1 中国工程物理研究院 a.等离子体物理重点实验室
2 b.激光聚变研究中心, 四川绵阳 621999
作为目前最重要的中远红外光源, 量子级联激光器 (QCL)因独特的性能和频率可拓展至太赫兹 (THz)的特点, 成为研究的热点。对于 QCL, 影响其输出功率和工作温度的因素较多, 其中高效散热是重要的因素。首先对中红外和太赫兹两种 QCL的热管理研究进行了归纳和总结; 讨论和分析了两者之间的相似和不同点, 主要讨论两种激光器固体侧散热的方法, 包括有源区设计、改进工艺、优化器件材料体系等方面; 最后, 对 QCL热管理的未来研究趋势进行了分析和预测。该结果对于QCL的性能提升, 特别是输出功率和工作温度的提高, 具有一定的参考意义。
量子级联激光器 热管理 太赫兹 中红外 Quantum Cascade Laser thermal management terahertz mid -infrared 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(2): 193
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所 薄膜光学实验室，上海 201800；国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037；中国科学院 强激光材料重点实验室，上海 201800
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所 薄膜光学实验室，上海 201800；中国科学院 强激光材料重点实验室，上海 201800
3 中国科学院 上海光学精密机械研究所 薄膜光学实验室，上海 201800；中国科学院 强激光材料重点实验室，上海 201800；中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
4 华中科技大学 光学与电子信息学院，武汉 430070
液晶相位调控器件在聚变点火、激光加工、光电对抗、激光雷达、激光通讯、激光防护等高功率激光领域有着非常广泛的应用及应用前景。但受限于构成器件材料自身抗激光损伤能力的限制以及缺乏对高功率激光辐照下液晶相位调控器件相位调控性能退化及损伤特性的系统研究，目前液晶相位调控器件的激光耐受力还难以满足高功率激光系统的应用和发展需求。为指导高激光耐受力液晶相位调控器件的制备工艺优化，对液晶相位调控器件在高峰值和高平均功率激光应用下出现的损伤现象以及性能退化进行了综述，最后对液晶相位调控器件激光耐受力提升方法做了总结和归纳。
液晶 高功率激光 相位调控 激光损伤 工艺优化 liquid crystal high power lasers phase modulation laser damage optimization of the fabrication process 强激光与粒子束
2020, 32(3): 032003
1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室, 上海 201800
3 中国科学院强激光材料重点实验室, 上海201800
4 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
5 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
液晶光学器件在激光聚变、光电对抗、激光雷达、激光通信等领域的应用面临着近红外高功率激光辐照失效的风险。在介绍液晶光学器件基本结构和基本工作原理的基础上,按照液晶光学器件的组成,依次对构成液晶光学器件的导电膜、取向膜、液晶材料,以及整体液晶光学器件在近红外激光辐照下的损伤特性及机制的研究进展进行了综述。
激光光学 激光损伤 液晶光学器件 导电膜 取向膜 液晶材料
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621999
太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的问题,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要。概述了THz QCL的现有阵列耦合结构,并总结和讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。
激光器 量子级联激光器 太赫兹 阵列 波导 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010004
1 西南科技大学 材料科学与工程学院，四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 等离子体物理重点实验室，四川 绵阳 621999
3 西南科技大学-中国工程物理研究院 激光聚变研究中心极端条件物质特性联合实验室，四川 绵阳 621010
太赫兹宽谱源是指能够产生较宽频谱覆盖范围的太赫兹辐射源，近年来其相关研究受到越来越多的关注。太赫兹宽谱具有能量低，穿透性强和频谱覆盖范围宽等优点，在生物和医学成像、安全检查、化学成分分析等领域具有很大的潜在应用价值，因此研究太赫兹宽谱源对于推动上述领域的进步具有重要的科学意义。本文基于光学辐射源、电子学辐射源、热辐射源这3种太赫兹宽谱源，从产生机理、研究进展以及未来发展趋势对这3种方法进行分析和总结，对比了各自的优、缺点和应用范围。
太赫兹 光学 电子学 热辐射 terahertz optical electronics heat radiation 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(5): 661
1 中国工程物理研究院a.激光聚变研究中心
2 b.微系统与太赫兹研究中心，四川绵阳 621999
亚微米尺寸金属电极在高电子迁移率晶体管( HEMT)等半导体电子学器件中有重要应用，其制作是器件制作中的关键工艺，对器件性能有着重要影响。本文选择合适的涂胶旋转转速、烘烤温度(180℃)和时间，可以有效地减少电子束曝光后所产生的气泡。通过对聚甲基丙烯酸甲酯/聚二甲基戊二酰亚胺(PMMA/PMGI)双层胶进行电子束曝光和显影，确定了合适的曝光剂量为550 μC/cm2。通过调整显影液配比，并将显影时间控制在合理范围，获得了光滑完整的 PMMA/PMGI双层光刻胶曝光图形。开发了双层光刻胶电子束曝光工艺，制备出宽度为 200 nm的金属电极。
双层胶 亚微米 电子束曝光 金属电极 bilayer photoresist submicron electron beam lithography metal electrode 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(4): 646
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 微系统与太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
基于束缚态到连续态跃迁有源区能带结构,实现了2.5 THz量子级联激光器的连续波工作。激光器的输出频率随电流可在2.45~2.47 THz之间可调,在连续波工作模式下的最高输出功率大于6.0 mW,最高连续波工作温度为60 K,阈值电流密度为120 A/cm2,经Si透镜整形后的输出光斑为高斯分布。
太赫兹 量子级联激光器 连续波 子能带 高斯分布 terahertz quantum cascade laser continuous-wave intersubband Gaussian distribution 强激光与粒子束
2015, 27(12): 120102
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为了满足移动式量子级联激光器太赫兹(QCL-THz)全息成像仪大视场高空间分辨率的技术需求，设计了预放大同轴数字全息光路结构，显微物镜数值孔径为0.707或0.8，放大倍数为6倍，最佳工作距离为15 mm。采用波长为96.8 μm的QCL光源，该光路结构能实现10 mm的视场，优于100 μm的空间分辨率。
量子级联激光器 太赫兹 数字全息 光路结构 quantum cascade laser THz digital holography light path structure 强激光与粒子束
2014, 26(1): 013101
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
运用密度泛函理论计算了氧（O）在Nb3Ge表面的吸附，结果表明O倾向于吸附在Nb原子周围，并与Nb的电子轨道发生了明显的交叠，O与Nb形成兼具共价键和离子键特性的化学键。利用X射线光电子能谱对自然氧化的Nb3Ge表面进行成分分析发现：氧化层中只存在Nb的氧化物，理论计算结果与实验结果一致。由于O容易与Nb结合，最外层的Nb因逐渐氧化而耗尽，在接触势的驱使下，内部的Nb原子与最外层的Ge原子交换，最终使得Nb与O的形成氧化物在Nb3Ge表面聚集，在该氧化层下面是由于Nb的耗尽而形成的Ge聚集层。
氧化 吸附 X射线光电子能谱 Nb3Ge Nb3Ge oxidation adsorption Xray photoelectron spectroscopy
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
掺杂半导体中的载流子吸收在THz波段非常明显，其相互作用研究是研制THz通信中的关键器件之一的基础。采用氟化氪(KrF)脉冲准分子激光烧蚀沉积(PLD)技术，制备了Ni掺杂BaTiO3/SrTiO3多层膜。基于辐射频率为3.09 THz、脉冲功率为10 mW量级的THz 量子级联激光器(QCL)光源研究了太赫兹波在Ni掺杂BaTiO3/SrTiO3多层膜中的传输，发现损耗主要是Ni颗粒的非共振吸收导致。
太赫兹 量子级联激光器 多层薄膜 激光烧蚀沉积 掺杂 terahertz quantum cascade laser multilayer film laser ablation deposition doping
