1 长春理工大学理学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
3 中国科学院大学, 北京 100049
提出一种基于高斯脉冲激光空间分辨测量光学元件表面激光损伤阈值的方法。通过设定激光能量密度差对高斯光斑进行能量密度分区, 统计并分析每个能量密度分区的能量密度以及损伤密度分布, 设定一个零损伤密度所对应的激光能量密度作为所测样品的激光损伤阈值。同时利用国际标准1-on-1激光损伤阈值测试方法对同一样品进行激光损伤阈值测试, 并将两种测试方法获得的损伤阈值进行了比较分析, 证明基于高斯脉冲激光空间分辨的激光损伤阈值测试方法, 解决了国际标准1-on-1激光损伤阈值测试中将高斯光斑内空间能量密度以及损伤点的不均匀分布等效地视作均匀分布所带来的问题。
测量 激光损伤阈值 空间分辨
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2 Key Laboratory of Chemical Lasers, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Science, Dalian 116023, China
Pulsed collimated blue light at 420.3 nm is generated in hot Rb vapor by upconverting the 778.10 nm pumping beam through four wave mixing process. The energy conversion efficiency exceeds 1% when a 45 cm-long, 170°C heated Rb cell is used. The influence of cell temperature, wavelength, and energy of a pumping laser are fully examined. The efficiency of the photon conversion is found to be more sensitive to the blue detuning of the pump light and less sensitive to the red detuning of the pump light. This phenomenon can be explained by stimulated hyper-Raman scattering involved in the four-wave mixing process.
190.4380 Nonlinear optics, four-wave mixing 190.4180 Multiphoton processes 190.7220 Upconversion 300.6210 Spectroscopy, atomic Chinese Optics Letters
2015, 13(12): 121903
选用天然多糖中唯一的碱性多糖——壳聚糖作为稳定剂和包裹剂,成功合成了水溶性的AgInS2量子点/低分子量壳聚糖纳米复合材料(AgInS2/LCSMS)。利用透射电子显微镜(TEM)、FT-IR傅里叶红外光谱仪、紫外吸收光谱、荧光分光光度计等表征手段对纳米复合材料的形貌、化学组成及光学性质进行了研究。结果表明,AgInS2/LCSMS纳米复合材料的粒径约为5~6 nm,在水相中仍具有较稳定的发光。之后,对AgInS2/LCSMS纳米复合材料的生物相容性进行了研究,对比AgInS2/LCSMS纳米复合材料与AgInS2量子点的细胞活性测试结果发现,AgInS2/LCSMS纳米复合材料的细胞活性比AgInS2量子点有了明显的提高,说明通过低分子量壳聚糖的包裹可以明显提高纳米材料的生物相容性。因此,这类具有较好水溶性和生物相容性的荧光 AgInS2/LCSMS纳米复合材料可作为优良的生物荧光标记材料在生物医学检验、细胞以及活体成像研究中有广泛的应用前景。
低分子量壳聚糖 AgInS2量子点 毒性 low molecular weight chitosan AgInS2 quantum dots toxicity
1 长春理工大学理学院, 吉林 长春130000
2 西安卫星测控中心, 陕西 西安710000
采用地基光谱探测技术, 观测到了最低亮度为4.2星等的空间碎片其分辨率为0.5 nm的高精度散射光谱。 并对卫星残骸和火箭残骸的光谱数据进行了归一化处理和离散率分析, 得到了不同类别目标的明显区别。 火箭残骸的多帧散射光谱归一化后线型一致, 而对于卫星的多帧散射光谱归一化后线型不一致, 对归一化的空间碎片的每一帧光谱求离散率, 得到的结果为火箭残骸的离散率低, 都在0.978%～3.067%之间, 且波动差值及平均值较小; 而卫星的每帧归一化散射光谱的离散率高, 在3.1184%～19.4727%之间。 且波动差值及平均值较大。 原因是火箭残骸的结构简单, 组成材料较单一, 卫星的结构复杂, 组成材料较多。 因此散射光谱分析可以应用于空间碎片分类的研究。
空间碎片 散射光谱 离散率 失效卫星 火箭残骸 Space fragment Scattering spectroscopy Discrete rate Lapsed satellites Docket debris 光谱学与光谱分析
2015, 35(6): 1464
应用有限元软件建立三维脉冲激光辐照芳纶纤维复合材料的物理模型, 获得了芳纶纤维复合材料的温度场分布及其变化规律。结果显示, 随着激光功率密度的增大, 芳纶纤维复合材料的温度逐渐升高; 不同激光功率密度作用下的芳纶纤维复合材料的温度在光斑中心处最大并随着各位置到中心距离的增大而减小。为验证数值分析模型并更好的研究芳纶纤维复合材料的热损伤规律, 试验过程中选用不同功率密度的纳秒脉冲激光辐照芳纶纤维复合材料。研究结果表明, 数值模拟温度与实验温度吻合较好, 最大相对误差为12.49%; 随着激光功率密度的增大, 芳纶纤维复合材料的焦化碳化面积逐渐增大, 熔融深度随之加深。
芳纶纤维复合材料 温度场 纳秒脉冲激光 热损伤 aramid fiber composites temperature field nanosecond pulse laser thermal damage
1 长春理工大学理学院, 长春 130022
2 长春理工大学生命科学技术学院, 长春 30022
量子点虽然广泛应用于生物荧光标记,但仍停留在实验阶段, 目前还不能通过实验的办法得到量子点的荧光分布特征。利用有限元的方法对量子点的荧光场分布特征进行了数值模拟计算, 选取几种不同材料球形量子点进行电磁散射分析,论述了量子点的荧光场分布规律。通过对单个量子点进行荧光场分析, 确定了 CdSe量子点、 CdTe量子点荧光共振能量转移模型, 计算结果表明: 量子点的荧光场的分布规律可以由量子点的电磁散射场给出, 对量子点散射场的分析有助于我们更细致地了解量子点荧光共振能量转移的过程, 对于探知一般实验无法得到的量子点荧光场分布规律是可行的。该结果对控制量子点的荧光分布, 提高量子点荧光效率具有重要的实际意义。
量子点 荧光共振能量转移 有限元 生物分子 quantum dots fluorescence resonance energy transfer finite element bio-molecular
1 长春理工大学国际纳米光子学与生物光子学联合研究中心, 长春 130022
2 长春理工大学理学院, 长春 130022
草甘膦(glyphosate)是一种高效、低毒、非选择性的芽后除草剂。本文首先给出了草甘膦分子的空间结构图, 并用近似方法(Hartree-Fock, HF)对其进行了空间结构优化; 然后分别用HF和密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)两种方法基于基组6-31G计算了该分子的振动特性, 给出了拉曼光谱和红外光谱强度图, 并对比了两种算法的拉曼光谱图和其实验光谱图, 结果显示很好的一致性; 本文还给出了草甘膦分子的各个键长、键角等空间结构参数, 并对草甘膦分子在800 cm-1~1600 cm-1区间的振动谱做了指认。这些工作将促进针对草甘膦分子的农药残留检测领域的研究。
拉曼光谱 红外光谱 草甘膦 Raman spectrum infrared spectrum glyphosate
采用油相法合成了CdSe/CdS/ZnS量子点, 相对于CdSe量子点, 其吸收光谱、发射光谱均发生了红移。利用COMSOL Multiphysics软件模拟CdSe/CdS/ZnS量子点光纤和甲苯光纤的电场分布, 结果表明CdSe/CdS/ZnS量子点光纤的电场强度高于甲苯光纤。采用中心波长为532 nm的稳态半导体激光器作为光源, 对甲苯光纤、CdSe/ZnS量子点光纤、CdSe/CdS/ZnS量子点光纤进行电压信号测试, 发现CdSe/ZnS量子点光纤和CdSe/CdS/ZnS量子点光纤的电压信号值相对于甲苯光纤电压信号值分别增强了6.28 mV和18.43 mV, 表明双壳型量子点光纤的增益高于单壳型量子点。
光纤光学 量子点 红移 光谱分析 增益 fiber optics quantum dots red shift spectroscopic analysis gain
在抽运光和耦合条件不变的情况下, 研究了熔接组合的非零色散位移单模光纤(NZDSF)和标准单模光纤(SMF)中的受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)产生和传输特征。 采用532 nm脉冲激光抽运NZDSF, 从20 m处开始产生以LP01模传输的SRS第一级Stokes光; 紧接着在30 m处产生了FWM, SRS受到FWM抑制, 传输模式逐渐转化为LP11模; 经过80 m处熔接点后, 由于熔接处双锥光纤结构使光场模式互相干涉, 光波模式恢复为LP01模, FWM受到抑制。 该现象和机理有利于抑制密集波分复用(DWDM)系统中光学非线性失真和促进光孤子通信系统的发展。
受激拉曼散射 四波混频 模式 非零色散位移单模光纤 timulated Raman scattering Four wave mixing Mode Non-zero dispersion shifted single-mode optical fi 光谱学与光谱分析
2013, 33(6): 1451
研究了基于声光可调滤波机理的光谱相机在成像时由声光晶体的色散而产生的图像漂移现象。利用色散补偿法和图像位移补偿法，理论计算并实验测量了声光可调滤波器(AOTF)在可见光（488~644 nm）波段内由晶体外衍射角所引起的图像漂移，并进行了优化实验。采用色散补偿法，调整入射光为准平行光，入射光波长为488~644 nm时，在晶体出射面添加06°的光楔，晶体外衍射角的变化量可由0066 50°降低到0004 2°，即图像漂移量由1621 μm降低到109 μm；采用图像位移补偿法，不添加光楔，入射光波长为488~644 nm时，图像水平漂移量可从468 μm降低到0658 μm，漂移量在一个像元内。实验表明：基于提出的两种方法可忽略成像漂移对图像的影响，有效提高了基于AOTF机理的光谱相机的成像分辨率。
声光可调滤波器 光谱相机 图像漂移 晶体色散 消色散 Acoustic-optic Tunable Filter(AOTF) spectral camera image drift crystal dispersion achromatism dispersion
