1 首都师范大学物理系, 北京 100048
2 陕西理工大学物理与信息工程学院, 陕西 汉中 723001
表面等离激元的研究推动了超分辨成像、高灵敏传感、片上集成系统等应用的发展。将其应用在太赫兹这一高穿透性、高带宽波段时必然会带来更多迷人的功能。由于太赫兹波段频率较低, 表面等离激元具有许多不同于可见光的现象。通过控制金属表面微纳结构或半导体材料与太赫兹波之间的相互作用, 人们实现了对太赫兹波表面波的控制。本文综述了太赫兹波段表面等离激元的基本原理和研究历程, 介绍了近年来在此波段开展的热门研究成果, 如波前整型、片上波导、可调谐器件等, 最后总结了这一领域的发展瓶颈并展望了未来主要发展方向, 希望能够进一步推动太赫兹波段表面等离激元应用的发展。
太赫兹 表面等离激元 超表面 可调谐 terahertz Surface Plasmon Polaritons metasurface tunable 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 1
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春130033
为了实现对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)数据实时成像处理的目的，在利用空间光调制器(SLM)的基础上，设计了SAR数据实时成像斜平面光学处理器，并调整光路，在保证像质的情况下减少系统所占体积。首先，利用SLM代替传统斜平面处理器中的胶片，提高SAR数据光电转换的速率。然后，根据已知的SAR相关数据设置光学处理器的结构参数。根据SAR的横纵缩尺比设计满足要求放大率的柱透镜，根据柱透镜的总体长度设计球面镜，以保证柱透镜有足够的工作空间，球面镜部分设计为4组元全对称结构形式。设计完成后，再调整光路以减少系统所占体积，紧凑轻便以便于星载或机载使用。设计结果表明，系统MTF在截止频率内均大于0.4，满足成像要求。光路优化调整后，由总长1 400 mm左右变为700 mm左右，满足设计要求和实际使用要求。
合成孔径雷达 光学处理器 实时成像 紧凑型结构 synthetic aperture radar optical processor real-time imaging compact structure
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
太阳Hα空间望远镜是国际上首次实现全日面Hα单色像(包括Hα线心和线翼3个波段)的空间观测望远镜,对太阳物理研究有着重要的意义。信噪比是定量评价空间望远镜成像质量和工作稳定性的重要指标, 因此信噪比的计算和估计对太阳Hα空间望远镜的研制和使用至关重要。本文从太阳Hα空间望远镜工作原理和能量传递的角度出发, 建立了信噪比计算模型, 推导了信噪比计算公式。在此基础上计算了信噪比以及曝光时间区间, 给出了最佳工作状态下单像元和像元合并情况下曝光时间分别为5 ms和10 ms。实验结果表明, 计算值和测量值误差在1%以内, 由此可以验证该信噪比计算模型的准确性和实用性。
空间望远镜 太阳Hα成像 信噪比 space telescope solar Hα imaging signal to noise ratio
陕西理工大学 物理与信息工程学院, 陕西 汉中 723001
设计了具有e指数内建电场的透射式GaAs负电子亲和势阴极, 利用数值计算方法研究了它的时间响应特性和量子效率特性。结果表明, 当吸收区厚度L~0.2~1.5 μm时, 阴极的响应时间和量子效率均随L的增大而增大; 尤其当L~1.1 μm时响应时间达到10 ps, 量子效率达到12.5%~20%, 迄今为止, 与其他GaAs光电阴极相比, 在相同光谱响应条件下, 该响应速度是最高的。另外,在不同L下, 获得了平均时间衰减常数τ′的函数分布和能够获得最短响应时间的最优系数因子β分布, 为新型高速响应GaAs光电阴极的时间响应和量子效率优化提供了必要的理论基础和数据支持。
GaAs光电阴极 e指数内建电场 最优系数因子 时间响应 GaAs photocathode exponential built-in electric field optimal factor time response
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
光子增强热电子发射型太阳能转换器是一种理论效率极高的新型太阳能利用技术.提出利用指数掺杂GaAs材料作为光子增强热电子发射型太阳能转换器阴极，基于能量守恒及电子扩散漂移发射模型，理论计算了指数掺杂GaAs阴极光子增强热电子发射型太阳能转化器的转化效率.结果表明：指数掺杂GaAs可以显著提高光子增强热电子发射效率;指数掺杂GaAs光子增强热电子太阳能转化器转化效率随聚光倍数的增加和阴极表面电子复合速率减小而单调上升;当太阳基数大于200、阴极表面复合小于104 cm/s时，指数掺杂GaAs阴极光子增强热电子发射型太阳能转换器效率可达30%.
太阳能转化器 指数掺杂 GaAs阴极 转化效率 PETE PETE Solar converter Exponential doping GaAs cathode Conversion efficiency
1 洛阳理工学院电气工程与自动化系, 河南 洛阳 471023
2 河南大学光学与光电子技术研究所, 河南大学物理与电子学院, 河南 开封 475004
本文以密度泛函理论(density functional theory, 简称DFT)采用B3LYP混合泛函和6-31++G(d, p)基函数组计算的葡萄糖的分子振动光谱为根据, 首次对葡萄糖分子的常规拉曼光谱(NRS)进行了详细的指认, 并对葡萄糖分子的振动模式进行了归属。在以4-巯基吡啶为桥联剂分子修饰的银镜衬底上, 观测到葡萄糖分子的表面增强拉曼散射(SERS), 并对葡萄糖分子在银表面的吸附状态进行了分析。
葡萄糖分子 表面增强拉曼散射 密度泛函理论 glucose molecule surface enhanced Raman scattering (SERS) density functional theory (DFT)
河南大学光学与光电子技术研究所,河南大学物理与电子学院,河南,开封,475004
在自制的孔径约15nm多孔氧化铝模板上沉积银纳米粒子,然后用电化学方法在此衬底上沉积CdS纳米微粒.研究了CdS纳米阵列在457.5nm波长激光激发下的表面增强拉曼散射(SERS)性质.实验结果显示CdS的SERS信号有三个振动模式,分别对应1LO、2LO和3LO纵光学声子模,它们的强度随着作为SERS衬底的银纳米粒子高度的增加而增强, 当银纳米粒子的长/径比(长度与直径的比值)达到4时,这种增强趋近饱和.最后对CdS纳米微粒光学声子模的增强机理进行了分析和讨论.
CdS纵光学声子模 多孔氧化铝模板 表面增强拉曼光谱
1 河南大学光学与光电子技术研究所,河南大学物理与信息光电子学院,河南,开封,475004
2 洛阳理工学院自动化系,洛阳,471003
化学沉积法制备的SERS衬底表面有时会引入杂质分子,所以在进行分子的SERS研究时,时有杂质的拉曼峰干扰.实验尝试利用KCl溶液浸泡除去银镜表面杂质的方法,取得了预期的效果.并把处理后的银镜用于分子的检测研究.这种方法简单易行,为分子的SERS研究提供了一条便利途径.
杂质 银镜 表面增强拉曼散射 KCl溶液
