1 成都信息工程大学光电工程学院, 成都 610225
2 成都东骏激光股份有限公司, 成都 610630
在CdSe晶体光参量振荡器(OPO)中, 泵浦激光经过晶体后产生大量废热, 使CdSe晶体出现明显热透镜效应, 从而导致泵浦激光的光斑半径在晶体内部不断变小, 最终降低了晶体的损伤阈值和OPO的输出功率。本文利用COMSOL软件对高重频脉冲激光泵浦CdSe晶体进行多物理场建模, 完成了CdSe晶体热透镜效应仿真, 通过参数优化, 发现对流系数与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面和焦点的光斑半径成正比, 聚焦位置随对流系数增加趋于稳定。单脉冲能量和重复频率与晶体最大温度和焦点的光斑半径成正比, 与晶体后端面光斑半径和聚焦位置成反比。准直激光光斑半径与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面光斑半径、聚焦位置和焦点光斑半径成正比。该研究解决了CdSe OPO中晶体后端面光斑半径难以直接测量的问题, 为优化CdSe晶体热透镜效应提供了理论依据。
CdSe晶体 热透镜效应 高重频脉冲激光 射线追迹 光参量振荡器 CdSe crystal thermal lens effect high repetition frequency pulsed laser ray tracing OPO
1 沈阳理工大学理学院, 沈阳 110159
2 中国科学院金属研究所, 沈阳 110016
为探索氧化铟基半导体薄膜择优取向的控制生长策略, 并探究晶面取向对光电性能的影响, 采用磁控溅射技术在石英(SiO2)衬底上分别制备了具有(222)和(440)晶面择优取向的氮掺杂氧化铟(In2O3:N)薄膜, 利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计对In2O3:N薄膜的晶体结构、表面形貌、元素组成、光学带隙进行了表征, 并研究了不同择优取向薄膜的光电特性。结果表明: 不同择优取向In2O3:N薄膜的氮掺杂均以替位式为主, 氮掺杂会导致氧化铟的禁带宽度减小至2.89 eV。相比(222)晶面择优取向, (440)晶面择优取向的In2O3:N薄膜的光响应时间更短。
氮掺杂氧化铟 磁控溅射 择优取向 光电探测 nitrogen-doped indium oxide magnetron sputtering preferred orientation photoelectric detection
为改变TiO2的颗粒尺寸和提高其光催化性能, 采用高能球磨法处理TiO2粉末, 研究球磨时间对样品微观形貌、 晶体结构、 拉曼光谱、 荧光光谱和光催化性能的影响; 分析荧光光谱和光催化性能之间的关系, 确定光催化机理为快速判断其光催化性能提供依据。 结果表明: 随着球磨时间的增加样品颗粒由规则形状变成无规则形状且表面变得粗糙。 所有样品均主要为锐钛矿结构, 有少量的金红石结构, 随着球磨时间的增加金红石结构的(110)衍射峰逐渐增强说明在球磨过程中少量的TiO2发生了相转变, 晶粒尺寸先减小后增加。 所有样品均出现锐钛矿型TiO2拉曼散射峰, 而未发现金红石晶型的拉曼散射峰。 各个拉曼峰的半高宽随着球磨时间的增加都有所增加, 这表明样品的表面质量下降, 表面缺陷和氧空位逐渐增加导致。 所有样品在470 nm附近均出现荧光峰, 且球磨后的样品该荧光峰得到增强, 经过球磨后的TiO2样品在397, 452, 483, 500和536 nm等处出现荧光峰, 且球磨4 h后的TiO2荧光峰强度最强, 表明其表面缺陷和氧空位含量最多, 与拉曼光谱分析结果是一致的。 随着辐照时间的增加到100 min所有样品的降解率均有所提升且100 min后所有样品对甲基橙的降解率超过60%。 经过球磨后的TiO2样品的降解率都比未球磨的样品高, 且球磨4 h的样品的降解率最高, 表明其光催化性能最好。 在光催化反应过程中, 氧空位和缺陷成为俘获光生电子的中心, 以致于光生电子与空穴的复合被有效地禁止。 氧空位促使样品对氧气的吸收, 氧气与氧空位俘获的光生电子发生相互作用而形成氧自由基, 对有机物的氧化起到关键作用, 因此表面缺陷和氧空位越多, 即激子光致发光峰越强, 其光催化性能越好。 采用球磨法可提高TiO2粉末的光催化性能, 并通过激子光致发光峰的强弱可快速定性地判断光催化性能的表现。
拉曼光谱 荧光光谱 光催化 高能球磨 Raman spectra Fluorescence spectrum Photocatalysis High energy ball milling 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3063
1 安徽信息工程学院通识教育与外国语学院，安徽 芜湖 241000
2 安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽 芜湖 241000
3 北京师范大学芜湖附属学校，安徽 芜湖 241000
采用Davidson 矫正（+Q）的内收缩多参考组态相互作用方法，计算了SrCl分子两个最低解离限Sr（1Sg）+Cl（2Pu）和Sr（3Pu）+Cl（2Pu）对应的7个Λ-S态（X2Σ+、B2Σ+、C2Δ、F2Σ+、A2Π、D2Π和E2Π）的势能曲线。基于计算的势能曲线，求解一维Schrödinger方程，得到了基态和几个较低激发态的光谱常数，这些结果与已报道的实验和理论结果符合得较好。基于振动波函数和A2Π-X2Σ+跃迁偶极矩，理论得到了SrCl分子的Franck-Condon因子以及辐射寿命。结果表明，A2Π-X2Σ+跃迁具有较高的对角化Franck-Condon因子（f00=0.96959）和较短的辐射寿命（τ=31.05 ns），符合激光冷却分子的基本条件。给出了利用3束激光冷却SrCl分子的光循环方案，其中主泵浦光波长为668.2 nm，辅泵浦光波长为682.0 nm和681.5 nm。
原子与分子物理学 激光冷却 SrCl分子 Franck-Condon因子 辐射寿命 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0702001
采用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了氧化镓(Ga2O3)薄膜。利用X射线衍射仪和紫外-可见-红外分光光度计分别对Ga2O3薄膜的晶体结构和光学带隙进行了表征, 并在室温下测量了Ga2O3薄膜的光致发光(PL)谱。结果表明: 制备的Ga2O3薄膜呈非晶态。吸收边随着溅射气压的增加先蓝移后红移,光学带隙值范围为5.06~5.37eV, 溅射气压为1Pa时, 制备的Ga2O3薄膜具有最大的光学带隙。在325nm激光激发下, 400nm附近和525nm附近处出现与缺陷能级相关的发光峰。
Ga2O3薄膜 射频磁控溅射 晶体结构 光学带隙 光致发光 Ga2O3 oxide thin films radio frequency magnetron sputtering crystal structure optical bandgap photoluminescence
陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710119
基于电磁感应透明原理理论研究了金刚石锡空位色心系统的光学双稳特性。研究表明,通过改变系统的参数,即探测场失谐量、耦合场失谐量和强度、合作参数等,可以显著改变系统的量子相干特性,从而可以有效调控该固态系统的光学双稳的阈值。另外,适当地调节耦合激光场的强度,可以实现光学双稳态和多稳态的相互转化。
非线性光学 光学双稳 量子相干 金刚石锡空位色心 光学学报
2020, 40(12): 1219001
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 驻长春地区第一军事代表室, 吉林 长春 130033
针对异源图像配准算法复杂度高且处理速度慢的问题,提出了一种可见光图像与合成孔径雷达(SAR)图像的快速配准算法。在图像预处理阶段去除可见光图像和SAR图像中的冗余信息,分别采用高斯低通滤波和非局部均值滤波(NLM)算法对两种不同类型的图像进行滤波。然后采用多尺度Harris方法检测并提取特征点,利用梯度位置方向直方图(GLOH)对特征点进行描述子构造。最后,基于反馈机制重构原始图像中的特征点,得出待匹配的特征点在原始图像中的实际位置,从而完成原始图像中的特征点重构及匹配。实验结果表明:相比SIFT-M(Scale invariant feature transform-modification)算法,该算法在平均配准精度维持在80%以上的前提下显著缩短了运行时间,具有重要的应用价值。
遥感图像 图像配准 可见光图像 SAR图像 冗余信息 特征点重构 激光与光电子学进展
2020, 57(6): 062803
1 中国科学院光电研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京 100094
INCO713C是一种航空工业中常使用的镍基合金, 含有12种常量元素, 9种痕量元素,其成分较为复杂。采用激光诱导击穿光谱法对其进行分析时, 矩阵效应较为显著, 采用传统标定方法难以得到理想预测结果。文章提出了一种多元素修正内标法, 对镍基合金INCO713C中的Mn进行定量分析,与内标法、多谱线内标法、传统多元定标法进行对比, 建立的标定曲线的相关系数达到0.999, 对四个未知样品预测结果的相对标准偏差降低到了6.16%、5.49%、3.63%、2.00%, 均方根误差降低到4.3%、4.4%、2.9%、2.6%, 证明了多元素修正内标法对于补偿镍基合金INCO713C中矩阵效应的影响具有一定的效果, 对于定量分析的精密度和准确性有一定提升。
激光诱导击穿光谱 定量分析 多元素修正内标法 精密度 准确性 laser spectroscopy quantitative analyses multi-element correction internal standard method precision accuracy
为实现雾化过程中局域内单液滴的测量, 采用德拜级数展开研究了高斯光照射下球形液滴一阶彩虹区域的散射光强分布, 以及高斯光束腰大小对光强分布峰值角度的影响.根据德拜级数展开计算的散射光强分布反演液滴的折射率和粒径,证明了根据高斯光的彩虹散射反演液滴信息的可行性.基于广义洛伦兹-米氏理论计算一阶彩虹区域的总光强分布, 根据总光强分布反演液滴折射率和粒径, 讨论了高斯光束位置对反演液滴信息的影响.对于半径在200~1 000 μm区间的液滴, 高斯光束位于中心入射时, 反演折射率的误差小于2.38×10-4, 粒径的相对误差在-3.31%~3.31%之间.与采用平行光彩虹技术相比, 采用高斯光束为入射光可以得到较高的光能聚集区, 较好地定义测量区大小,既可以有效避免多个液滴同时出现在测量区的情况、减小颗粒之间复散射的影响, 又可以提高信号强度.
散射 颗粒特性 广义洛伦兹-米氏理论 彩虹图样 德拜级数展开 Scattering Particles characterization Rainbow pattern Generalized Lorenz-Mie theory Debye series
