1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210023
2 南京先进激光技术研究院，江苏 南京 210038
3 中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
设计并实现了重复频率在10 Hz~10 kHz可调的1550 nm微秒矩形脉冲光纤放大器。该光纤放大器采用双级主振荡功率放大（MOPA）全光纤结构，采用声光调制器对信号光进行调制，通过对泵浦驱动和信号光调制的脉冲波形及时序进行优化，实现了峰值功率为30 W、脉冲宽度为10 μs~1 ms、重复频率在10 Hz~10 kHz范围可调的微秒矩形脉冲放大激光输出。通过优化信号光脉冲和泵浦脉冲时序有效抑制了光纤放大过程中的放大自发辐射，通过对信号光的脉冲波形进行预整形获得了较好的微秒矩形脉冲输出。
光学器件 光放大器 微秒脉冲 铒-镱共掺光纤 声光调制器 主振荡功率放大器 中国激光
2023, 50(14): 1401003
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院，江苏 南京 210046
2 南京先进激光技术研究院先进全固态激光技术研发中心，江苏 南京 210046
为满足精密测量等领域对半导体激光器的波长稳定性、相位噪声等指标的严苛要求，提出基于系统传递函数理论推导论证与仿真验证相结合的分析方法，并由此设计改进了一款半导体激光器的高稳低噪恒定电流驱动电路。绘制了电流驱动电路的交流小信号模型和交流通路，对电路参数和系统稳定性的关系进行了理论分析，并引入噪声抑制网络对电路进行改进，通过Tina-TI仿真验证了改善后的驱动电路在2 MHz带宽内的噪声抑制能力和稳定性。实验结果表明，恒流驱动电路在3 KHz~2 MHz宽带内交流噪声有效值为224 nA，连续驱动电流2.5 h稳定度优于1.90410-6，1 h光功率积分时间1 s时的稳定度为1.17710-5。仿真与实验基本相符，驱动电路具有较高的稳定性和噪声抑制能力，同时，该分析方法对半导体激光器的超低噪声的驱动电路设计和优化具有普遍的理论指导意义。
光学设计与制造 半导体激光器 理论分析 仿真验证 超低电流噪声 高稳定性 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0522005
1 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室, 北京 100081
2 山西省气象灾害防御技术中心, 山西 太原 030002
3 复旦大学大气科学研究院, 上海 200438
4 新疆气象灾害防御技术中心, 新疆 乌鲁木齐 830001
利用无狭缝光谱仪获得了一次空中触发闪电过程中400～660 nm的发射光谱, 对空中触发闪电小回击和上行正先导通道的发射光谱进行了分析, 讨论了人工触发闪电导线通道与空气通道光谱的差异, 发现导线段通道光谱持续了约140 ms, 而空气段通道仅持续了0.167 ms; 结合Fe, N, O等元素的电离能、 激发能, 给出了导线通道亮度强、 持续时间长的原因。 在电流强度相同的情况下, 人工触发闪电通道的导线段有更多的粒子被激发, 能产生更多的光谱辐射, 导线段通道的亮度远强于空气段, 导线段通道的光谱强度也远强于空气段; 在随后的等离子体通道消散阶段导线段闪电通道的复合反应持续时间也更长。 通过对小回击以及上行正先导导线通道上部、 下部空气段光谱结构以及通道温度等参数与广东地区自然闪电特征谱线及温度等参数的比较, 发现小回击通道光谱主要由NⅡ离子低激发态之间的跃迁组成, 具有NⅡ 444.7 nm, NⅡ 517.9 nm, NⅡ 616.8 nm等广东地区一般强度自然闪电的特征谱线。 上行正先导下部空气段通道具有高激发能的谱线开始消失, 出现了Hα, Hβ, OⅠ 615.8 nm等激发能较低的谱线, 具有闪电回击后期的光谱结构。 小回击通道以及上行正先导通道下部空气段温度分别为21 000和20 000 K, 通道温度低于自然闪电温度。
空中触发闪电 导线通道 空气通道 闪电光谱 Altitude triggered lightning Metal channel Air channel Lightning spectra 光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3673
1 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室, 北京 100081
2 山西省雷电防护监测中心, 山西 太原 030002
用无狭缝光谱仪获得了广东地区一次人工触发闪电首次回击过程的发射光谱, 同时测量了回击电流峰值为183 kA, 回击持续时间为45 ms。 发现导线部分通道的发射谱线中存在4075, 4190, 4253和5179 nm等激发能比较高的谱线, 具有强闪电通道发射光谱的谱线结构, 空气部分则具有弱闪电通道的谱线结构; 导线部分与空气部分的基本谱线的相对强度差别较小, 强闪电特征谱线相对强度相差非常大。 通过对导线部分与空气部分谱线激发能等参数的分析, 发现回击开始时, 导线部分先导通道还未完全消失, 回击脉冲电流对先导闪电通道等离子体进行了进一步激发, 增加了等离子体的温度和密度, 使得导线部分具有较高激发能的谱线被完全激发, 相对于空气部分4075, 4190, 4253和5179 nm等谱线的强度有较大程度的增加, 造成导线部分通道与空气通道两种不同的光谱结构。 通过光谱分析, 获得了闪电通道不同部分的温度、 电子密度等参数, 发现导线部分通道的辐射特性不同于空气通道是导线部分通道发光亮度与电流相关性较差的原因。
人工触发闪电 导线通道 空气通道 闪电光谱 Triggered lightning Wire channel Air channel Lightning spectra 光谱学与光谱分析
2017, 37(6): 1692
1 上海交通大学 物理系， 上海 200240
2 上海航天技术研究院， 上海 201109
酸刻蚀多晶硅表面技术是当前太阳能研究的热点之一。利用亚硝酸钠比硝酸钠氧化能力弱的特点，在普通酸刻蚀液中用亚硝酸钠取代硝酸配制多晶硅表面刻蚀液，然后在相同的工艺条件下刻蚀多晶硅表面。实验样品的SEM显示：含有NaNO2酸刻蚀液使多晶硅表面能布满蚯蚓状的腐蚀坑，腐蚀坑的深度比传统的酸刻蚀的陷阱坑深，而且密度分布比较均匀，样品平均反射率下降到23.5%，与传统配方酸刻蚀液刻蚀的多晶硅表面相比，平均反射率下降了8%左右。
多晶硅 表面修饰 形貌 反射率 poly-Si wafers surface texturing topography reflectance
1 上海交通大学物理系, 上海 200240
2 上海航天技术研究院, 上海 201109
利用光学傅里叶变换研究多晶硅绒面微结构形貌与反射率之间的关系。理论分析表明：多晶硅绒面反射率与表面微结构形貌、单位面积上陷阱坑数量有关。如绒面由V字型槽或坑构成，则绒面反射率比较高；如多晶硅表面上密集布满U字形坑或槽、内表面绒面化，这种结构构成的绒面反射率低。实验上用不同比例的酸液刻蚀多晶体表面，用扫描电镜(SEM)观察多晶硅表面SEM图，测量了其表面反射率，分析表面结构形貌与反射率的关系。实验结果与理论分析相吻合。
太阳能电池 多晶硅 形貌 陷光效应 反射率
