四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室，四川 成都 610064
拉曼光谱法是一种高效、无损的化学信息获取分析方法。拉曼光谱中的特征峰位包含了物质的化学信息。对称零面积变换寻峰法是一种常用的寻峰方法，但在寻峰前需要输入有关谱线的各项参数，如窗宽、洛伦兹函数半峰全宽、高斯函数半峰全宽等等。对于不同的拉曼光谱，需要输入的这些参数可能不同。如果输入参数与当前拉曼光谱不符合，寻得的峰位可能不准确。本文对对称零面积法进行改进，将拉曼光谱谱峰的半峰全宽归一化，减少了需要输入的各项参数，并结合Whittaker Smoother去噪算法和非对称加权惩罚最小二乘（arPLS）去基线算法，形成WALPSZ寻峰算法。该算法提高了对不同分辨率的拉曼光谱寻峰的准确性和普适性。将该算法应用于Raman Open Database和实际测量的光谱数据的寻峰中，并将获取的峰位与相关文献的数据进行对比，验证了其可靠性和对不同拉曼光谱数据的适用性。
光谱学 拉曼光谱 自动寻峰 对称零面积变换
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 山西 太原 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心 山西 太原 030006
我们利用周期性极化铌酸锂(PPLN)波导模块演示了从铷原子D1线(795 nm)到光通信L波段(1 621 nm)的频率下转换,并将1 621 nm的转换光子通过15 km光纤进行长距离传输。为了降低由泵浦光引起的宽带自发拉曼散射噪声,我们用两个标准具级连方法将噪声带宽压窄至256 MHz。我们研究了下转换光子远距离传输后的信噪比随脉宽和平均输入光子数的变化关系,表明在低的器件外部转换效率(0.84%)下,当脉宽为30 ns,平均输入光子数为2个时,信噪比为1.5。
频率下转换 自发拉曼散射 信噪比 噪声抑制 difference frequency generation spontaneous Raman scattering signal-to-noise ratio noise suppression 量子光学学报
2023, 29(2): 020702
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 山西 太原 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心 山西 太原 030006
在87Rb冷原子系综中通过自发拉曼散射过程产生原子自旋波与光子的关联, 利用偏振干涉仪将与磁敏感自旋波关联的Stokes光子的两个空间模式编码为一个偏振量子比特, 产生磁敏感自旋波与光子的纠缠源。采用近共线装置和精确补偿地磁场, 纠缠源的寿命达到900s, Bell参量S=2.58±0.03。
光与原子纠缠源 磁敏感自旋波 纠缠寿命 偏振干涉仪 atom-photon entanglement magnetically field sensitive spin-wave entanglement lifetime polarization interferometer 量子光学学报
2023, 29(1): 010601
1 中国科学院空天信息创新研究院 激光工程中心, 北京 100094
2 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院, 北京 100049
为了获得可调谐长波红外激光输出，本文设计了一种基于ZnGeP2（ZGP）温度调谐的长波红外光参量振荡器。采用中心波长为2097 nm的Ho:YAG激光器泵浦不同相位匹配角的ZGP晶体，通过改变晶体工作温度来研究ZnGeP2光参量振荡器(ZGP-OPO)的温度调谐特性。在15~30 °C温度范围内，实现了7.53~8.77 μm分段可调谐长波激光输出，总调谐宽度为1.24 μm。整个调谐范围内，输出功率大于1.503 W，当闲频光波长为8.77 μm时，输出功率为1.503 W，斜率效率和光光转换效率分别为12.19%和6.53%。实验结果表明，ZGP温度调谐是实现连续可调谐长波红外激光输出的有效技术途径。本实验研究在可调谐长波固体激光器工程化领域具有潜在的应用价值。
温度调谐 光参量振荡器 ZnGeP2 长波 temperature tunable optical parametric oscillator ZnGeP2 long-wave
1 中国科学院空天信息创新研究院激光工程技术研究中心，北京 100094
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
2 μm高峰值功率激光在中长波光参量振荡器泵浦和光电对抗领域中具有重要应用。采用线偏振Tm∶YAP激光泵浦Ho∶YLF晶体的技术路线，基于电光调Q技术，通过泵浦光的偏振方向优化，在泵浦功率为15.4 W时，实现了脉冲能量为9.5 mJ、重复频率为100 Hz、脉冲宽度为13.0 ns的2.05 μm激光输出，水平和竖直方向上的光束质量因子分别为1.2和1.3，对应的峰值功率为0.73 MW。该激光器具有峰值功率高、结构简单紧凑的优点，为将来实现更高能量和更高峰值功率的Ho∶YLF激光输出提供了实验参考数据。
激光器 Ho∶YLF激光器 高峰值功率 电光调Q 中国激光
2023, 50(14): 1401004
宁波大学 信息科学与工程学院，浙江 宁波 315211
有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）显示器的亮度、色域和显示不均（Mura）等特性与其驱动电流息息相关。为了实现封装后OLED电流的无损检测，本文建立了一种基于隧道磁阻（Tunneling Magnetoresistance，TMR）效应的OLED电流无损检测方法。首先，根据OLED显示器亮度与驱动电流的关系，得到一行像素全部点亮时的驱动电流是40 mA，通过仿真分析40 mA电流的空间磁场分布，估算出TMR磁传感器的灵敏度指标要求。然后，选择TMR2922作为磁传感器，实验研究了点亮双行、多行和单列像素时，显示器磁场与电流的关系、屏幕电磁兼容问题和传感器灵敏度问题。最后，对比分析了不同驱动电流下，TMR2922的磁场数据和Hyperion色度计的光学数据。仿真表明，高度为1.5 mm时磁场传感器的噪声要优于1.1 nT/；实验结果表明，在无屏蔽环境下TMR2922可以检测出OLED mA级的行电流，对于μA级的列电流需要灵敏度更高的磁传感器。
隧道磁阻传感器 OLED 电流检测 电磁兼容 tunneling magnetoresistance sensor OLED current detection electromagnetic compatibility 强激光与粒子束
2023, 35(3): 031005
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 山西 太原 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心 山西 太原 030006
本文在87Rb冷原子系综中开展了腔增强量子存储, 研究了光学厚度对读出效率的影响。我们通过改变冷却光的失谐量得到了原子系综不同的Optical Depth(OD), 测量了读出效率随着原子系综光学厚度的变化。结果显示: 当冷却光处于负失谐18.5 MHz的情况时, 可使冷原子系综的OD达到最大值14, 读出效率的增强倍数为1.6倍, 本质恢复效率最大可达43.2%。
腔增强量子存储 读出效率 冷原子系综光学厚度 自发拉曼散射 cavity-enhanced quantum memory retrieval efficiency optical depth spontaneous Raman scattering
1 安徽工程大学机械工程学院，安徽 芜湖 241000
2 中国科学技术大学国家同步辐射实验室，安徽 合肥 230029
惯性约束核聚变系统中，SiO2溶胶凝胶增透膜已广泛应用于无浮雕平面透射光学元件中，但由于缺乏可靠的浮雕面涂覆工艺，该增透方法并未能应用到光束采样光栅。对弯月面法和旋涂法在光束采样光栅浮雕面涂覆SiO2溶胶凝胶增透膜进行了探究，对涂覆后的光栅表面形貌使用光学显微镜、轮廓仪及原子力显微镜进行了检测，并对光栅零级和负一级衍射效率的大小和均匀性进行了测试。结果表明，相比于旋涂法，弯月面法涂覆后的光栅表面更为光滑，光栅槽填充一致性更好，原始槽型保持度更高，工艺可重复性更好且膜厚更均匀。衍射效率测试结果表明，弯月面法涂覆SiO2溶胶凝胶增透膜可有效提高光束采样光栅的零级衍射效率，与未涂覆相比增大了约3.8%，与理论计算结果基本吻合，且涂覆后光栅衍射效率的均匀性变得更好。
光栅 光束采样光栅 SiO2溶胶凝胶增透膜 弯月面涂覆 旋涂 衍射效率 激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0105001
1 山西大学光电研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 山西 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心, 太原 山西 030006
在87 Rb 冷原子系综中, 通过自发拉曼散射过程产生了光子与原子自旋波的关联对。利用光学腔增强光与原子的相互作用, 使光子和原子自旋波关联对的产生率增加了3.8倍。同时, 我们也研究了光学腔对原子自旋波读出效率的影响。结果表明, 腔使自旋波的读出效率提高了1.5倍。本文的研究结果为下一步产生高恢复效率的光与原子量子纠缠提供了实验基础。
冷原子系综 自发拉曼散射 光学环形腔 cold atom ensemble spontaneous Raman scattering optical ring cavity
