Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronics; State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Guangdong Engineering Technology Research and Development Center of Special Optical Fiber Materials and Devices, Guangdong Provincial Key Laboratory of Fiber Laser Materials and Applied Techniques, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
2 Research Institute of Future Technology, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
We report a high-stability ultrafast ultraviolet (UV) laser source at 352 nm by exploring an all-fiber, all-polarization-maintaining (all-PM), Yb-doped femtosecond fiber laser at 1060 nm. The output power, pulse width, and optical spectrum width of the fiber laser are 6 W, 244 fs, and 17.5 nm, respectively. The UV ultrashort pulses at a repetition rate of 28.9 MHz are generated by leveraging single-pass second-harmonic generation in a 1.3-mm-long BiB3O6 (BIBO) and sum frequency generation in a 5.1-mm-long BIBO. The maximum UV output power is 596 mW. The root mean square error of the output power of UV pulses is 0.54%. This laser, with promising stability, is expected to be a nice source for frontier applications in the UV wavelength window.
all-polarization-maintaining fiber ultrafast fiber laser UV laser Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031404
1 华南理工大学物理与光电学院，广东 广州 510640
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，广东 广州 510640
3 浙江机电职业技术学院国际教育学院，浙江 杭州 310051
4 华南理工大学广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心，广东 广州 510640
5 华南理工大学广东省光纤激光材料及应用技术重点实验室，广东 广州 510640
6 华南师范大学未来技术研究院，广东 广州 510006
报道基于快速声光滤波技术的窄谱被动锁模掺镱光纤激光中心波长快速调谐研究。窄谱锁模光纤激光器系统的输出功率可达200 mW，脉冲宽度为5.87 ps，重复频率为40.874 MHz，光谱带宽为0.15 nm。通过编程声光可调谐滤波器的射频信号，可以获得中心波长在1016~1042 nm范围内可调谐的稳定锁模脉冲。为了掌握腔内滤波时激光脉冲的重建过程，利用色散傅里叶变换技术观测波长调谐时激光脉冲的实时重建过程，并确定激光器的最高中心波长调谐频率约为5 kHz。
激光器 光纤激光器 波长可调谐 色散傅里叶变换 脉冲重建
1 华南理工大学, 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641 黄埔海关技术中心, 国家消费品安全检测重点实验室, 广东 东莞 523070
2 黄埔海关技术中心, 国家消费品安全检测重点实验室, 广东 东莞 523070
3 华南理工大学, 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641
4 上海海关工业品与原材料检测技术中心, 上海 200135
5 广州海关技术中心, 广东 广州 51062
激光诱导击穿光谱法以其快速、 高效、 无害、 全谱直读、 几乎不需要样品制备等优势, 广泛用于元素定量分析领域, 为了建立简单易行的分析方法, 利用自行研制的聚丙烯塑料（PP）标准样品（RM）, 结合偏最小二乘法（PLS）, 运用激光诱导击穿光谱方法（LIBS）, 建立了Pb和Cr元素的PRM-PLS-LIBS分析模型。 PP标准样品是按照国际标准要求进行研制, Pb和Cr的含量梯度根据各个国家和地区的限制要求, 设定范围在0~1 000 mg·kg-1, 具体数值由定值结果结合不确定度给出, 并且该套标准样品均匀性和稳定性良好, 应用该标准样品建立的Pb和Cr的标准曲线的相关系数分别为0.999 2和0.998 9, 检出限分别为35和28 mg·kg-1, 已经达到定量分析能力。 为了提高定量分析模型的准确度, 需要对标准曲线的数据进一步优化。 在数据量较小的情况下, 通过对基线类型的多重优化, 比较了偏最小二乘法（PLS）和经典最小二乘法（CLS）。 实验数据表明, PLS的校正均方根误差（RMSEC）和校正系数（Corr. Coeff）都明显优于CLS。 通过优化Pb和Cr的分析波长范围和基线类型, 校正曲线的给定值与预测值之间的校正系数达到1.000 0, 进一步提高了模型的准确度。 随机选取一套PP标准样品, 对校正曲线进行验证。 取高含量样品（PP-306）和低含量样品（PP-302）进行测定, 将Pb和Cr的测定数据代入PCRM-PLS模型中, PP-306中Pb和Cr的测定值分别为998和96 mg·kg-1, PP-302中Pb和Cr的测定值分别为980和95 mg·kg-1, 都在给定值范围内, 方法有效可靠。
塑料 标准样品 偏最小二乘法 激光诱导击穿光谱法 Plastic Reference materia Partial least squares Laser-induced breakdown spectroscopy 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2124
张静 1,2温俊鹏 1,2朱喆 1,2韦小明 1,2,3,4,*杨中民 1,2,3,4,5
1 华南理工大学物理与光电学院，广东 广州 510640
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，广东 广州 510640
3 华南理工大学广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心，广东 广州 510640
4 华南理工大学广东省光纤激光材料及应用技术重点实验室，广东 广州 510640
5 华南师范大学未来技术研究院，广东 广州 510006
双光子激发显微镜是研究脑神经元活动的重要工具。基于传统机械式逐点激光扫描技术的双光子激发显微镜成像速度较慢，无法进行脑神经元活动的实时观察研究。此外，高速双光子激发显微成像需要配置高重复频率飞秒激光，以保证在较短的像素停留时间内获得较高的信息强度。本文提出了基于声光偏转的并行GHz超快激光扫描技术，通过设计射频编码方案，在920 nm波段搭建了高速GHz超快激光扫描系统。通过调整时间和空间重合，最终在15~31 MHz频率范围内获得了33个可分辨的并行GHz超快激光扫描光束，为实现高速双光子激发显微成像提供了技术支撑。
双光子显微成像 声光偏转 高速激光扫描 飞秒激光 光学学报
2023, 43(23): 2318001
1 华南理工大学物理与光电学院，广东 广州 510610
2 华南师范大学未来技术研究院，广东 广州 510006
多维（多模）激光是突破单模激光技术瓶颈的重要途径，有望推动多学科交叉与创新发展。不同于传统的单模激光，多维激光具有光场结构复杂、可调控参数多等特点，其性能调控面临诸多挑战。近年来，随着人工智能的兴起，机器学习等智能调控技术被广泛用于光学系统性能的优化，推动了智能光学及相关学科的快速发展，为多维激光的智能调控提供了新思路。从激光谐振腔内部和外部调控两方面，介绍了智能调控技术在激光调控领域中的研究进展，并展望了智能调控多维激光技术在光学微操控、激光微加工和空间光通信等领域中的应用前景。
激光光学 激光束整形 光场调控 机器学习 多维度 中国激光
2023, 50(11): 1101004
1 华南理工大学材料科学与工程学院, 华南理工大学物理与光电学院, 发光材料与器件国家重点实验室, 广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室, 广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心, 广州 510000
2 华南理工大学材料科学与工程学院, 华南理工大学物理与光电学院, 发光材料与器件国家重点实验室, 广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室, 广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心, 广州 510000)
现有应力发光多局限于单一波段。铋(Bi)离子能实现紫外-近红外波段的超宽发射, 但是现有 Bi离子激活应力发光材料多限于蓝光发射。针对这一问题, 本工作在多格点石榴石化合物 (Sr3Y2Ge3O12)中率先实现了紫外 -可见-近红外超宽带应力发光, 并借助近邻离子 (Sc3+)取代策略调控其应力发光性能。昀后, 利用热释光测试等得到材料缺陷分布信息, 并探究其应力发光机理。昀后, 基于多模式发光, 该材料有望用于信息储存领域。Performance Regulation
应力发光 铋离子 近邻离子取代 晶格工程 mechanoluminesence bismuth ion neighbor ion substitution lattice engineering
1 发光材料与器件国家重点实验室, 华南理工大学, 广东 广州 510641
2 国家消费品安全检测重点实验室, 黄埔海关技术中心, 广东 东莞 523070
3 广州海关技术中心, 广东 广州 510623
铜精矿的铜含量在20%~30%, 是冶炼铜的基础矿物原料, 由于地质因素和冶炼技术的差别, 世界各矿区铜精矿的等级存在差异, 加之近年来, 铜精矿掺假造假、 伪报瞒报、 有毒有害元素超标等案件多发, 对国家和人民的生活和经济发展造成了危害, 建立进口铜精矿产地溯源和特征成分分析方法, 在口岸执法方面可以提供有效技术支持。 本研究应用电感耦合等离子体质谱仪测定铜精矿样品中的钇、 镧、 铈、 镨、 钕、 钐、 铕、 钆、 铽、 镝、 钬、 铒、 铥、 镱、 镥等15种稀土元素含量。 铜精矿的物理化学性质相对稳定, 针对铜精矿中稀土元素的消解方法有碱熔法、 微波消解酸溶法和常压酸溶法, 实验采用改进的常压酸溶法对样品进行消解, 选取具有代表性的5#, 6#, 13#, 16#和18#不同稀土元素含量的铜精矿样品, 通过对氢氟酸、 高氯酸、 勒福特王水三种强酸的加入顺序和用量进行试验, 得到了所有铜精矿样品能够完全溶解, 而且用量合理的混合强酸体系最佳方案为3 mL氢氟酸-1 mL高氯酸-3 mL勒福特王水。 铜精矿属于高基体样品, 其硅酸盐、 碳酸盐等高盐化合物会对稀土元素分析带来基体干扰, 本研究比较了电感耦合等离子体质谱仪的普通模式和高基体样品进样模式下样品的分析效果, 普通模式时稀土元素工作曲线的一元线性结果较差, 高基体进样模式时工作曲线的线性相关系数都在0.999 4以上, 定量范围在2.25~110.00 mg·kg-1, 检出限在0.008 1~0.072 5 μg·L-1。 选取13#铜精矿样品进行方法的回收率试验, 回收率在97.4%~103.0%, 精密度小于3.1%。 同时, 选用与铜精矿样品组成相似的GBW07105玄武岩岩石成分分析标准物质和GBW07234铜矿石标准物质, 按照本实验方法, 对稀土元素含量进行测定, 考察了在本方法测定范围内的稀土元素Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd和Dy的含量, 测定值都在标准物质标准值范围内。 该方法快速、 有效、 准确, 易于操作, 可以为进口铜精矿的矿区辨识提供有力技术支撑。
铜精矿 电感耦合等离子体质谱仪 稀土 Copper concentrate Inductively coupled plasma mass spectrometry Rare earth 光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1822
1 华南理工大学材料科学与工程学院发光材料与器件国家重点实验室，广东省激光光纤材料与 应用重点实验室，广东 广州 510640
2 华南理工大学物理与光电学院，广东 广州 510640
3 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
随着激光玻璃及光功能玻璃应用需求的快速增长，对光功能玻璃在光学性能和机械性能的要求越加趋向于多元化，而玻璃结构的不确定性和组分连续可调的特性阻碍了新型光功能玻璃材料的快速研发，为了摆脱传统的“试错型”设计模式，缩短玻璃材料开发的成本与周期，提升玻璃材料设计与制备过程的可预测性，“材料基因组计划”应运而生。“材料基因组计划”将高性能计算、数据和实验相结合，根据材料的组分对材料的特性进行定量地准确预测，从而指导新型材料的设计与开发。本文归纳并总结了目前应用于激光玻璃及光功能玻璃领域中的“材料基因工程”的不同理论与建模流程，分为基于物理定义推导的物理性方法、对实验数据进行统计分析的经验性方法、理论和经验相结合的理论-经验结合法。在此基础上，从激光玻璃和光功能玻璃材料出发，重点介绍“材料基因工程”在该领域的最新进展，并对未来的发展方向进行了展望。
材料 材料基因组计划 玻璃 理论计算 成分-结构-性质关系 激光与光电子学进展
2022, 59(15): 1516002
1 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
2 华南理工大学物理与光电学院, 广东 广州 510640
3 广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心, 广东 广州 510640
4 华南理工大学广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室, 广东 广州 510640
单频光纤激光器在激光**、激光雷达、空间激光通信、相干光通信、高精度光谱测量、引力波探测等领域有着广泛的应用前景,受到了研究者的极大关注。从1.0,1.5,2.0 μm三种典型工作波段进行归类,综述了单频光纤激光器的国内外研究现状,内容涵盖了单频光纤激光产生、噪声抑制、线宽压窄、连续与脉冲单频激光放大等技术。此外,结合了本课题组在单频光纤激光器方面的研究工作,着重介绍了基于单振荡器和主振荡功率放大器结构的单频光纤激光器近年来的研究进展,并展望了单频光纤激光器的未来发展方向。
激光器 单频 光纤激光器 主振荡功率放大器 噪声抑制
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Guangdong Provincial Key Laboratory of Fiber Laser Materials and Applied Techniques, Guangdong Engineering Technology Research and Development Center of Special Optical Fiber Materials and Devices, School of Materials Science and Technology, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
2 Guangdong Engineering Technology Research and Development Center of High-performance Fiber Laser Techniques and Equipments, Zhuhai 519031, China
Nd3+-doped fiber lasers at around 900 nm based on the 4F3/2 → 4I9/2 transition have obtained much research attention since they can be used as the laser sources for generating pure blue fiber lasers through the frequency doubling. Here, an all-fiber laser at 915 nm was realized by polarization-maintaining Nd3+-doped silica fiber. A net gain per unit length of up to 1.0 dB/cm at 915 nm was obtained from a 4.5 cm fiber, which to our best knowledge is the highest gain coefficient reported in this kind of silica fiber. The optical-to-optical conversion efficiency varies with the active fiber length and the reflectivity of the output fiber Bragg grating (FBG), presenting an optimal value of 5.3% at 5.1 cm fiber length and 70% reflectivity of the low reflection FBG. Additionally, the linear distributed Bragg reflector short cavity was constructed to explore its potential in realizing single-frequency 915 nm fiber laser. The measurement result of longitudinal-mode properties shows it is still multi-longitudinal mode laser operation with 40 mm laser cavity. These results indicate that the Nd3+-doped silica fiber could be used to realize all-fiber laser at 915 nm, which presents potential to be the seed source of high-power fiber laser.
fiber laser laser materials neodymium Chinese Optics Letters
2020, 18(1): 011401
