Author Affiliations
Abstract
1 Henan Key Laboratory of Magnetoelectronic Information Functional Materials, School of Physics and Electronic Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China
2 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
A passively switchable erbium-doped fiber laser based on alcohol as the saturable absorber (SA) has been demonstrated. The SA is prepared by filling the gap between two optical patch cords with alcohol to form a sandwich structure. The modulation depth of the alcohol–SA is measured to be 6.4%. By appropriately adjusting the pump power and the polarization state in the cavity, three kinds of mode-locked pulse patterns can be achieved and switched, including bright pulse, bright/dark soliton pair, and dark pulse. These different soliton emissions all operate at the fundamental frequency state, with a repetition rate of 20.05 MHz and a central wavelength of ∼1563 nm. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a switchable soliton fiber laser using alcohol as the SA. The experimental results further indicate that organic liquid-like alcohol has great potential for constructing ultrafast lasers.
optical solitons fiber lasers alcohol pulsed lasers Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031403
郑州轻工业大学 物理与电子工程学院，郑州 450001
为了实现红外吸收波长的主动调控，提出一种Ge2Sb2Te5(GST)相变材料的可调谐金属/介质/金属(MDM)型近红外光学超构表面吸收器。首先，采用时域有限差分(FDTD)法对器件的吸收性能进行仿真分析；然后，根据电场分布特点分析了吸收器等离子体震荡吸收的物理机制。仿真结果表明：当改变GST的晶化分数时，所提吸收器实现了吸收峰中心位置从1.17 μm偏移到1.8 μm，偏移宽度为630 nm，吸收器在通信波长为1.55μm时可以实现高-低吸收率的转换。
超构表面 吸收器 Ge2Sb2Te5相变材料 metasurface, absorber, Ge2Sb2Te5 phase change mate
湖南师范大学生命科学学院动物多肽药物创制国家地方联合工程实验室, 长沙 410081
Nav1.7特异性地表达在外周伤害性感觉神经元。临床遗传学、动物模型和药理学研究表明, Nav1.7是一个重要的镇痛药物开发靶点。本研究以沟纹硬皮地蛛(Calommata signata Karsch)毒液为研究对象, 通过电刺激采集毒液、反相高效液相色谱分离纯化、质谱鉴定、蛋白质测序以及全细胞膜片钳记录等方法, 筛选并鉴定到一种对Nav1.7有抑制作用的新型多肽毒素, 命名为APTX-1。质谱鉴定该多肽毒素的分子质量为7 815.2 Da; 其N端前10位氨基酸序列为ASCKQVGEEC。APTX-1抑制Nav1.7电流具有浓度依赖性, 其半数抑制浓度为(0.46±0.08) μmol/L。通道动力学分析显示, APTX-1并不影响Nav1.7的翻转电位、电压依赖性稳态激活曲线和失活曲线, 表明该多肽毒素并不影响Nav1.7的离子选择性和电压依赖性。综上所述, 本研究获得了一个新型Nav1.7调制剂, 并探究了其对Nav1.7的作用特点, 为靶向Nav1.7的镇痛药物研发提供了潜在先导分子。
沟纹硬皮地蛛 多肽毒素 疼痛 Calommata signata Karsch peptide toxin Nav1.7 Nav1.7 APTX-1 APTX-1 pain
光子学报
2023, 52(11): 1114001
郝蕴琦 1,2,3贾若一 1,2,3丁贝贝 1,2,3钟梦阳 1,2,3杨坤 1,2,3
1 郑州轻工业大学 物理与电子工程学院,郑州 450001
2 郑州轻工业大学 河南省磁电信息功能材料重点实验室,郑州 450001
3 郑州轻工业大学 郑州市信息光学与光电技术重点实验室, 郑州 450001
为了解决掺铒光纤放大自发辐射宽带光源的自然输出光谱中单峰造成的窄带宽问题,采用双程、后向光源结构消除抽运光输出,同时外接未抽运掺铒光纤以展宽可用带宽,进行了理论分析和实验验证;研究了掺铒光纤长度和光纤反射镜反射系数对光源输出光谱的影响,分析了外接未抽运掺铒光纤的长度对光源带宽的优化效果。结果表明,随着掺铒光纤长度的增加,放大自发辐射光谱C波段逐渐降低,L波段逐渐抬升; 随着反射镜反射系数的增加,放大自发辐射光谱带宽提高; 此外,当抽运掺铒光纤和外接未抽运掺铒光纤的长度分别为6 m和2 m时,放大自发辐射宽带光源输出带宽为50.31 nm,和未采用外接掺铒光纤时相比,带宽增加44 nm。上述研究结果可为宽带光源的性能优化提供参考。
光纤光学 光谱带宽优化 双程后向外接未抽运掺铒光纤 掺铒光纤 宽带光源 fiber optics optical spectrum bandwidth optimization double-pass, backward pumped, and connected unpump Er3+-doped fiber wide-band optical source
1 郑州轻工业大学物理与电子工程学院, 河南 郑州 450001
2 河南省磁电信息功能材料重点实验室, 河南 郑州 450001
当前, 高昂的生产和使用成本限制了离子液体规模化应用, 如何回收再利用离子液体受到极大关注。 离子液体结晶过程对研发新型回收技术至关重要, 而降温速率对结晶过程有重要影响。 基于此, 以1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(［C12mim］［BF4］)为研究对象, 在60~0 ℃范围内对其进行快速(30 ℃·min-1)和慢速(1 ℃·min-1)降温, 采用偏光(POM)、 小角X射线散射(SAXS)和拉曼(Raman)等技术研究了该离子液体在降温过程中的相态转变和结构变化, 揭示了降温速率对其熔体结晶过程及产物影响规律。 POM研究表明: 在快速降温过程中, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变, 得到了晶粒数量少但尺寸较大的“球状”晶体; 在慢速降温过程中, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变, 得到了晶粒数量多但尺寸较小的“针状”晶体。 SAXS研究表明: ［C12mim］［BF4］存在两种晶体结构, 分别为“正交双层相”和“三斜双层相”, 且同时出现在“晶态Ⅰ”中, 而在“晶态Ⅱ”中只有“三斜双层相”一种晶体结构。 由此可知, “晶态Ⅰ”是混合相晶体, 而“晶态Ⅱ”是单一相晶体。 此外, 由Raman结果可知: “正交双层相”和“三斜双层相”中［C12mim］+构象存在较大差异, 分别为“G构象”和“A构象”。 综上所述, 快速降温时, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变过程, 得到了由“正交双层相”和“三斜双层相”组成的混合相晶体, 该晶体同时含有［C12mim］+的“G构象”和“A构象”。 慢速降温时, ［C12mim］［BF4］经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变过程, 得到了由“三斜双层相”组成的单一相晶体, 该晶体只含有［C12mim］+的“A构象”。 因此, 降温速率对［C12mim］［BF4］熔体结晶过程及产物具有重要影响。 该研究结果为［C12mim］［BF4］回收技术开发提供了重要实验数据, 同时对研究其他同类型离子液体的相态转变和结构变化具有指导意义。
离子液体 结晶 晶体结构 构象 Ionic liquid Crystallization Crystal structure Conformer
1 中北大学信息与通信工程学院，山西 太原 030051
2 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西 太原 030051
相位延迟量是偏振光学元件的一个重要指标，为了精准快速地测量偏振元件的相位延迟量，提出一种具有相位补偿的级联调制的偏振元件相位延迟量检测方法。该方法采用弹光调制器（PEM）和电光调制器（EOM）作为相位延迟量检测系统的级联调制元件，利用Soleil-Barbinet相位补偿器对样品进行光学补偿。基于数字锁相技术与现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的片上可编程系统，检测光强极值点对应的Soleil-Barbinet相位补偿器的相位参数并进行数据处理，实现样品的相位延迟量检测。实验表明，利用该方法测量样品的相位延迟量的最大相对误差为0.857%，测量精度为99.143%，验证了将偏振调制法和补偿法相结合测量相位延迟量具有较高的精度，且降低了补偿器本身对测量误差的影响。
仪器，测量与计量 相位延迟量 弹光调制 电光调制 数字锁相技术 Soleil-Barbinet相位补偿器 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0112001
1 广东工业大学材料与能源学院，广州 510006
2 重庆大学电气工程学院，重庆 400044
3 格力钛新能源股份有限公司，珠海 519090
复合聚合物电解质是未来固态锂电池最重要的候选电解质之一，但其中无机填料易团聚，难以形成连续的离子传输通路。通过静电纺丝和高温热处理手段得到柔性SiO2纳米纤维多孔薄膜，采用扫描电子显微镜、Fourier变换红外光谱、X射线衍射和热重-微分热重法对样品进行了表征，系统研究了电纺前驱体溶液中正硅酸乙酯的占比和聚合物浓度对纳米纤维多孔薄膜形貌及柔性的影响。并以该多孔薄膜作为支撑体，制备了聚氧化乙烯(PEO)基复合聚合物电解质(CPE-SiO2)。对其电化学性能进行了测试，30 ℃时离子电导率达到2.52×10-5 S/cm，60 ℃时LiFePO4|CPE-SiO2|Li半电池可以在1 C倍率下充放电稳定循环50次，Li|CPE-SiO2|Li对称电池可在60 ℃下充放电稳定循环300 h，为下一代高性能全固态电池的商业化提供了一种行之有效的思路。
固态锂电池 纳米纤维多孔薄膜 二氧化硅 复合聚合物电解质 电化学性能 solid state lithium batteries nanofiber porous membranes silicon dioxide composite polymer electrolyte electrochemical properties
1 郑州轻工业大学 物理与电子工程学院， 郑州 450001
2 河南省磁电信息功能材料重点实验室， 郑州 450001
3 郑州市信息光学与光电技术重点实验室， 郑州 450001
提出并设计了一种双向泵浦、双程结构的掺铒光纤放大自发辐射宽带光源。对该光源的实现方案和优化效果进行了实验研究，并分析了该光源的输出功率转化效率、光谱平坦度以及工作稳定性。结果表明，和前向泵浦ASE输出相比，该结构所产生的宽带光源泵浦转化效率提高8.24%，在不加任何滤波器条件下1525~1557nm之间光谱平坦度提升1dB，3dB线宽增加24.56nm。实现了1h内光功率和光谱的稳定输出，可为光纤传感、光谱分析等领域提供光源。
宽带光源 掺铒光纤 放大自发辐射 优化 wide bandwidth optical source Er3+doped fiber amplified spontaneous emission optimization
1 河南黄河旋风股份有限公司，许昌 461500
2 郑州轻工业大学物理与电子工程学院，郑州 450002
纳米金刚石兼具纳米材料和金刚石的双重特性，呈现出与微米金刚石、块体金刚石截然不同的特点。本文以不同尺寸金刚石样品为研究对象，采用扫描电镜、X射线衍射、光谱学、热重分析技术对其结构、光学性能和热稳定性进行研究。结果显示样品尺寸分别为300 μm、30 μm和100 nm，大尺寸样品结晶质量较好，富含孤氮杂质，为Ⅰb型金刚石。纳米金刚石样品结晶较差，含有少量石墨残留，并含有H2O、N—H和C—H键，说明其表面存在诸多有机活性基团。大尺寸金刚石样品存在中性和带负电荷的氮空位缺陷，产生较强荧光，而纳米金刚石由于存在诸多的有机基团和表面缺陷，形成非辐射中心，导致荧光猝灭。大尺寸样品在300~525 nm具有较强吸收，而纳米金刚石样品在紫外-可见-近红外整个区域均呈现出较强吸收，透过率显著较低。随着颗粒尺寸的减小，金刚石的起始氧化温度逐渐下降，氧化速率降低，因此大颗粒尺寸金刚石样品具有更好的热稳定性。
金刚石 纳米金刚石 颗粒尺寸 缺陷 热稳定性 荧光 拉曼光谱 diamond nanodiamond particle size defect thermal stability fluorescence Raman spectra
