1 中国科学院半导体研究所全固态光源实验室，北京 100083
2 北京市全固态激光先进制造工程技术研究中心，北京 100083
3 中央民族大学 理学院，北京 100081
4 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院，北京 100049
透明硬脆材料由于其优异的力学性能、热稳定性、耐腐蚀性以及光电性能，广泛应用于半导体与电子领域。传统透明硬脆材料切片方法效率低、材料损耗大，制约了硬脆材料的推广应用。激光剥离技术是近年来新兴的一种透明硬脆材料切片新方法，较传统金刚线切割方法大幅提升硬脆材料的切片效率和材料利用率，目前已发展成为硬脆材料激光加工领域学术研究与产业应用的焦点。文中深入分析透明硬脆材料激光剥离物理过程，归纳激光剥离过程关键科学问题：透明硬脆材料对激光的非线性吸收、激光作用下材料内部微观结构演化与缺陷扩展规律，以及激光光场调控对材料改质影响机制等。基于这些科学问题，综述了近年来激光剥离不同类型透明硬脆材料的研究进展，目前用于激光剥离的材料已涵盖了SiC、Si、GaN、金刚石等半导体材料，蓝宝石、多晶Al2O3、氧化锆等陶瓷材料，激光剥离技术已发展出超快激光双脉冲诱导剥离、超快激光-化学辅助剥离、多激光复合剥离等。激光剥离物理过程是一个典型的激光-材料-热学-力学多学科交叉问题，尽管在实验结果方面获得了显著突破和迅猛发展，但目前对于工艺机理仍缺乏深入的理论与数值建模研究。未来透明硬脆材料激光剥离技术将会朝着百微米以下超薄厚度剥离、改质层低损伤、工艺自适应等方向发展，将为半导体与电子等领域快速发展提供更大的技术支撑。
超快激光 硬脆材料 剥离 非线性吸收 缺陷扩展 光场调控 ultrafast laser hard and brittle materials splitting nonlinear absorption defect extension optical field modulation 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230487
华南师范大学信息光电子科技学院，广东 广州 510006
综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展，总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性，同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果，最后对腔内空间光调制器驱动的超快光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。
激光器 超快光纤激光器 空间光调制器 光场调控 脉冲整形 色散管理 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114009
1 华南理工大学物理与光电学院，广东 广州 510610
2 华南师范大学未来技术研究院，广东 广州 510006
多维（多模）激光是突破单模激光技术瓶颈的重要途径，有望推动多学科交叉与创新发展。不同于传统的单模激光，多维激光具有光场结构复杂、可调控参数多等特点，其性能调控面临诸多挑战。近年来，随着人工智能的兴起，机器学习等智能调控技术被广泛用于光学系统性能的优化，推动了智能光学及相关学科的快速发展，为多维激光的智能调控提供了新思路。从激光谐振腔内部和外部调控两方面，介绍了智能调控技术在激光调控领域中的研究进展，并展望了智能调控多维激光技术在光学微操控、激光微加工和空间光通信等领域中的应用前景。
激光光学 激光束整形 光场调控 机器学习 多维度 中国激光
2023, 50(11): 1101004
大连民族大学物理与材料工程学院, 国家民委新能源与稀土资源利用重点实验室, 辽宁省光敏材料与器件重点实验室, 辽宁大连 116600
近红外 (NIR)光电检测技术的应用非常广泛, 如日常生活中的生物热成像仪、生物追踪、运动手表等, 以及****中的无人机、导弹制导、生产自动化等领域均扮演着重要的角色, 具有波长选择性的 NIR PDs在红外成像、环境监测、医疗检测、光通信等领域有着广阔的应用前景, 开发易于集成、高灵敏度、低泵浦阈值的 NIR I-II区的多波段选择性 PDs, 对加密通信生物分析等领域的发展具有重要意义。目前, 波长选择性光电探测技术的应用, 侧重于集成多个不同带隙, 且对 NIR有不同的光响应能力的半导体材料, 但这不仅增加了器件的制备成本和设计上的复杂性, 又严重影响其稳定性。稀土离子(RE3+)掺杂上转换纳米晶(UCNCs)具有大 Stokes/反 Stokes位移以及优异的光稳定性, 吸收 NIR光子后将其转化为 UV/Vis光子, 被窄带隙半导体材料吸收。UCNCs因为具有窄带 NIR波长选择性吸收特性等优点, 被视为一种优异的光敏材料, 为开发新一代的波长选择性 PDs提供了解决方案。研究表明: UCNCs的光电检测中, UCNCs与钙钛矿、石墨烯、 MoS2的结合可以使 PDs展现出更好的光响应能力, 实现单个组件无法获得的更大的光谱范围。但在实际应用中, 仍需面临 UCNCs的荧光效率低、泵浦阈值高的问题。本文综述了近年来利用稀土掺杂 UCNCs作为光活性材料用于 NIR PDs的研究进展, 主要包括: 提高 UCNCs发光效率 /发光强度以实现窄带 NIR探测的几种主要策略； UCNCs与钙钛矿、石墨烯、 MoS2结合应用于 NIR PDs的研究现状；稀土掺杂上转换钙钛矿基 NIR PDs的昀新研究进展。
稀土离子掺杂 上转换纳米晶 上转换发光 局域光场调控 近红外光电探测 rare earth ions doped upconversion nanocrystals upconversion luminescence local optical field modulation near-infrared photodetection
光子学报
2021, 50(11): 1123001
红外与激光工程
2021, 50(8): 20210456
华侨大学信息科学与工程学院, 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
相干光经过多模光纤传输,在出射端形成一个随机的散斑场。对于非保偏多模光纤,还将出现退偏现象,使得入射的线偏振光不再保持线偏振分布。因此,非保偏多模光纤散斑场的随机性不仅表现在光强方面,也表现在偏振方面。基于反馈波前整形技术,实现了对多模光纤出射端无序散斑场的光强和偏振的调控,获得了光强集中的聚焦线,并且可以有效控制聚焦线的偏振分布。
物理光学 多模光纤 散斑 偏振态 光场调控
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 河南科技大学物理工程学院, 河南 洛阳 471023
3 广东工业大学物理与光电工程学院, 广东 广州 510006
完美涡旋光场具有亮环半径不随拓扑荷值改变而改变的优点, 在微粒操纵及量子通信等领域具有重要的应用价值, 已成为近年来光场调控领域的研究热点。介绍了产生完美涡旋光场的三种典型方法, 综述了完美涡旋光场的调控技术及表征方法, 并对其应用进行了总结。
物理光学 光场调控 完美涡旋 激光与光电子学进展
2017, 54(9): 090007
1 苏州大学物理与光电·能源学部&苏州纳米科技协同创新中心, 江苏 苏州 215006
2 江苏省先进光学制造技术重点实验室&教育部现代光学技术重点实验室, 江苏 苏州 215006
回顾了光场相干性的基本理论以及发展历程，介绍了激光相干度大小和相干函数的调控方法，以及激光相干性的测量方法，对激光相干性调控引发的物理效应及其基础应用作了介绍。激光相干性调控不但丰富了光场调控理论，而且推动了激光技术的发展。
物理光学 相干性 光场调控 相干性调控 相干性测量 光学学报
2016, 36(10): 1026002
