1 之江实验室，浙江 杭州 311100
2 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
3 浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310027
4 宁波大学信息科学与工程学院光+X交叉科学与技术研究院，浙江 宁波 315211
飞秒激光直写技术因其精度高、效率高、脉冲持续时间短、峰值功率高且能在多种材料中加工的优点，已被广泛应用于制备各种集成光电器件、光学传感器件。近几年，飞秒激光直写光波导放大器与激光器已经被越来越多的人关注。本文主要介绍飞秒激光直写光波导放大器和激光器的最新研究进展，包括：Type-I型、Type-II型、脊型和可变截面光波导放大器和激光器的波导传输和插入损耗、光放大增益特性，以及波导激光输出特性。最后，对该技术及其相关研究进展进行总结、分析、归纳，并展望该领域未来研究、应用和发展方向。
飞秒激光直写 光波导 波导放大器 波导激光器 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0314003
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316000
1 之江实验室，浙江 杭州 311100
2 浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310027
3 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
飞秒激光直写技术由于其超短脉冲持续时间、超高峰值功率、高制造精度和效率，已被广泛应用在透明硬碎材料中3D光波导器件的直写制备。近年来，通过飞秒激光在柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）中直写光波导器件越来越受到人们的关注。本综述从3个方面介绍飞秒激光直写技术在柔性PDMS中直写Type-I型光波导器件的最新研究进展，包括：飞秒激光直写不同类型光波导的基本原理；近5年来飞秒激光在柔性PDMS中直写Type-I型光波导所涉及的材料设计、直写原理和工艺；基于飞秒激光直写柔性PDMS光波导器件在衍射光栅和耳蜗内窥镜的应用研究进展。最后，对该领域研究进展进行总结、分析、归纳，并展望该领域未来研究、应用和发展方向。
飞秒激光直写 柔性PDMS Type-I型光波导 光波导器件 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316016
1 浙江大学材料科学与工程学院，浙江 杭州 310012
2 之江实验室智能感知研究院类人感知研究中心，浙江 杭州 311121
3 暨南大学珠海校区学科建设与研究生管理办公室，广东 珠海 519070
近年来，力致发光材料以其独特的发光方式，吸引了越来越多研究者的关注。特别是弹性力致发光材料，具有机械力-光转换效率高、发光阈值低且具有可恢复性等优异性能，在应力探测、自驱动传感、生物健康监测、智能可穿戴等领域显示出了巨大的应用前景。力致发光光纤结合了力致发光性能和光纤的波导特性以及尺寸小、质量轻、结构灵活、集成能力强等优点。相比于块体或薄膜材料，光纤的一维结构特点可更加有效地将应力和应变转换为力致发光，实现对应力和应变的高效传感。此外，力致发光光纤还可以利用其波导特点实现力致发光信号的收集和传输，从而进一步拓展传感应用的范围和效果。首先简单介绍了力致发光材料种类、特点和力致发光原理，在此基础上对力致发光光纤的类型、制备方法和潜在应用探索进行了简单的综述，并对力致发光光纤的未来发展进行了展望。
力致发光 力光转换 应力传感 光纤 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316009
Author Affiliations
Abstract
1 Research Center for Humanoid Sensing, Zhejiang Lab, Hangzhou 311121, China
2 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
3 Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 311100, China
Bismuth (Bi)-doped near-infared (NIR) glass that can cover the entire optical communication window (850, 1310, and 1550 nm) has become the subject of extensive research for developing photonic devices, particularly, tunable fiber lasers and ultrabroadband optical amplifiers. However, the realization of highly efficient NIR luminescence from Bi-doped glass is still full of challenges. Notably, due to the co-existence of multiple Bi NIR centers in the glass, the origin of newly generated Bi NIR emission peaks at ∼930 and ∼1520 nm is still controversial. Here, we report a new Bi-doped nitridated germanate glass with tunable ultrabroadband NIR emission (850–1700 nm) and high external quantum efficiency (EQE) of . A series of studies, including spectral analysis, nuclear magnetic resonance (NMR), and others, provide powerful evidence for the mechanism of luminescence enhancement and tunability, and make reasonable inferences about the origin of the new emission bands at ∼930 and ∼1520 nm. We believe that the results discussed above would enrich our understanding about multiple Bi NIR emission behaviors and contribute to the design and fabrication of highly efficient Bi-doped ultrabroadband wavelength-tunable optical glass fiber amplifiers and lasers in the future.
bismuth germanate glass near-infrared luminescence Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051601
采用水热法合成纳米Co0.5Zn0.5Fe2O4粉体，并借助X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、矢量网络分析仪(VNA)研究工艺条件(晶化温度、晶化时间)对Co0.5Zn0.5Fe2O4物相、形貌及吸波性能的影响。结果表明，当晶化时间为8 h、晶化温度为180 ℃时制备出纯相的尖晶石结构的纳米Co0.5Zn0.5Fe2O4，样品形貌为类球形，平均粒径为10~15 nm。在1~18 GHz频段内，样品在16.47 GHz处的反射率达到-33.9 dB，吸波性能最好。
钴锌铁氧体 水热法 晶化温度 晶化时间 吸波性能 cobalt-zinc ferrite hydrothermal method crystallization temperature crystallization time absorption performance
以天然鳞片石墨为原料制备氧化石墨(GO), 应用水热法制备钴锌铁氧体(Co0.5Zn0.5Fe2O4), 并将两者制备成石墨烯(rGO)/Co0.5Zn0.5Fe2O4复合材料。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)研究rGO/Co0.5Zn0.5Fe2O4的结构; 应用透射电子显微镜(TEM)和矢量网络分析仪(VNA)研究不同复合比例对rGO/Co0.5Zn0.5Fe2O4复合材料形貌、电磁损耗特性、德拜弛豫模型及电磁响应行为的影响。结果表明: 复合反应后的GO在XRD图谱中主衍射峰由2θ=9.74°变化为2θ=24.15°, 且红外光谱图中显示含氧官能团消失, 均说明GO成功还原为rGO。透射电子显微镜图中可以看到Co0.5Zn0.5Fe2O4嵌布在rGO上。复合反应过程中, 当钴锌铁氧体的含量增大, 分散性逐渐减弱。Co0.5Zn0.5Fe2O4与GO质量比为2 : 1时制备的rGO/Co0.5Zn0.5Fe2O4复合材料的吸波性能最佳, 在15.11 GHz处反射率达到最小值-36.89 dB, 有效吸波频带宽为3.74。
石墨烯 复合材料 钴锌铁氧体 电磁行为 氧化石墨烯 graphene composite materials cobalt-zinc ferrite electromagnetic behavior graphene oxide
1 华南理工大学材料科学与工程学院发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
2 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
金属纳米晶复合光纤结合了金属纳米晶独特的局域表面等离子体共振(LSPR)和光纤器件尺寸小、结构简单、性能稳定、抗干扰能力强等优点。其中,金属纳米晶LSPR引起的高非线性效应、金属增强发光、表面增强拉曼散射等效应能够赋予光纤新功能、高性能,而光纤表面倏逝波传输的特性可以极大地提升金属纳米晶的LSPR激发效率。因此,金属纳米晶复合光纤在非线性光学调制、光纤激光器、物理和生化传感与检测方面都有重要的应用,受到了研究者的广泛关注。从金属纳米晶LSPR机理、制造方法、应用等方面对金属纳米晶复合光纤进行介绍,并就其未来发展作展望。
光纤光学 金属纳米晶 局域表面等离子体共振 表面增强拉曼散射 金属增强发光 传感 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170610
1 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室, 四川 绵阳 621900
2 华南理工大学材料学院发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
通过静电纺丝技术定向排列群体金纳米棒(GNRs),制备了GNRs-纳米纤维复合薄膜。利用偏振依赖的开孔z 扫描技术,发现了薄膜的各向异性饱和吸收性质。该定向排列的GNRs-纳米纤维薄膜在光纤激光器领域具有重要的应用前景。
材料 金纳米棒 各向异性 饱和吸收 静电纺丝
1 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
2 光纤激光材料和应用广东省重点实验室, 广东 广州 510640
3 浙江大学光电系, 浙江 杭州 310027
二维(2D)材料具有独特的结构和光电特性, 在能源、环境、高性能光电传感等方面都有非常重要的应用。2D材料的非线性光学特性及应用是研究者广泛关注的热点研究领域。从2D材料的制备方法、晶体和能带结构、非线性光学特性研究等方面对2D材料的研究进行了简单回顾。非线性纳米晶自组装或复合薄膜是另一类重要的非线性材料。考虑到这类材料的宏观2D特性和论述内容的连贯性, 将非线性纳米晶自组装或复合薄膜归于准2D材料, 并对其非线性光学特性和应用等也进行了简单介绍, 作为对非线性光学材料研究的补充。
材料 2D材料 激光 锁模 调Q
