哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院 光电带隙材料教育部重点实验室, 哈尔滨 150025
利用时域有限差分法设计并分析了基于多孔氧化铝与纳米银颗粒的AAO/Ag NPs光吸收器模型, 采用物理气相沉积方法制备了AAO/Ag NPs复合体系样品, 表征并测试了不同实验参数下样品的光吸收特性.测试结果表明制备的AAO/Ag NPs复合体系样品在400~2 500 nm波段的光吸收率高达98%, 且高的光吸收率几乎不受银纳米颗粒氧化的影响.理论计算与测试分析表明多孔氧化铝孔内壁沉积的颗粒越多, 沉积深度越深, 沉积的银颗粒尺寸范围越大, 光吸收率越高, 而多孔结构有效降低了入射光的反射率, 其表面的银膜有效降低了出射光的透射率.
复合体系 时域有限差分法 气相沉积 光吸收率 表面等离激元 AAO/Ag NPs AAO/Ag NPs Composite system Finite-difference time-domain Vapor deposition Light absorbance Surface Plasmon
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Photonic and Electric Bandgap materials, Ministry of Education, School of Physics and Electronic Engineering, Harbin Normal University, Harbin 150025, China
2 College of Information Science and Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, China
3 e-mail: hagongda2011@126.com
We investigate the one/two-photon fluorescence of two synthesized phenoxy-phthalocyanines (Pc1 and Pc2) using the mild reaction coordination method and the nonlinear optical properties of Pc1 and Pc2 in solution are investigated using the Z-scan technique at 800 with a 100 fs pulse width. The results show that both phthalocyanines indicate strong three-photon absorption, and the critical intensity value of Pc2 is higher than that of Pc1 when the contribution of the high excited-state absorption is introduced in the sample. Furthermore, the redshift of one- and two-photon fluorescence spectra can be explained by the reabsorption effect of the molecules. With good solubility and excellent nonlinear optical properties, the samples are expected to be a potential candidate for optical applications and photodynamic therapy.
Chinese Optics Letters
2015, 13(Suppl): S21601
哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院光电带隙材料教育部重点实验室 黑龙江省先进功能材料与激发态重点实验室,哈尔滨 150025
为了研究脉冲激光辐照GaAs材料的热效应, 采用软件COMSOL Multiphysics构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的温升物理模型, 分析了1 064 nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料GaAs的热效应.通过求解热传导方程计算了不同功率密度激光辐照GaAs材料的径向与纵向温度场分布,讨论了单光子吸收、双光子吸收及自由载流子吸收对辐照材料的温升贡献.计算结果表明: 当激光功率密度升至1010 W/cm2, 自由载流子对材料的温升贡献已超过单光子吸收对材料温升的贡献而占主导位置; 当激光功率密度降至108 W/cm2以下时, 两种非线性吸收对材料温升的贡献可以忽略.该结果与相关实验基本相符, 表明了构建的物理模型具有科学性.
脉冲激光辐照 温度场 损伤阈值 半导体材料 单光子吸收 双光子吸收 自由载流子吸收 Pulse laser irradiation Temperature field Damage threshold Semiconductor material One-photon absorption Two-photon absorption Free carrier absorption 光子学报
2014, 43(11): 1116005
1 哈尔滨师范大学 光电带隙材料教育部重点实验室
2 黑龙江省先进功能材料与激发态重点实验室物理与电子工程学院，哈尔滨 150025
3 牡丹江师范学院 物理系，黑龙江 牡丹江 157012
采用调制传递函数和波前像差分析方法，设计了基于偶次非球面反射镜和Zernike自由曲面反射镜构成的放大倍数为80，相对孔径为2.8的三个离轴投影成像系统.其中第一片反射镜M1表面为凹面用于减小第二片反射镜的尺寸及获得高的对比度，而第二片反射镜M2和第三片反射镜M3表面为凸面用于校正系统像差及获得更短的投影距离.经软件设计与分析，三系统中基于三片Zernike自由曲面反射镜的成像系统光学性能最好，调制传递函数实现60 lp/mm 时60%以上，畸变小于2.0%.与其它文献相比，基于三片Zernike自由曲面反射镜系统可以更好地消除像差，缩短系统厚度，增大系统的可视角与相对孔径.
离轴投影成像系统 泽尼克多项式曲面 调制传递函数 畸变 Offaxis projection system Zernike polynomial Surface Modulation Transfer Function(MTF) Distortion
1 哈尔滨师范大学 光电带隙材料教育部重点实验室
2 黑龙江省先进功能材料与激发态重点实验室物理与电子工程学院, 哈尔滨 150025
3 牡丹江师范学院 物理系，黑龙江 牡丹江 15701
基于热传导理论，构建了高斯分布的连续激光辐照GaAs材料的二维轴对称非稳态物理模型，且利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程得到了材料表面温度分布曲线以及光斑中心处温度沿厚度方向分布曲线，并得出GaAs材料的分解损伤时间与入射光功率密度的关系曲线.研究表明，在连续激光辐照下，GaAs材料可能会发生分解损伤，激光功率越高，材料被破坏所需的时间越短.理论计算结果与相关的实验结论一致，说明所建立的激光辐照效应模型具有科学性.
激光辐照效应 高斯光束 温度场 损伤阈值 Laser irradiation effect Gauss beam Temperature field Damage threshold
哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150025
针对半导体激光器的发光特点，设计了半导体激光器的光束整形系统。首先采用柱透镜准直和偏转沿Y轴发散的光束；然后再采用望远系统对X轴发散的光束进行准直和扩束；最后采用弯月透镜对发射光束压缩，实现半导体激光器的光束整形，降低光束发散角，提高光束质量。利用ZEMAX软件模拟系统，结果表明，整形后输出光束沿X轴和Y轴的发散角变为4.922mrad，输出光斑直径为1.2707mm，整形系统总长度为65.6618mm，各元件的最大直径为20.52 mm，输出光束质量和系统结构都优于同类产品。
激光器 望远系统 远场发散角 偏心柱透镜 lasers telescope system far field divergence angle eccentric cylindrical lens
1 海军航空工程学院电子信息工程系，山东 烟台 264001
2 海军航空工程学院研究生一队，山东 烟台 264001
为提高被动定位技术的精度与环境适应性，本文提出运用一种新的非线性滤波方法 —扩展容积卡尔曼滤波算法进行多角度传感器目标定位；它首先利用 EMD(经验模态分解 )算法对目标的量测噪声协方差矩阵进行估计；然后，将过程噪声协方差和量测噪声协方差融入循环过程；同时，为保持算法的稳定性和正定性，利用求平方根的形式对算法改进。通过对扩展容积卡尔曼滤波与 UKF(不敏卡尔曼滤波 )算法跟踪目标的结果进行比较，在运算复杂度与 UKF相当的前提下，扩展容积卡尔曼滤波算法不仅可以对未知量测噪声情况下的目标进行跟踪，而且显著提高了被动定位的精度。
测角传感器 容积卡尔曼滤波 经验模态分解 被动定位 angle-measured sensor Cubature Kalman filter EMD passive location
1 哈尔滨师范大学物理与电子工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150025
2 牡丹江师范学院物理系, 黑龙江 牡丹江 157012
在已有理论基础之上，采用严格的计算方法对激光器实现太赫兹(THz)波的辐射进行了可能性分析。利用传递矩阵法，通过Matlab软件计算了基于AlGaN/GaN材料体系的三能级量子级联激光器导带子能级与电子波函数的分布，详细分析了由该材料特有的极化效应所产生的极化场，得出了在近共振条件下偶极跃迁元、外加电场、垒层Al组分及导带子能级能级差之间的关系，并研究了它们对激光器性能的影响。分析结果表明，实现受激辐射的条件非常严格，Al组分取0.15或0.16时较为适宜，同时外加电场需大于63 kV/cm，但不能过大，这样才能满足近共振条件，实现粒子数反转达到太赫兹量子级联激射。在Al组分为0.15，外加电场为69.0 kV/cm时激光器的偶极跃迁元最大，表明跃迁几率也最大，对激光器的性能有利，可以为量子级联激光器构造较好的有源区。
量子级联激光器 有源区 极化 偶极跃迁元 Al组分 传递矩阵法
1 哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150025
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航测部, 吉林 长春 130022
采用调制传递函数和波前像差分析方法, 设计了基于三片泽尼克多项式曲面反射镜的反射投影成像系统。其中第一片反射镜表面为凹面, 用于减小第二片反射镜的尺寸和获得高对比度, 而另外两片反射镜表面为凸面, 用于校正主要的像差和获得更短的投影距离。利用ZEMAX软件分析了所设计的基于泽尼克多项式曲面反射镜成像系统的光学性能。结果表明, 设计的反射投影成像系统在放大倍数为80和相对孔径为2.8时, 调制传递函数在60对线/mm时可达到50%以上, 且最大畸变小于3.0%, 可满足大尺寸高分辨率投影显示系统的要求。
泽尼克多项式 投影反射镜 调制传递函数 畸变 Zernike polynomial projection reflection mirror MTF distortion
1 哈尔滨师范大学,理化学院,黑龙江,哈尔滨,150025
2 中国科学院长春光机所航测部,吉林,长春,130022
3 上海交通大学,光学工程研究所,上海,200240
提出了拼凑块矢量量化编码方法,利用四步部分匹配预测技术获得一个拼凑块,作为当前图像块的预测被编码,只需一位便可以完成当前图像块的编码.在此编码方案当中,根据预先定义的匹配失真阈值,图像可以有选择地利用拼凑块、动态码本及码本库编码.四步部分匹配预测技术利用优化了每个图像编码块的像素空间连续性,改善编码性能,降低了误差传递效率.实验结果表明PBVQ在0.27bpp时得到了30.92dB的峰值信噪比,明显优于IFMFSVQ的29.82dB,CSMVQ的28.56dB,GSMVQ的28.64dB,很大程度地改善了重构图像质量,尤其在低比特率下.
矢量量化 拼凑块 空间连续性 图像编码
