建立聚焦数值模型, 分析少周期径向偏振光聚焦光场的强度以及电场矢量方向周期性变化规律, 对比无啁啾少周期径向偏振光脉冲及连续光束聚焦光场的时空电矢量及强度分布.结果表明, 光强从聚焦光斑中心处向四周迅速减小且振动方向周期性变化; 在相同能量下, 相比于连续光, 脉冲光的聚焦光斑更小, 峰值功率更强; 通过控制光程, 无啁啾少周期径向偏振光束聚焦场的前向电场强于后向电场, 适合于激光电子直接加速.该结果对指导利用少周期径向偏振光进行激光电子直接加速的方案设计及超快显微成像和超快探测具有参考意义.
径向偏振光 少周期 飞秒脉冲 聚焦场 电场 Radially polarized light Few-cycle Femtosecond pulse Focusing fields Electric vector
国防科学技术大学 理学院 工程物理研究所, 长沙 410073
以飞秒激光器为光源, 搭建记录测量聚焦光斑的光学实验系统, 研究飞秒径向偏振光紧聚焦特性.数值模拟表明当物镜数值孔径为0.9, 波长为750 nm时, 线偏振光和径向偏振光焦斑的最小半高全宽分别是1.3 μm和1.0 μm.实验中, 使用全息干板作为记录介质, 记录和测量微小的聚焦光斑, 并通过精密电动平移台实现几十纳米量级步长的移动, 获得精确焦平面处的聚焦光斑.测量结果表明, 线偏振光和径向偏振光焦斑的最小半高全宽分别是4.6 μm和2.9 μm.在高数值孔径聚焦条件下, 径向偏振光可以获得比线偏振光更细锐的聚焦光斑.
径向偏振光 紧聚焦 实验研究 高数值孔径 Radially polarized light Tight focus Experimental research High numerical aperture
1 长沙理工大学化学与生物工程学院, 湖南 长沙 414400
2 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 414007
拉曼光谱是进行碳材料结构与性质研究的有力手段, 为了研究多壁碳纳米管(MWCNT)的管径和长度对其拉曼光学性质的影响, 本研究对一系列不同管径和长度的多壁碳纳米管进行拉曼光谱的测试和分析。 研究发现: 与高取向的石墨相比, 多壁碳纳米管一阶拉曼光谱的G峰中心和D峰中心都会向低波数发生不同程度的红移; MWCNT两个主要特征峰(G峰和D峰)峰强在其他条件相同的情况下, 与MWCNT的管径成正比, 与长度成反比; G峰的频移与MWCNT的管径和长度两个因素密切相关, 与管径成反比关系(这与单壁碳纳米管的径向呼吸模有着一致的结果), 与管长成正比关系, 而D 峰的频移受MWCNT的管径和长度的影响很弱, 并对此现象进行了初步分析。 在此基础上, 我们以MWCNT的长径比为横坐标, G峰频移为纵坐标作图, 进行线性拟合, 得到了G峰频移与长径比成一定的线性递增关系。 采用同样的分析方法, 我们将G峰和D峰强度分别对MWCNT的长径比作图, 进行线性拟合, 得到了G峰和D峰强度分别与MWCNT的长径比成一定的线性递减关系。
多壁碳纳米管 管径 长度 拉曼光谱 MWCNT Tube diameter Length Raman spectra
1 国防科学技术大学 理学院, 长沙 410073
2 长沙理工大学 化学与生物工程学院, 长沙 410114
探索不同管径和长度的多壁碳纳米管(MWCNT)的太赫兹(THz)谱特性,采用透射型太赫兹时域光谱系统研究了5个不同管径和长度的MWCNT样品的太赫兹吸收谱和折射率谱,并对比和分析了它们的差异。结果表明：在0.2～2.0 THz内,多壁碳纳米管太赫兹吸收没有特征吸收峰,吸收强度随着频率的增加而增加,并可以拟合为不同斜率的直线,且MWCNT在THz波段的吸收强度与管径和长度成正比。折射率随着频率的增加呈指数衰减,同时,管径是影响其折射率的一个重要因素,而长度对其影响不大。
太赫兹光谱 多壁碳纳米管 扫描电镜 管径 管长度 terahertz spectra multi-walled carbon nanotubes scanning electron microscopy tube diameter tube length 强激光与粒子束
2014, 26(3): 033101
1 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
采用扫描电子显微镜和显微拉曼光谱仪研究了受脉冲激光损伤的CCD的形貌和光谱特性。在损伤表面上得到CCD各层的形貌，比较出不同层受激光损伤的先后次序，观察到感光区附近遮光层和多晶硅电极的破坏，研究深入到单个像素尺度；在截面上测得损伤区内部硅材料拉曼光谱特征峰红移，判定内部硅材料发生熔融，并造成表面多晶硅电极和基底短路，解释了CCD受皮秒激光热损伤完全失效的机理。
激光技术 激光损伤 脉冲激光 CCD成像器件 破坏机理 扫描电子显微镜 显微拉曼光谱仪 中国激光
2013, 40(s1): s103002
国防科技大学理学院物质与材料科学实验中心, 湖南 长沙410073
利用拉曼光谱方法, 对柠檬酸钠辅助水热合成纳米结构多孔ZnO微球的机理进行了研究。 样品的拉曼光谱特征显示, 多孔ZnO微球中存在Zn-柠檬酸配合物; 分析表明反应溶液中柠檬酸钠水解产生的柠檬酸根与Zn2+结合形成Zn-柠檬酸配合物, 该配合物化学吸附在Zn(OH)2晶核的(204)和(503)晶面, 使Zn(OH)2晶核择优生长形成纳米薄片状结构; 水热过程中Zn(OH)2微晶团聚形成纳米片状结构多孔Zn(OH)2微球并以沉淀析出。 研究发现吸附在薄片表面的Zn-柠檬酸配合物提高了Zn(OH)2微晶的热稳定性, 使得Zn(OH)2的分解温度高于200 ℃, 加热到300 ℃后Zn(OH)2完全分解获得纳米结构多孔ZnO微球。
多孔微球 Zn-柠檬酸配合物 拉曼光谱 ZnO ZnO Porous microspheres Zn-citrate complex Raman spectrum 光谱学与光谱分析
2010, 30(5): 1257
国防科学技术大学 理学院，湖南 长沙 410073
由于大气衰减的影响，非视线散射大气光通信需要使用光学天线以提高对光信号的采集能力，进而增加通信距离。针对非视线大气光通信的需求，利用ZEMAX软件对半球透镜、复合抛物面聚光器(CPC)和卡塞格伦望远镜等光学天线进行了性能分析。分析表明：半球透镜和CPC视场较大，增益值高。利用蒙特卡罗法模拟计算了一定条件下，非视线散射光通信在有无半球透镜或CPC作光学天线时到达探测元件的能量随通信距离的变化。结果表明：CPC聚光能力更强，适合作为非视线散射光通信的光学天线。
非视线 散射大气光通信 光学天线 蒙特卡罗法 non-line-of-sight scattering atmospheric optical communication optical antenna Monte Carlo method
介绍了非视线紫外光传输模型,利用Monte-Carlo方法对非视线紫外光传输过程进行模拟,分别讨论了能见度、降雨量、风速、光源发射功率、探测器灵敏度对传输距离的影响.结果显示能见度、降雨量对传输距离影响较大,风速几乎毫无影响;随着探测器灵敏度的提高,传输距离增大很快;而当光源功率增大到一定程度后,传输距离的增大不明显.对非视线紫外光传输系统的设计提供了依据.
非视线紫外光传输 Monte-Carlo方法 传输距离
基于蒙特卡罗(Monte Carlo)方法建立了非视线光传输多次散射模型,引人大气光传输系统脉冲响应峰值大小,定量计算了单次散射近似研究非视线光传输时的误差大小.结果表明:大气吸收系数ka对误差影响较小,误差随大气散射系数ks和非视线传输光程S的增大而增大;当P值(ks×S)＞3时,由于多次散射作用明显,误差＞80%;当P＜3时,误差随P值减小而减小,P＜0.3时,误差＜10%,此时单次散射近似可用来研究散射大气中非视线光传输问题.
大气光学 单次散射 蒙特卡罗法 非视线光传输
