Author Affiliations
Abstract
1 School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS, Hangzhou 310024, China
Continuous operation of fiber gas Raman lasing at the 1135 nm wavelength is experimentally demonstrated with an output power exceeding 26 W. Rotational stimulated Raman scattering (Rot-SRS) is generated in the hydrogen gas filled 50 m homemade anti-resonant hollow-core fiber (AR-HCF). A single-frequency fiber laser at the 1064 nm wavelength is used as the pump source, and a minimum threshold of 31.5 W is measured where the core diameter of AR-HCF reaches 37 µm. Up to 40.4% power conversion efficiency of forward Rot-SRS is achieved in the single-pass configuration, corresponding to a quantum efficiency of 43.1%. Over 1 W strong backward Rot-SRS is observed in the experiment, ultimately limiting the further increase of Rot-SRS generation in the forward direction.
anti-resonant hollow-core fiber fiber gas laser rotational stimulated Raman scattering Chinese Optics Letters
2022, 20(7): 071401
有机电致发光器件(OLEDs)具有低能耗、 高效率、 高色域等优点, 在当前的显示行业中展现出巨大的应用前景。 在当前的市场上, 主要是通过蒸镀的方式来制造有机发光显示器件。 在OLEDs各种制备技术中, 喷墨打印相对于目前主流的蒸镀方式, 可以有效提高材料利用率, 减小资源浪费, 然而, 在利用喷墨打印制备优质薄膜的实际操作过程中, 研究人员发现在薄膜表面经常会出现“咖啡环”效应这种成膜缺陷, 这种缺陷的存在不仅影响了膜层质量和器件的性能, 同时也在某种程度上制约了喷墨打印技术的进一步发展。 通过对喷墨打印技术成膜的一系列相关工作进行整理, 总结并分析了喷墨打印成膜缺陷——“咖啡环”的形成原因, 并归纳了目前已被证实的可以提高成膜质量的相应策略。 针对“咖啡环”现象的主要形成原因, 我们主要从抑制液滴内部的毛细流动、 增大向内的Marangoni流和控制三相线滑移这三个角度对以往的研究工作进行了分析概括。 通过分析总结, 发现主要是通过三种途径来达到抑制毛细流动的目的: 首先是增加毛细流动阻力, 其次还可以调整溶液的蒸发条件, 此外依靠粒子间的相互作用也可以达到抑制毛细流动的目的; 同时, 现在有两种主流的方法来增大向内的Marangoni流, 一种是通过改变溶剂组成从而改变液滴表面张力达到优化Marangoni流的目的, 另外一种是通过添加表面活性剂来增大Marangoni流; 对于控制三相线滑移, 通过对以往研究的分析, 总结了三种方法, 一种是使用电润湿法处理液滴, 一种是改变粒子与基板之间的粘滞效应, 还有一种是通过对基板进行表面处理来控制三相线滑移。 最终, 基于以上的一系列优化和改进, 在研究人员的不断努力下, 目前基本已经可以实现喷墨打印薄膜的均匀调控。
喷墨打印 “咖啡环”效应 液滴沉积 Inkjet printing “Coffee ring” effect Droplet deposition 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3071
研制了一种探针型的萨格纳克型光纤振动传感器, 利用贝塞尔函数递推公式推导了振幅的测量算法。传感器使用980nm激光通过掺饵光纤泵浦出的1550nm的宽光谱光源, 利用振动源在光纤环中产生的非互易相位调制, 在输出端获得干涉信号。利用传感器对频率为8.1kHz到11.3kHz的振源进行了测量, 实验数据与仿真分析一致, 频率测量误差不超过0.6%, 振幅测量数据的离散程度较小。
萨格纳克效应 振动传感器 光纤传感器 贝塞尔函数 sagnac effect vibration sensor fiber optics sensors bessel function
1 南京工程学院 机械工程学院, 江苏 南京 211167
2 南京邮电大学 信息材料与纳米技术研究院, 江苏 南京 210023
把包裹SiO2的金纳米棒(Au NRs@SiO2)掺杂到有机太阳能电池的活性层中, 利用表面等离子体共振效应来增强活性层对光的吸收, 从而提高有机太阳能电池的能量转换效率。研究了不同掺杂浓度和不同包裹厚度对电池性能的影响。结果表明, 掺杂浓度为1.5%时, 器件性能最佳, 能量转换效率达到4.02%; SiO2壳层厚度为3 nm时, 转换效率达到4.38%, 较标准电池提升了29.2%。
有机太阳能电池 表面等离激元 SiO2包裹的金纳米棒 organic solar cell surface plasmon Au nanorods wrapped with SiO2
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 北京理工大学 激光微纳制造研究所, 北京 100081
3 北京首钢股份有限公司, 河北 迁安 064400
提出了一种基于飞秒激光加工技术制作的微纳光纤高温压力传感器。用飞秒激光在光纤端面加工出法珀腔, 制作出的全光纤法珀干涉型压力传感器, 从室温到1100℃范围进行了压力温度试验。在不同温度下, 压力传感器都有良好的线性输出特性, 短时间工作温度超过1100℃, 能够满足高温环境下压力测量的需求。
高温传感器 压力传感器 飞秒激光加工 外腔式光纤法珀干涉仪 high-temperature sensor pressure sensor femtosecond laser fabricating fiber optic extrinsic Fabry-Perot interferometer
1 南京工程学院机械工程学院, 江苏 南京211167
2 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院, 江苏 南京210023
顶发射白光有机发光二极管(white organic light-emitting diodes, WOLEDs)因可与有源驱动电路结合实现大开口率和高分辨率, 因而在白光照明和全彩显示中有着良好的应用前景．本文制备了红/蓝双磷光发光层的顶发射WOLEDs, 通过在红光层与蓝光层间插入电子阻挡层tris(phenypyrazole)iridium(Ir(ppz)3), 降低了对红光掺杂浓度的要求, 红光掺杂浓度的提高不仅降低了对制备工艺的要求, 提高了工艺可重复性, 而且改善了WOLEDs的效率与色度稳定性。 分析了色度稳定的原因, 优化了红光和蓝光磷光客体的掺杂浓度, 制备出发光效率达到7.9 cd·A-1的顶发射WOLED, 其色坐标位于暖白光区, 在87～2 402 cd·m-2亮度范围内色度很稳定, 仅变化(0.006, 0.01)。
白光有机发光二极管 顶发射 色稳定 White organic light-emitting diodes Top-emitting Color stability Ir(ppz)3 Ir(ppz)3 光谱学与光谱分析
2014, 34(9): 2360
分析了相位生成载波(PGC)调制解调法测量微小振动的基本原理，搭建了迈克耳孙型干涉测量系统，研究了声波频段信号微振动的测量。在此基础上分析了压电陶瓷(PZT)调制时振动频率随机波动以及相位不匹配对解调造成的影响。理论和实验表明PZT调制的稳定性对最后解调的波形有很大的影响，调制频率的稳定可以消除解调引入的信号失真，相位的匹配能使解调信号信噪比达到最大。为减小PZT的影响，对实验系统进行了改进。
相干光学 振动测量 相位生成载波 频率波动 相位不匹配 锁相环
设计加工了一个三层结构的表面等离子体光学吸收器件，表层结构为规则排列的金质椭圆形微粒。入射电磁波与椭圆形金粒作用激发表面等离子体共振时，由于沿长短轴方向谐振频率不同，使得该器件实现了在近红外谱段两个频率处对入射光近100%的吸收。实验样品用电子束曝光技术加工，实验测量与仿真设计结果一致。此外，由于改变器件表面介质的折射率可以有效调谐器件的谐振特性，通过在器件表面覆盖一向列型液晶层并由温度控制液晶层的折射率，实现了一种温控的可调表面等离子光学吸收器件，调节过程简单可靠并且可重复实现，调节范围达22 nm。该器件由于其高吸收效率和可调谐特性，可在太阳能电池以及未来光子集成电路等方面得到重要应用。
表面光学 电磁波吸收 表面等离子体共振 向列相液晶
基于表面等离子体激发的光学操控技术由于其所需激光能量低、装置简单，近来引起了广泛关注。采用Kretschmann棱镜耦合法对金膜表面等离子体场进行激发，实现了对直径为10.8 μm的聚苯乙烯粒子的有效操控。通过引入一微孔阵列对入射激光光斑图样进行调制，实现了聚苯乙烯微粒在金膜表面的阵列式分布。实验中使用的光源为输出功率20 mW的氦氖激光器，所需要的能量密度仅为传统激光光镊能量密度的几十分之一。由于该装置成本低、操控灵活且较低的激光能量密度可以防止对活体细胞的破坏，因此，可在医疗领域中的活体细胞及DNA操控等方面得到应用。
表面光学 光学操控 表面等离子体激发 棱镜耦合
采用CD光盘光栅作为表面等离子体共振(SPR)传感器的耦合元件，通过检测共振角的变化对液体浓度进行传感测量。结果表明CD光栅耦合型SPR传感器对葡萄糖溶液的灵敏度可达3%(质量分数)，理论分辨率为1%(质量分数)。通过模拟不同光栅周期、光栅槽形和待测介质折射率对共振曲线的影响，发现缩短光栅周期、使用正弦槽形的光栅作为耦合基底，都可以进一步提高这种传感器的灵敏度。
传感器 光栅传感器 传感器技术 表面等离子体共振 共振角
