作者单位
摘要
1 吉林大学电子科学与工程学院,集成光电子国家联合重点室,吉林 长春 130012
2 吉林大学物理学院,吉林 长春 130012
3 清华大学精密仪器系,精密测试技术与仪器国家重点实验室,北京 100084
随着大数据时代的来临,利用飞秒激光在透明硬质材料中写入数据形成永久光存储的技术成为高容量、长寿命冷数据的一种理想存储方案,具有广阔的应用前景。本文从飞秒激光永久光存储发展存在的问题出发,梳理了近20年来超快激光与透明硬质材料相互作用的机制,总结了飞秒激光诱导相变的类型和过程,展示了其在光存储方面的应用;同时,从写入速度和容量角度出发,介绍了最新的脉宽调制效应和热调制高重复频率直写技术,阐述了五维永久光存储目前面临的挑战以及可行的解决办法。
激光技术 永久光存储 超快激光加工 光与物质相互作用 相变 
中国激光
2023, 50(18): 1813005
汪旻 1,2乔玲玲 3方致伟 1,2林锦添 3[ ... ]程亚 1,3,*
作者单位
摘要
1 华东师范大学物理与电子科学学院极端光机电实验室,上海 200241
2 华东师范大学纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心,上海 200241
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
光子集成器件以极低的成本和功耗实现覆盖从光源、调制、非线性频率转换、光放大到光探测的全功能单片集成,对光电信息处理系统产生显著而深远的影响,并推动一系列诸如高速通信、人工智能、量子信息,以及精密测量等重大应用领域的持续发展。近年来,铌酸锂薄膜光子器件得益于离子揭膜技术和微纳刻蚀工艺的进步,以宽的工作窗口、低的传输损耗、大的调制带宽、高的非线性光学转换效率和兼容大规模光子集成等优点,在集成光子学领域占据重要一席之地。本文介绍了利用超快激光光刻结合化学机械抛光技术在掺杂有源发光稀土离子的铌酸锂薄膜衬底上实现片上激光与光放大的最新进展,包括在波导放大器中实现了超过20 dB的最大内部净增益,并且在高品质铌酸锂微盘中演示了具有454.7 Hz窄线宽的电光可调谐单频激光器,演示了单片集成的电驱动微环激光器,以及连续光刻方式实现的无源/有源混合集成器件。
集成光学 超快激光加工 铌酸锂 光放大器 光源 稀土掺杂材料 
光学学报
2023, 43(16): 1623014
作者单位
摘要
1 深圳技术大学中德智能制造学院,广东 深圳 518118
2 温州大学机电工程学院,浙江 温州 325200
3 浙江大学机械工程学院,流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027
Overview: Surface-enhanced Raman scattering (SERS) affords a rapid, highly sensitive, and nondestructive approach for label-free and fingerprint diagnosis of a wide range of chemicals. This technique has been applied in explosives detection, pre-cancer diagnosis, food safety, and forensic analysis, where a small number of hazardous substances can seriously affect health of human beings. Thus, it is of great significance to prepare high-performance SERS sensors. In general, the signal intensity of SERS is determined by the following three factors: 1) The enhancement effect of surface nanostructure on local electric fields; 2) The number of molecules to be detected in hot spots; 3) Performance of the Raman spectrometer. Therefore, in order to achieve high-performance SERS detection of trace molecules, current research focuses on how to increase the density of hot spots and the number of analyte molecules in the detection area. An ultrafast laser has an ultra-short pulse width and ultra-high peak power, so it can interact with the majority of materials with high processing accuracy and excellent controllability. Meanwhile, it can rapidly construct a variety of large-area micro/nano-structures on material surfaces based on facile digital programming strategies. In addition, combined with multi-beam parallel fast scanning technology, low-cost and high-efficiency machining can be realized without a special requirement for the machining environment. Based on the above advantages, the ultrafast laser has become one of the important means for the fabrication of micro/nano-structures. This is important for the commercial preparation of high-performance SERS sensors. In this paper, we focus on two aspects to introduce the ultrafast laser preparation of high-performance SERS sensors, including how to increase the density of hot spots and the number of analyte molecules in the detection region. Ultrafast lasers can prepare micro/nano-structures with local field enhancement effects by both "bottom-up" and "top-down" processing strategies. The first is based on the "bottom-up" principle, where the reduction, deposition or polymerization of atoms, molecules or other nanoparticles is controlled by ultrafast lasers to achieve additive manufacturing of micro/nano-structures. The other is based on the "top-down" principle, where materials are removed by the ultrafast laser ablation to rapidly achieve hierarchical micro/nanostructures. These structures provide abundant active hot spots for SERS detection. In particular, the superhydrophobic surfaces prepared by the ultrafast laser are one of the most effective methods to achieve the enrichment of analyte molecules. Raman scattering can be excited more effectively by enriched molecules, which is conducive to obtaining higher detection limits and realizing ultra-trace detection. Finally, a prospect for the development of laser-prepared SERS substrates is provided.
超快激光加工 拉曼光谱 表面增强拉曼散射 微纳结构 ultrafast laser fabrication Raman spectroscopy surface-enhanced Raman scattering micro/nano-structures 
光电工程
2023, 50(3): 220333
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
超快激光在金属、电介质和半导体表面制备周期性纳米结构可以有效地改变材料的物化性质,如光学、电学、亲疏水性等。周期性纳米条纹取向通常依赖于激光的偏振,因此利用径向偏振的飞秒激光能够制备不同弯曲度的周期性纳米条纹。通过分析柱透镜聚焦的径向偏振光光场具有随空间变化的偏振方向,实验上获得了柱透镜聚焦的径向光场在不同位置诱导周期性纳米结构的形貌特征。随后利用5 mm的狭缝分离矢量光场中的各向异性偏振态来获得不同弯曲角度条纹的大面积制备。结果表明,利用这种方法在ZnO表面获得了弯曲可控的深亚波长(190~380 nm)周期条纹结构,并且成功制备了弯曲角度从0°到165°的大面积周期性纳米条纹。
超快激光加工 弯曲周期性纳米条纹 径向偏振光 ZnO晶体 ultrafast laser fabrication curved periodic nanostripes radially polarized laser crystalline ZnO 
光学仪器
2022, 44(2): 59
作者单位
摘要
1 吉林大学 电子科学与工程学院, 长春3002
2 清华大学 精密仪器系, 北京100000
利用双折射显微镜和光学显微镜研究了飞秒激光石英材料内部诱导的双折射效应。结果表明,双折射的光学延迟量随脉冲数的增加而增加,并出现两种双折射结构。其中Type X结构需要至少20个脉冲,单脉冲能量不高于854 nJ,脉冲宽度不低于300 fs 且不高于600 fs。此外,以“光子学报”等汉字为例,阐述了激光诱导双折射的数据存储过程,制备了包涵吉林省省史省情、吉林大学校史、清华大学校史的数据存储时间胶囊样品。
超快激光 光存储 超快激光加工 双折射效应 数据存储 Ultrafast lasers Optical storage Ultrafast lasers processing Birefringence effects Data storage 
光子学报
2021, 50(6): 58
刘思垣 1,2张静宇 1,2,*
作者单位
摘要
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室, 湖北 武汉 430074
近年来,空间光调制器被广泛应用到超快激光加工像差校正、多焦点平行加工、二维面加工、三维体加工、脉冲时空整形、结构光加工等不同领域。对空间光调制器的原理进行了介绍,阐述了空间光调制器的全息图生成算法,并着重介绍了空间光调制器在超快激光加工领域中的应用。
激光光学 超快激光加工 空间光调制器 全息图 
激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111431
刘琦 1,*张楠 1杨建军 1,2
作者单位
摘要
1 南开大学 电子信息与光学工程学院 现代光学研究所, 天津 300350
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
实验研究了蓝色飞秒激光(1 kHz, 50 fs, 400 nm)在105 Pa(标准气压)和10-3 Pa两种不同气压环境下, 在单晶硅衬底的金属铬膜表面形成亚波长(~250 nm)一维周期性条纹结构的情况, 分析比较了入射激光能流、样品扫描速度、样品薄膜厚度等参数对表面条纹结构的影响.结果表明, 10-3 Pa的真空环境可以有效改善铬膜表面亚波长条纹结构的形成质量; 随着铬膜厚度的减小(100 ~25 nm),表面条纹质量逐渐提高, 但当铬膜太薄(≤ 25 nm)时材料表面易出现烧蚀不均匀现象; 另外, 随着飞秒激光能流密度的降低或扫描速度的增大, 条纹结构的空间周期将会减小, 此时条纹之间的沟槽内逐渐出现纳米线分布.
超快激光 亚波长结构 超快激光加工 薄膜 真空环境 Ultrafast laser Subwavelength structures Ultrafast lasers processing Thin films Vacuum environment 
光子学报
2018, 47(7): 0714001

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!