒光纤激光在下游诸多科学与技术领域的应用。
激光光学 光纤激光 锁模 光子晶体光纤 自相似放大 飞秒脉冲
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
利用太赫兹时域光谱技术测量了氧化铝和氢氧化铝样品在0.5~1.5 THz范围内的太赫兹时域电场信号。对测量得到的时域信号进行了傅里叶变换,得到了样品信号与参考信号频域的振幅和相位信息。对比参考信号的频域谱发现,氢氧化铝在1.20 THz和1.33 THz处有明显的特征峰,而氧化铝与参考信号频域谱的特征峰相同。通过对石墨烯与氢氧化铝进行一定比例的掺杂,利用石墨烯表面等离激元的近场增强效应,增强了分子内羟基的共振伸缩,实现了对氢氧化铝特征峰的增强调控。这项研究不仅可以对氢氧化铝进行无损检测和有效识别,也可以利用石墨烯增加氢氧化铝的检测灵敏度,对进一步利用太赫兹时域光谱技术研究其他氢氧化物的光谱信息具有借鉴意义。
光谱学 太赫兹时域光谱 氧化铝 氢氧化铝 石墨烯 等离激元 激光与光电子学进展
2019, 56(12): 123001
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
提出了一种新型的基于纳米颗粒上转换发光的防伪编码方法。该方法将MATLAB图像处理算法、支持向量机分类和径向基函数神经网络分类相结合, 通过分析纳米材料在980 nm抽运激光激发下产生的绿光和红光的上转换发光光谱信息, 及该纳米材料在防伪基底上的空间分布特征, 实现了一种具有高防伪度及建库与识别自动化的防伪方式。实验验证了所制作出的防伪标识难复制且其特征图样具有高稳定性, 鉴定准确率可达95.4%。
材料 荧光和发光材料 防伪 支持向量机 稀土纳米颗粒 激光与光电子学进展
2017, 54(12): 121601
