570 nm附近黄光处于人眼敏感波段，在医疗、生活及科研等领域有重要需求，该波段激光的研究关系到国民经济和前沿科学领域的发展。报道了一种蓝光激光二极管端面抽运Dy-Tb∶LuLiF4晶体的黄光激光器。选用单个蓝光激光二极管和两个蓝光激光二极管合束两种方式作为抽运源分别进行实验，通过温度调节系统解决晶体的产热问题，从而实现抽运光波长为573.9 nm的黄光激光输出。在吸收抽运功率为3.0 W的条件下，输出黄光激光的功率为297 mW，斜效率为12.3%。采用多层黑磷材料为调Q光开关，实现了黄光脉冲激光输出。在吸收抽运功率为2.8 W时，黄光脉冲激光的平均输出功率为54 mW，相应的脉冲宽度为766.8 ns，相应的脉冲能量为2.1 μJ。
激光器 黄光激光 被动调Q技术 Dy-Tb∶LuLiF4 中国激光
2023, 50(22): 2201006
吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春 130012
光热治疗以其无创性、非侵入性、副作用小等特点受到了广泛关注。二维碳化钛（MXene）作为一种新型纳米材料，具有优异的物理和化学性能，其中包括良好的光热效应。本课题组通过静电吸附作用构建了基于MXene的光热/化疗协同治疗纳米试剂，该纳米试剂具有优异的消光系数［24.05 L/（g·cm）］以及出色的光热转效率（31.34%）。体外细胞实验结果表明该纳米对HepG2细胞起到了良好的抑制效果，经其治疗后的细胞存活率仅为21.09%。
医用光学 光热治疗 MXene 化疗 近红外光 纳米材料
1 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院, 西安 710100
2 国网(西安)环保技术中心有限公司, 西安 710100
3 国网陕西省电力有限公司, 西安 710048
4 国网陕西省电力有限公司渭南供电公司, 渭南 714000
5 国家电网有限公司, 北京 100031
本文采用传统固相反应法, 成功制备了新型无铅弛豫铁电陶瓷(1-x)［0.9BaTiO3-0.1Bi(Mg0.25Ta0.5)O3］-xBi0.5Na0.5TiO3。结果表明, 较高居里温度的Bi0.5Na0.5TiO3的引入, 使得材料体系中建立了更多的以Bi-O耦合为主的极性纳米区域, 弥补了因Bi(Mg0.25Ta0.5)O3的加入导致的宏观极化强度的减少, 提高了材料的饱和极化强度, 实现了较高储能密度的同时具有更好的温度稳定性。在245 kV/cm电场强度下, x=0.2样品的储能密度约为4.01 J/cm3, 储能效率约为84.86%, 同时该组分在20~170 ℃储能密度的变化率小于5%, 储能效率的变化率小于6%, 表现出优异的温度稳定性。
无铅 弛豫铁电体 能量存储 BaTiO3基陶瓷 储能效率 温度稳定性 lead free relaxor ferroelectric energy storage BaTiO3 based ceramics energy storage efficiency temperature stability
河北大学 物理科学与技术学院，河北 保定 071002
无机铅卤钙钛矿CsPbX3（X=Cl，Br，I）由于具有荧光量子产率高、带隙可调、吸光系数高等优点，在发光器件和光伏器件领域有着广阔的应用前景。但由于重金属铅具有毒性，会对环境及生物造成危害，所以开发无铅钙钛矿及其衍生材料成为研究热点。而在众多材料中，钙钛矿衍生材料——金属卤化物具有种类多、结构类型多、发光性能优等优点。因此本文利用油酸还原法制备了钙钛矿衍生材料Cs3MnBr5，该方法具有环境友好、能耗低、产物纯度高、可大批量生产等优点。Cs3MnBr5材料在近紫外激发下显示了明亮的绿色发光，峰值位于528 nm，半高宽43 nm，色坐标为（0.25，0.69），色纯度高达92%，荧光量子产率为64.69%，在LED照明领域和显示领域具有商业应用潜力。
发光二极管 无机钙钛矿 Cs3MnBr5 荧光粉 light⁃emitting diode（LED） inorganic perovskites Cs3MnBr5 phosphor
河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
利用Nd3+与Yb3+之间的能量传递, 设计了808 nm激发下具有近红外光致发光的GdF3∶Nd3+,Yb3+@NaGdF4磁性纳米探针。通过合成参数调控, 研究了反应时间和前驱物浓度对GdF3∶Nd3+,Yb3+材料形貌的影响。GdF3∶Nd3+,Yb3+在808 nm激发下在近红外(NIR)第一/第二窗口具有较宽的发射峰(970~1 070 nm), 共掺杂体系实现了Yb3+和Nd3+双发光中心发光, 有效提高了近红外区间的发光性能, 同时克服了用980 nm激发的荧光成像引起生物组织过热的缺点。表面包覆NaGdF4惰性壳可以进一步提高GdF3∶Nd3+,Yb3+的近红外发光强度, 研究了不同厚度NaGdF4惰性壳对GdF3∶Nd3+,Yb3+发光增强的影响。由于Gd3+具有的顺磁特性, GdF3∶Nd3+,Yb3+@NaGdF4显示出顺磁性能, 磁化值为0.45 A·m2/kg, 适合作为磁共振成像(MRI)T1探针。GdF3∶Nd3+,Yb3+@NaGdF4纳米颗粒在NIR荧光成像和MRI领域具有广阔的应用前景。
近红外 能量传递 磁共振成像 near-infrared energy transfer magnetic resonance imaging
为了避免资源卫星激光测距仪地面真空收发光轴一致性测试过程中损伤雪崩光电二极管(APD), 采用一种新的适用于真空环境下测试方法, 通过平行光管和激光光束分析仪建立测试系统, 穿舱密封光缆连接器引入罐外的1064nm连续光源, 在接收机焦面位置设计光纤匀光器, 产生发散的均匀分布的照明光束, 引出接收机视轴, 多级衰减引出发射机光轴, 对资源卫星激光测距仪真空下不同工况性能进行了实验验证。结果表明, 此方法消除了真空环境下APD损伤风险, 测量精度优于6.47μrad, 满足激光测距仪的测试精度要求。 该研究具有结构紧凑、测试链路少、测试精度高的优点, 为高能激光测距仪真空测试提供了新思路, 具有广泛的应用前景。
激光技术 测距仪 真空 平行度 光纤匀光器 laser technique altimeter vacuum parallelism fiber-optic homogenizer
北京空间机电研究所 中国空间技术研究院空间激光信息感知技术核心专业实验室，北京 100094
实验研究了输出镜为不同参数高斯镜时，偏心对LD泵浦Nd:YAG激光器的影响及激光器的输出特性。仅当光轴与激光晶体中心轴、Q开关中心轴一致，且经过高斯镜反射率中心时，可同时实现最大能量、最窄脉冲宽度和最小发散角输出。存在偏心时，高斯镜反射率半径越小或中心反射率越大，则能量下降越多，脉冲宽度和发散角增大越大。对于反射率半径为2.5 mm和中心反射率为30%的高斯输出镜，偏心0.5 mm时，能量降低7%，脉冲宽度增宽33%，发散角增大20%。激光性能方面，高斯镜反射率半径越小或中心反射率越小，光束质量越好，但效率低。综合考虑偏心影响和激光性能，反射率半径为2.75 mm和中心反射率为20%的高斯镜作为输出镜最佳。泵浦能量为984 mJ时，获得了能量128 mJ，脉冲宽度7.3 ns，光束质量M2因子约4.6的1064 nm激光输出，对应光光转换效率为13%。实验结果为激光器设计和装调提供了参考。
固体激光器 Nd:YAG 高斯镜 solid-state laser Nd:YAG Gaussian mirror 红外与激光工程
2021, 50(4): 20200127
1 深圳大学 物理与光电工程学院, 广东 深圳 518061
2 深圳市智能光测与感知重点实验室, 广东 深圳 518061
3 深圳大学 体育部, 广东 深圳 518061
应力发光是机械外力作用于应力发光材料时的发光现象。应力发光材料, 尤其是弹性应力发光材料在应力可视化传感领域有着重要的应用前景。基于弹性应力发光材料的发光强度与应力大小的线性特征规律, 该材料可以用来制成检测应力强度以及位置的应力分布传感器, 实现动态应力的非破坏性检测和应力可视化。人体肢体的动态压力分布能反映出肢体的结构、体姿势的受力和运动状态, 甚至是人体健康状态等信息。通过对肢体压力的测试和分析, 可获取人体在各体态和运动下的生理和机能参数, 这对临床医学诊断、生物力学及体育运动均有重要意义。本文首先利用固相法制备具有绿光发射的SrAl2O4∶Eu2+(SAO-E)应力发光材料,进而利用SAO-E和硅橡胶(Ecoflex复合)制成的柔性应力发光薄膜来采集肢体（足/手/拳）压力图像, 不仅达到了肢体压力大小可视化的目的, 而且还能够分析不同位置压力大小的分布情况。与传统的测量方式相比, 基于应力发光材料的运动肢体压力测量方法直接可视化, 不仅提升了辨识度, 还可以得到压力细节特征, 同时也为运动健康监测提供了一种新的思路。
应力发光 发光 压力监测 mechanoluminescence luminescence pressure monitoring SrAl2O4 SrAl2O4
红外与激光工程
2020, 49(11): 20200234
