1 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
为提高激光上下能级的粒子反转速度,采用具有高声子能量的YAG晶体作为掺杂基质,通过多声子弛豫的方式加速 6H13/2能级的粒子数消耗;同时引入与激光下能级能量相近的Tb 3+离子,实现Dy 3+∶ 6H13/2与Tb 3+∶ 7F4之间的共振能量转移,成功地减小了 6H13/2的能级寿命,首次获得了582.1 nm的黄光激光输出。通过对比Dy∶YAG与Dy-Tb∶YAG的荧光光谱,分析了Tb 3+离子掺入对激光上能级寿命的影响。
激光光学 黄光激光 半导体泵浦 Dy-Tb∶YAG; 共振能量转移 交叉弛豫 中国激光
2019, 46(11): 1101008
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部暨山西省重点实验室 太原 030024
为了实现低阈值光微流荧光共振能量转移(FRET)激光, 基于制备的高品质因子、高稳定法布里-珀罗(F-P)微腔, 采用间接抽运方法研究了两种F-P谐振腔中光微流FRET激光的产生。直接抽运施主染料, 使得施主染料通过FRET的方式把能量传递给受主染料, 从而实现受主染料的间接能量抽运。结果表明, 在此种抽运方式下, F-P光微流激光腔中实现了0.48μJ/mm2的低激光抽运能量密度阈值; 并可通过FRET激光产生的形式实现对低浓度物质的检测。
激光光学 光微流激光 荧光共振能量转移 法布里-珀罗微腔 laser optics optofluidic laser fluorescence resonant energy transfer Fabry-Perot microcavity
华南理工大学理学院 物理系, 广东 广州510641
在玻璃基片表面制作了Coumarin 500、Coumarin 540和Rhodamine 6G 3种染料掺杂的聚合物薄膜, 并以市售LED灯和氙灯为光源, 实验研究了单一染料掺杂和混合染料掺杂的聚合物薄膜的吸收光谱、荧光光谱及其光谱下转换的特征。研究结果表明: 这种多染料掺杂的聚合物薄膜能够吸收350～550 nm波长范围内的光子并将其转换至波长为580 nm左右的光子。在一定的浓度范围内, 较高的染料浓度能够获得较高的下转换光子输出。由于Nd3+/Yb3+共掺玻璃中Nd3+离子在 580 nm 附近有一个较强的吸收峰, 这种染料掺杂聚合物薄膜的光谱下转换有助于提高Nd3+/Yb3+共掺玻璃对太阳光中蓝绿光的吸收并通过共振能量转移激发Yb3+离子的近红外发光, 对提高单晶硅太阳能电池的综合光伏转换效率有潜在的应用价值。
染料 下转换 红移 共振能量转移 光伏应用 dye down-conversion red shift resonant energy transfer photovoltaic application
1 复旦大学先进材料实验室, 上海 200433
2 上海师范大学天华学院, 上海 201800
3 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院, 江苏 南京 210003
生物大分子动态的结构变化能够使用单分子对荧光共振能量转移谱技术来研究。主要研究了微腔在单分子对共振能量转移实验中有效提高相应单分子对的荧光发射信号的作用, 从而提高该技术的时间分辨率。研究发现,由于受体-微腔的强耦合相互作用, 光学微腔使得受体分子变成了一个类似于单原子激光的激光体。此外, 随着距离的增加, 受体的光子数会很快下降。微腔使受体的发射光对单分子对间的距离有更大的依赖性, 在腔体中进行单分子对共振能量转移实验可以得到更高的时间分辨率。研究结果为单分子对荧光共振能量转移技术提供了实验方法和理论指导。
生物光学 荧光共振能量转移 蛋白质折叠 单分子对 微腔
中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023
SiO(b3П)与Na的近共振传能过程是钠原子化学激光的关键步骤。为了对这一过程进行初步的实验研究,建立了一个包括SiO(b3П)合成系统和Na蒸气生成供给系统在内的近共振传能实验装置。通过SiH4热解产物与N2O反应合成了一定浓度的亚稳态储能粒子——SiO(b3П); 在此基础上进行了SiO(b3П)与Na混合传能的实验研究。测到了SiO(b3П)和Na(4d2D)的自发辐射光谱,并且验证了SiO(b3П)与Na近共振传能及Na(4d2D)粒子的存在。进一步研究发现,在SiH4流量为0.09 mmol/s,SiH4载气流量为14.88 mmol/s,N2O流量为0.744 mmol/s,SiH4热解炉温度为1350 K实验条件下,当Na蒸气载气流量(7.44 mmol/s)保持不变时,Na(4d2D)粒子数密度与Na池温度成递增关系; 而当Na池温度(分别在673 K和723 K)固定时,Na(4d2D)粒子数密度与Na蒸气载气流量基本成线性递增关系。
光谱学 钠原子化学激光 近共振传能 亚稳态储能粒子
研究了近场光激发下的两量子点之间的共振能量转移情况，采用场极化率张量和量子光学中的光学布洛赫方程相结合的方法得到了两个量子点相互作用的密度矩阵元以及各自的发光强度，分析了周围环境(以探针体为例)对共振能量转移的影响，提供了一种在微纳尺度范围内研究量子点之间能量耦合和转移的理论分析方法。另外，还考虑了不同偏振态入射光对量子点发光强度的影响，简要分析表明当入射光偏振态和量子点之间连线方向相同时，量子点发光强度增强，反之减弱。
量子光学 共振能量转移 光学布洛赫方程 密度矩阵 旋波近似 quantum optics resonant energy transfer optical Bloch equation density matrix rotating wave approximation
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
在氧碘化学激光器(COIL)中, O2(1Δ)与I的近共振传能反应是一个放热反应;它与水汽等的猝灭放热反应一样会对激射过程产生不利影响,而且是不可避免的。计算了猝灭放热效应对光腔气动特性输出功率的影响。得到了近共振传能放热的大小与粒子数反转和激射的光子数相关,即与光腔内的增益、光场强度分布成正比,故主要发生在激光器的上游区前半部分。模型计算表明,其影响程度大致相当于7%水汽所致的对氧碘化学激光器的影响。完善了氧碘化学激光器理论计算模型。
氧碘化学激光器 近共振传能放热 输出功率 猝灭
1 西安交通大学应用物理系,西安,710049
2 西安交通大学电子与信息工程学院,西安,710049
Au-Au2S复合纳米球壳微粒(金纳米球壳),是一种新型复合结构的纳米微粒,其结构为纳米级的Au2S介质球外包裹了一层几个纳米厚的黄金球壳.这种复合纳米球壳微粒可以被抽象为球型谐振腔.报道了它的空腔谐振吸收的实验结果,并且运用经典理论结合介观结构特性,讨论了有关Au-Au2S复合纳米球壳微粒空腔谐振吸收的一些重要参量,其中包括谐振吸收波长、品质因数、谐振能量等.另外,还讨论了金球壳的厚度对这些重要参量的影响.
复合纳米球壳微粒 球型谐振腔 谐振能量 趋肤深度 透射耦合 金薄膜 品质因数
