1 1.上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 中国科学院能量转换材料重点实验室, 上海 201899
3 3.浙江省能源集团有限公司 浙江省太阳能利用与节能技术重点实验室, 杭州 310003
4 4.中国科学院大学 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
碳基钙钛矿太阳能电池(C-PSCs)具有稳定性好且成本低的优势, 展现出广阔的应用前景。本研究基于MAPbI3材料, 选择高质量的NiOx介孔层作为空穴传输层(HTL), 对比了NiOx介孔层不同制备方法对电池性能的影响, 并对NiOx介孔层的厚度进行优化。研究发现, 与旋涂工艺制备的NiOx介孔层相比, 丝网印刷工艺制备的介孔层的孔径分布均匀, 可改善钙钛矿(PVK)前体溶液填充在介孔支架中的填充状态。最终得到含HTL的高效率和低滞后的钙钛矿太阳能电池, 其开路电压(VOC)为910 mV, 光电转换效率(PCE)为14.63%, 认证效率达14.88%。此外, 在空气中储存近900 h, 其PCE没有明显衰减。
碳电极钙钛矿太阳能电池 NiOx空穴传输层 孔分布 稳定性 carbon-based perovskite solar cell NiOx hole transport layer pore distribution stability
长春理工大学 吉林省固体激光技术与应用重点实验室, 吉林 长春 130022
全固态双波长激光器是指单一激光器同时输出两个波段激光, 具有结构紧凑、可小型化、工作寿命长、可大能量输出和易于操作的优点, 被广泛应用于检测血液中一氧化碳浓度、治疗毛细血管扩张、干涉彩虹全息、倍频产生绿光、和频产生黄光及差频产生太赫兹波等方面。本文对比了多种单掺Nd3+激光晶体的特性, 分析了其产生多波长激光的机理和方法, 概述了基于单掺Nd3+双波长全固态激光器的研究现状, 并展望了这类激光器的发展和应用前景。
固体激光器 Nd掺杂 双波长 solid-state laser Nd-doped dual-wavelength
长春理工大学理学院吉林省固体激光技术与应用重点实验室, 吉林 长春 130022
基于热透镜效应和球差效应同时存在的客观事实，建立了光束质量因子M2与热透镜焦距和球差的内在理论关系，准确地分析了热透镜焦距和球差共同作用下的光束质量变化。实验利用哈特曼-夏克波前传感器对LD端面抽运Nd∶YVO4晶体的相关波前信息进行重构，进而对比光束质量因子M2的实验数据与理论分析结果，证明光束质量在热透镜焦距和球差共同影响下逐渐减弱，验证了此模型的可行性，为固体激光器的优化设计和实验研究提供了参考。
激光光学 热效应 光束质量 热透镜焦距 球差 激光与光电子学进展
2018, 55(8): 081402
1 长春理工大学 理学院 吉林省固体激光技术与应用重点实验室, 吉林 长春 130022
2 长春市第十一高中, 吉林 长春 130000
报道了相同实验条件下激光二极管端面抽运生长型复合Nd:YVO4晶体声光调Q和RTP电光调Q激光器。应用声光调Q和RTP电光调Q分别实现了最高重复频率200 kHz和500 kHz的TEM00模1 064 nm激光输出, 输出平均功率分别达到12.13 W和13.56 W, 脉冲宽度分别为16.65 ns和27.27 ns, 并首次对比了两种调Q体制下的高重频激光输出特性。实验结果表明, RTP电光调Q具有更好的高重频关断能力, 但由于受到高压驱动的限制, RTP电光调Q无法在更高重复频率下实现窄脉宽高峰值功率激光输出, 而在更高重频下仍有较好输出性能的声光调Q将取代电光调Q成为几百千甚至上兆Hz高重频激光器的首选调Q机制。
激光器 高重频 声光调Q RTP电光调Q 生长型复合Nd:YVO4晶体 laser high repetition rates AO Q-switched RTP EO Q-switched adhesive-free bond composite Nd:YVO4 crystal 红外与激光工程
2017, 46(2): 0205002
长春理工大学理学院固体激光技术与应用重点实验室, 吉林 长春 130022
基于瞬态热传导方程，通过积分变换方法求解得到脉冲高斯光束双端抽运Tm:YAG棒的时变温度场解析表达式，进而求得时变热焦距。同时定量模拟，分析了不同抽运功率、重复频率与占空比对脉冲激光二极管双端抽运Tm:YAG棒轴向瞬态温度分布和时变热焦距的影响。模拟结果表明：随着脉冲抽运个数的增加，Tm:YAG晶体棒内温度和热焦距整体均呈锯齿状分布，并最终趋于稳定的周期性分布；随着抽运功率、重复频率与占空比的增加，Tm:YAG晶体棒整体温度升高，且棒两端面中心点与棒轴向中心点温差增大，而时变热焦距整体逐渐变短且波动范围变小。研究成果为进一步研究热效应补偿和谐振腔设计提供了理论依据。
激光器 脉冲单掺铥固体激光器 解析分析 瞬态热效应 双端抽运 中国激光
2013, 40(10): 1002002
长春理工大学理学院， 吉林省固体激光技术与应用重点实验室， 吉林 长春 130022
报道了一种激光二极管(LD)端面抽运生长型复合晶体的RTP电光调Q激光器，实现了最高重复频率150 kHz的TEM00模激光输出，并且对比了生长型复合NdYVO4和NdGdVO4晶体在高重复频率电光调Q激光器中的表现。实验表明在中小抽运功率下，具有更大发射截面和适中上能级寿命的复合NdYVO4晶体更容易在高重复频率电光调Q运转下实现高峰值功率的窄脉宽激光输出。在高抽运功率下，相比于复合NdYVO4晶体，热性能更加出色的复合Nd:GdVO4晶体更适合作为高重复频率电光调Q运转的激光增益介质。
激光器 RTP电光Q开关 生长型复合体 高重复频率 激光二极管端面抽运
长春理工大学理学院 吉林省固体激光技术与应用重点实验室， 吉林 长春 130022
采用数值模拟和实验相结合的方法对脉冲激光二极管(LD)抽运Nd:YAG被动调Q激光器输出脉冲间隔特性进行分析。从被动调Q速率方程出发，结合脉冲LD抽运的特点，考虑剩余反转粒子数密度的影响，推导出输出调Q脉冲间隔时间的计算公式。重点分析了抽运脉宽、输出镜反射率、抽运功率和Cr4+:YAG初始透射率对输出脉冲间隔时间的影响。结果表明，数值模拟与实验结果基本吻合。
激光器 脉冲抽运 被动调Q 脉冲间隔 激光与光电子学进展
2012, 49(6): 061401
长春理工大学理学院激光技术研究所, 吉林 长春 130022
报道了一台采用高功率连续激光二极管阵列(LDA)侧面抽运Nd:YAP晶体, 通过腔内LBO晶体的I类临界相位匹配倍频获得670.7 nm波长输出的全固态红光激光器。实验中抽运源采用离轴交错式抽运, 这种抽运结构可以使晶体内的增益场与谐振腔基模实现良好的匹配, 易于得到较好的光束质量和大功率的激光输出。谐振腔采用短三镜折叠腔结构, 通过对激光晶体热透镜焦距的测量, 利用高斯光束ABCD传输矩阵理论优化设计了谐振腔各参量。当激光二极管(LD)注入功率为800 W时, 获得8.3 W的连续波670.7 nm红光输出, 水平和垂直方向的光束质量M2因子约为5.6, 30 min内的输出功率稳定性优于3%。实验结果表明, 采用这种抽运及腔型结构是获取高功率红色激光输出的有效方法。
激光器 红光激光器 倍频 离轴交错抽运 折叠腔
长春理工大学理学院激光技术研究所, 吉林 长春 130022
报道了一种小型化、高效率无水冷无风冷1574 nm人眼安全光学参量振荡(OPO)激光器, 整机尺寸为30 mm×125 mm。研制了椭圆灯抽运椭圆聚光腔, 并设计了旋转对称式无水冷无风冷散热结构, 实现对激光晶体和OPO晶体的均匀传导冷却。采用灯抽运Cr4+YAG被动调Q Nd:YAG激光器抽运KTP-OPO系统, 每次工作可持续输出10次, 间隔30 s, 在重复频率10 Hz时, 可输出21 mJ的1574 nm人眼安全激光, 脉宽约为7 ns, 光束发散角小于6 mrad, 其中1064～1574 nm的光光转换效率约为30%, 能量稳定性优于5%。
激光器 小型化 光学参量振荡器 无水冷无风冷 KTP晶体
报道了高重复频率大能量连续激光二极管(LD)侧面抽运Cr4+YAG被动调Q Nd:YAG激光器。把工作物质等效为厚透镜, 根据ABCD定律计算了平平腔、平凹腔、平凸腔中激光束的模参数, 通过对比基模体积, 选择了平凸腔结构。实验中获得了高重复频率大能量被动调Q激光, 并实现了TEM00模运转。当抽运功率为136.20 W时, 被动调Q激光单脉冲能量达到2.46 mJ, 峰值功率24.36 kW, 脉冲重复频率4.22 kHz, 脉冲宽度101 ns, 脉冲幅度抖动约为5%, 频率抖动约为5%, 光束远场发散角小于1.5 mrad, 光束质量M2因子约为1.3。
激光器 高重复频率大能量 被动调Q 激光二极管侧面抽运
