作者单位
摘要
国防科技大学理学院,湖南 长沙 410073
采用化学气相沉积方法和逆向气流策略,成功地可控合成了均匀、平整、结晶良好的单层、2H相、3R相以及螺旋结构硒化钨(WSe2)单晶,利用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼和光致发光光谱等表征进行测试分析,证实了WSe2具有优异的晶体质量。通过精确控制炉腔温度分布实现了不同原子层堆垛方式的生长调控,利用过饱和度理论分析推测出螺旋堆垛及位错臂的数量与不同过饱和度分布之间的关系,在螺旋的WSe2结构中观测到了两个数量级的二次谐波产生(SHG)增强,通过SHG偏振特性表征螺旋结构的偏转角度,揭示了层间耦合作用和内部应变对螺旋堆垛的影响,有助于推动二维半导体多相可控生长和光电物性调控研究。
材料 过渡金属硫族化合物 逆向气流化学气相沉积 螺旋堆垛 二次谐波产生 materials transition metal dichalcogenides reverse flow chemical vapor deposition spiral stacking second harmonic generation 
光学学报
2024, 44(4): 0416002
作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
近年来,红外微光学器件由于在红外传感与成像、红外探测等领域中具有重要的应用价值而得到了飞速发展,直接在硬脆材料衬底上制备的红外微光学器件更是在苛刻环境应用领域中具有不可代替的作用。针对此需求,已经有研究人员提出了多种高精密制造方法。其中,飞秒激光加工由于真三维加工等独特优势已经被广泛应用于各种复杂三维微纳结构的制备,也为解决硬脆材料红外微光学器件的制备问题提供了新的思路。从飞秒激光加工技术、常用红外光学材料以及基于飞秒激光加工的硬脆材料红外微光学器件的制备和应用方面入手,梳理了近些年此领域的发展情况,重点介绍了折射器件和衍射器件等红外微光学器件以及飞秒激光加工技术在红外传感与成像、红外探测等领域中的应用,并对飞秒激光加工硬脆材料红外微光学器件的发展趋势进行了展望。
激光技术 飞秒激光 硬脆材料 红外微光学器件 红外微光学应用 laser technique femtosecond laser hard and brittle materials infrared micro-optical devices infrared micro-optical applications 
中国激光
2024, 51(4): 0402405
顾军义 1李文琴 1苏轩 2,*徐杰 1,2,3郭斌 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院,广东 深圳 518055
2 哈尔滨工业大学郑州研究院,河南 郑州 450046
3 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150080
激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先利用田口正交阵列开展了不同参数下的清洗实验。随后采用信噪比(S/N)与方差分析(ANOVA)探讨了激光功率、扫描速度、搭接率与重复频率等工艺参数对油漆清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的影响。最后借助红外热成像与高速摄像技术,对激光清洗过程中的温度响应、羽流形成与消逝及漆层动态行为进行了观测。研究结果表明:搭接率是影响清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的最主要参数,扫描速度与激光功率的影响同样显著,而重复频率的影响不显著。CFRP表面油漆的激光去除机制主要以激光热效应造成的热烧蚀、气化为主。
激光技术 激光清洗 碳纤维增强复合材料 除漆机理 清洗工艺 laser technique laser cleaning carbon fiber reinforced composite materials paint removal mechanism cleaning process 
中国激光
2024, 51(12): 1202201
作者单位
摘要
1 之江实验室,浙江 杭州 311121
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
3 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
采用真空高温固相反应烧结技术制备了Ce∶Y3Al5O12(掺杂原子数分数为0.2%)与Al2O3复合相荧光陶瓷(简称Ce∶YAG-Al2O3),采用蓝光发光二极管(LED)芯片,以透射模式激发,系统研究了退火处理对荧光陶瓷发光性能的影响以及不同厚度与不同表面粗糙度的荧光陶瓷的发光性能的变化规律。结果表明,退火处理可明显改善荧光陶瓷的发光性能,且在相同激发条件下,随着荧光陶瓷厚度的增加,透射蓝光与荧光陶瓷所发出的黄绿荧光的强度比下降,色温降低,发光效率升高。陶瓷表面粗糙度的增加可明显提高荧光陶瓷的发光效率。对于同一荧光陶瓷样品,蓝光入射面的粗糙度小,光出射面的粗糙度大,有利于降低荧光陶瓷的色温,提高其发光效率。
材料 复合相荧光陶瓷 表面粗糙度 光电转换效率 色温 发光光谱 materials composite phosphor ceramic surface roughness photoelectric conversion efficiency color temperature luminescence spectrum 
中国激光
2024, 51(5): 0503001
作者单位
摘要
1 昆明理工大学材料科学与工程学院,云南 昆明 650093
2 云南省新材料制备与加工重点实验室,云南 昆明 650093
近红外光写入的光激励发光材料不仅能推进光激励发光材料在信息存储领域的实用化进程,也能在生物成像和编码方面发挥独到的作用。然而,近红外光写入型的高容量光激励发光材料仍旧十分缺乏。首先以具有热辅助紫外光激发增值填充容量的BaSi2O5∶Eu2+,Nd3+材料作为基础,进一步掺杂Yb3+离子实现近红外光的热转化,然后复合含有蓝、紫光发射的NaYF4∶Yb3+,Tm3+上转换发光材料,成功展示了980 nm激光调控的强度复用光存储。本研究不仅提供了一种高效的近红外光写入型的光激励信息存储材料,还表明了基于热辅助光激励发光材料构建高效近红外光写入的高简效性。
光激励发光材料 近红外光写入 热辅助激发 信息存储 photo stimulated luminescent materials near-infrared light writing thermal-assisted excitation information storage 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116005
顾有林 1,2,3,*张熙 1,3胡以华 1,2,3孟凡昊 1,3[ ... ]王思雨 1,3
作者单位
摘要
1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037
2 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
3 国防科技大学,安徽 合肥 230037
生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质,悬浮于空气中,以烟幕的形式存在,通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点,介绍了生物材料的吸收和散射特性,概括了生物材料单粒子、单分散凝聚粒子和多分散凝聚粒子的消光特性的表征方式,分析了影响生物材料消光特性的因素,总结了生物材料消光性能的测试方法。最后,本文提出了生物材料在复杂空间结构模拟精确化、消光特性影响因素分析多元性、消光特性测试标准化方面的发展趋势,以期为新型消光材料的制备和改进等提供有益参考。
材料 烟幕 消光特性 凝聚粒子 复折射率 materials smoke screens extinction properties aggregated particles complex refractive index 
中国激光
2024, 51(3): 0307302
作者单位
摘要
浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室,光电科学与工程学院,先进光子学研究中心,嘉兴研究院智能光子研究中心,浙江大学杭州国际科创中心,浙江 杭州 310027
作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚的研究兴趣。从物理机理、相位调控到正向设计方法,系统回顾了超构表面的设计原理。介绍了这些机理如何用于实现丰富的应用,包括功能复用、宽带宽、大视场、多层级联、非局域超构表面等,涵盖了最主要和最新的发展方向。最后,讨论了超构表面在走向实用化的道路上所面临的器件设计和加工制造上的挑战,并对领域未来的发展进行展望。
材料 超构表面 超构透镜 成像 光学全息 复用 消色差成像 materials metasurface metalens imaging optical holography multiplexing achromatic imaging 
中国激光
2024, 51(1): 0103001
作者单位
摘要
中国科学院宁波材料技术与工程研究所,激光极端制造研究中心,浙江 宁波 315201
随着多材料激光增材制造科学与技术的不断进步,一体化制备极端使役性能的大物性差异材料与元件成为可能。但大物性差异多材料增材制造成形界面问题尤为突出。根据大物性差异多材料激光增材制造成形的进展,笔者聚焦大物性差异材料的界面问题和界面优化方法,分别以激光吸收率差异、热物性差异、界面生成脆性相分类阐述界面问题,同时在工艺优化、功能梯度设计、复合制造三个方面对界面优化方法进行总结,为实现大物性差异材料的高质量成形提供参考。同时,阐述了大物性差异多材料激光增材制造建模与仿真研究进展,以期通过宏观和介观尺度模拟指导大物性差异材料的激光增材制造成形参数优化。最后对多材料激光增材制造大物性差异材料的应用和共性科学问题及技术挑战进行了展望与思考。
激光技术 大物性差异材料 多材料激光增材制造 界面缺陷 界面优化 laser technique materials with significant differences in physical properties multi-material laser additive manufacturing interface defect interface optimization 
中国激光
2024, 51(1): 0102003
Author Affiliations
Abstract
1 Zhejiang University, ZJU-UIUC Institute, Interdisciplinary Center for Quantum Information, State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation, Hangzhou, China
2 Zhejiang University, ZJU-Hangzhou Global Science and Technology Innovation Center, Key Laboratory of Advanced Micro/Nano Electronic Devices and Smart Systems of Zhejiang, Hangzhou, China
3 Zhejiang University, Jinhua Institute of Zhejiang University, Jinhua, China
Being invisible ad libitum has long captivated the popular imagination, particularly in terms of safeguarding modern high-end instruments from potential threats. Decades ago, the advent of metamaterials and transformation optics sparked considerable interest in invisibility cloaks, which have been mainly demonstrated in ground and waveguide modalities. However, an omnidirectional flying cloak has not been achieved, primarily due to the challenges associated with dynamic synthesis of metasurface dispersion. We demonstrate an autonomous aeroamphibious invisibility cloak that incorporates a suite of perception, decision, and execution modules, capable of maintaining invisibility amidst kaleidoscopic backgrounds and neutralizing external stimuli. The physical breakthrough lies in the spatiotemporal modulation imparted on tunable metasurfaces to sculpt the scattering field in both space and frequency domains. To intelligently control the spatiotemporal metasurfaces, we introduce a stochastic-evolution learning that automatically aligns with the optimal solution through maximum probabilistic inference. In a fully self-driving experiment, we implement this concept on an unmanned drone and showcase adaptive invisibility in three canonical landscapes—sea, land, and air—with a similarity rate of up to 95%. Our work extends the family of invisibility cloaks to flying modality and inspires other research on material discoveries and homeostatic meta-devices.
intelligent metasurfaces optical materials and structures deep learning 
Advanced Photonics
2024, 6(1): 016001
作者单位
摘要
1 喀什大学化学与环境科学学院新疆特色药食用植物资源化学实验室,新疆 喀什 844000
2 上海工程技术大学化学化工学院前沿医学技术研究院,上海 201620
采用共沉淀法制备了Bi2-xGa3.985O9∶1.5%Fe3+xEu3+(BGO∶1.5%Fe3+xEu3+x=0~2%)长余辉纳米粒子(PLNP),详细研究了Eu3+掺杂浓度及煅烧温度对BGO∶1.5%Fe3+ PLNP晶体结构和光学性质的影响。结果显示,最佳的PLNP组成为Bi1.99Ga3.985O9∶1.5%Fe3+,1%Eu3+,属于莫来石晶体结构,发射峰处于798 nm,在900 ℃煅烧1 h时,可获得高纯度的BGO∶1.5%Fe3+,1%Eu3+ PLNP,其平均电子陷阱能级深度为0.676 eV。与Fe3+单掺杂BGO∶1.5%Fe3+ PLNP相比,Eu3+共掺杂BGO∶1.5%Fe3+,1%Eu3+ PLNP后,荧光寿命(τav)从13.77 s增大至15.56 s,余辉发光时间从3 h延长至8 h以上。由于共掺杂BGO∶1.5%Fe3+,1%Eu3+ PLNP中存在从Eu3+到Fe3+的能量传递,共掺杂PLNP的余辉强度增大,发光时间延长。制备了长波长发射、具有余辉发光性能的BGO∶1.5%Fe3+,1%Eu3+ PLNP,该材料在生物成像、疾病检测及生物传感等领域具有巨大的应用潜力。
材料 近红外发光 长余辉纳米粒子 共掺杂 镓酸铋 materials near-infrared emission persistent luminescence nanoparticles co-doping bismuth gallium 
光学学报
2024, 44(2): 0216001

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