α和β晶型酞箐铜纳米颗粒的光谱研究

在水溶液中分别对α和β晶型酞菁铜(CuPc)初始粉末进行激光消融制备得到了其相应的纳米颗粒.X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV-Vis)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对其分析表明激光消融前后酞菁铜相应的两种晶型均没有发生变化,说明α和β晶型的酞菁铜在激光消融过程中都是稳定的,激光消融作为制备这两种晶型酞菁铜纳米颗粒的方法是简单有效的.     

α和β晶型酞箐酮纳米颗粒的光谱研究

在水溶液中分别对α和β晶型酞菁酮（CuPc）初始粉末进行激光消融制备得到了其相应的纳米颗粒。X射线衍射（XRD）、紫外可见光谱（UV－Vis）和傅立叶变换红外光谱（FT－IR）对其分析表明激光消融前后酞菁铜相应的两种晶型均没有发生变化，说明α和β晶型的酞菁铜在激光消融过程中都是稳定的，激光消融作为制备这两种晶型酞菁铜纳米颗粒的方法是简单有效的。     

金红石型纳米TiO_2的液相激光烧蚀合成

利用浸入聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水溶液中的金属钛片为靶材,采用1064nm红外脉冲激光进行液相激光烧蚀制备了金红石型纳米TiO2。应用XRD、TEM、HRTEM和Raman对产物进行表征,并对其形成机理进行了探讨。结果表明:金红石型纳米TiO2可通过液相激光烧蚀法在室温下一步合成,颗粒平均粒径约50nm,尺寸分布比较窄,分散性较好。脉冲激光诱导的瞬间等离子体可能是金红石型纳米TiO2形成的主要原因。     

脉冲激光沉积制备Ge纳米薄膜的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Ar环境下于Si基片上制备出Ge纳米薄膜.用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)观测了薄膜的微观结构和形貌,分析了它们随激光能量密度和衬底温度的变化情况.结果表明:Ge薄膜在室温下即可以结晶,其平均品粒尺寸随脉冲激光能量密度的增大而增大.当脉冲激光能量密度为0.94 J/cm2时,所制备的薄膜由约13 nm的颗粒组成;当脉冲激光能量密度增大为1.31 J/cm2时,颗粒的平均尺寸增大为56 nm,凡薄膜表面变得比较均匀.此外,当衬底温度从室温升到450℃过程中,晶粒平均尺寸随温度升高而增大.在实验基础上,对薄膜的生长机理进行了分析.     

利用准分子激光制备晶体和半导体的纳米粒子

利用准分子脉冲激光（ＸｅＣｌ，λ＝３０８ｎｍ）对Ｓｉ，红宝石和钛宝石靶进行消融，从而得到ＳｉＯ２和红宝石、钛宝石的钠米级粉末。用透射电镜对粉末的物质形态进行分析，并对消融产生的纳米颗粒在其颗粒大小及分布上予以分析统计。     

纳米玻璃和晶体的光谱特性研究

1984年，德国科学家HGleiter等人采用情性气体原位加压成形法第一个制得块状纳米固体。从这以后，纳米材料的制备方法得到长足的发展。到目前为止，制各纳米材料的方法主要有以下几种：惰性气体凝聚法，溅射法，激光制备法等。激光制备法又分三种，即激光气相合成、激光波相沉淀和激光消融。激光消融是用激光直接照射材料表面，通过对材料的消融而得到纳米颗粒。当激光照射在不透明的物质上时，会产生多种效应，其中包括加热、熔融、气化、电离以及热应力、应力被、烧蚀部击波等力学效应，这些效应使材料消融共产生金相组织变化，形成缺陷…     

低功率密度激光合成金刚石的相变机制

为了延长激光法合成纳米金刚石的有效作用时间从而提高合成效率,提出采用功率密度低、脉宽长的毫秒脉冲激光照射循环水介质中石墨颗粒合成纳米金刚石的新工艺。高分辨透射电镜(HRTEM)及X射线衍射(XRD)分析结果表明,产物中含大量具有球形单晶体结构或五重孪晶结构的金刚石颗粒(平均颗粒尺寸约为5 nm)。通过对纳米金刚石微观组织结构的分析以及理论计算测算出低功率密度(106W.cm-2)毫秒脉冲激光照射时石墨颗粒表面可达到最高温度5300 K,认为该功率密度毫秒脉冲激光照射石墨颗粒时,不能产生碳等离子体,只能使石墨颗粒熔融,得到液态碳。因此生成纳米金刚石的相变机制为:激光脉冲开始时,石墨颗粒吸收激光能量快速升温并达到熔融状态,激光脉冲过后,碳液滴迅速冷却,金刚石形核并长大得到纳米晶。     

利用准分子激光制备Cu，Al化合物的纳米粒子

利用准分子脉冲激光（ＸｅＣｌ，λ＝３０８ｕｍ）对Ｃｕ，Ａｌ靶进行消融，从而得到Ｃｕ，Ａｌ化合物的纳米级粉末。ＣＵ的产物为（ＣｕＯ）６·Ｃｕ２Ｏ，Ａｌ的产物为Ａ１Ｎ。用透射电镜对粉末进行分析，并对消融产生的纳米颗粒在其颗粒大小及分布上予以分析统计。结果表明，（ＣｕＯ）６·Ｃｕ２Ｏ粒子的平均直径为１１ｕｍ，Ａ１Ｎ粒子的平均直径为６ｕｍ左右，基本符合对数正态分布。     

飞秒激光烧蚀氯金酸水溶液制备金纳米粒子

利用波长为800nm、脉宽为30fs的脉冲激光聚焦后烧蚀氯金酸(HAuCl4·3H2O)水溶液制备了金纳米粒子,借助紫外-可见吸收光谱、透射电镜形貌、X射线衍射谱和选区电子衍射谱分析了氯金酸水溶液浓度、激光脉冲能量和分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量等对金纳米粒子粒径及其分布的影响。实验结果表明:金纳米粒子的表面等离子体共振吸收峰约在530nm波长处;在其他条件不变的条件下,较低的溶液浓度、较高的激光能量和较高的PVP添加量有利于获得粒径较小、粒径变化范围较窄且分散性较高的金纳米粒子;制备的金纳米粒子绝大多数为球形,并具有多晶结构,金纳米晶体的(111)、(200)、(220)和(311)晶面都有较强的X射线衍射峰;金纳米粒子的生长过程分为团聚和吸附两个阶段。     

脉冲激光改性金属纳米薄膜的等离子体特性

在室温环境下,实验采用Nd\:YAG光纤脉冲激光器辐照银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)三种光滑连续的金属薄膜,制备出了对应的三种金属纳米颗粒薄膜。通过调节激光扫描速率可以实现三种金属纳米颗粒薄膜的局域表面等离子体共振(LSPR)波长和强度的调谐。其中,Ag纳米颗粒薄膜在可见光波段的等离子体吸收峰的波长和强度均表现出较宽的调谐范围,Cu纳米颗粒薄膜在可见光波段的等离子体吸收峰的波长和强度均表现较小的调谐范围,Al纳米颗粒薄膜在紫外光波段的等离子体吸收峰窄而尖锐,且LSPR波长调谐范围也较小。与激光辐照前的三种金属薄膜相比,激光辐照后生成的三种金属纳米颗粒薄膜出现了更强的表面增强拉曼散射信号。有限差分时域仿真模拟出的样品的电场强度分布与实验得到的表面增强拉曼散射结果一致。     

激光烧蚀法制备氧化锌纳米颗粒及其光谱特性

采用激光烧蚀法，在不同功率条件下，制备出氧化锌纳米颗粒，并对其进行了尺寸表征、光致发光和拉曼光谱测量。结果表明：在不同功率条件下获得的氧化锌纳米颗粒尺寸分布均为10～50 nm，但是随着激光烧蚀功率的增加，颗粒的凝聚程度增大，导致其光致发光谱发生红移;而其拉曼光谱不发生变化。最后，对氧化锌纳米颗粒的激光烧蚀机制进行了解释。     

飞秒激光光镊轴向力的计算与分析

光镊已成为捕获和操纵微米尺度粒子和生物细胞的有效手段，而目前常用的光镊光源为连续激光或长脉宽的脉冲光。提出飞秒激光光镊的概念．将飞秒激光序列脉冲视为对连续光的周期抽样，借助于连续光光镊的分析方法，建立了飞秒激光光镊对电介质微粒产生的轴向光学力的理论模型。给出影响捕获微粒的主要因素，指出存在最佳束腰半径和被捕获粒子半径。数值计算结果表明选取合适的飞秒激光脉冲能量、束腰半径、脉冲波长以及微粒与周围媒质的相对折射率．微米尺寸的微粒完全能被飞秒激光稳定捕获。综合考虑被捕获微粒所受的脉冲式光学梯度力、重力和布朗惯性力的作用，讨论了飞秒激光光镊轴向光学梯度力的脉冲式特点及实现稳定捕获的条件。     

160 W激光二极管抽运电光调Q主振荡功率放大器绿光激光器

介绍了激光二极管抽运的高重复频率、大能量绿光固体激光器研制成果。激光器采用电一光调Q，主振荡功率放大器（MOPA）结构。根据放大器的设计要求，研制了抽运功率达12kW，占空比为15％的激光二极管侧抽运Nd：YAG棒状激光模块。在重复频率500Hz，脉冲宽度15ns条件下，实现了单脉冲能量1．27J的1064nm输出，光束质量β小于2．5。采用Ⅱ类相位匹配KTP晶体外腔倍频，在基频能量1J，重复频率400Hz，抽运功率密度67MW／cm^2时，获得大于405mJ的绿光输出（平均功率达160W），倍频效率约为40％，绿光光束质量β〈5。     

基于嵌入式技术的可控光纤激光脉冲光源

为了得到一种功率可控的光纤激光脉冲光源,采用窄脉宽低重频脉冲光作为种子源,以掺镱光纤为增益介质,利用嵌入式控制技术和脉冲抽运技术,实现了全光纤脉冲激光的多级放大和信噪比提升。结果表明,此种光源输出稳定、信噪比良好,不仅降低了热效应危害,还增强了抽运能量的提取效率,可以作为一般大功率光学系统的光源使用,具有良好的应用价值,市场前景广阔。     

一种新型皮秒脉冲激光器

一种新型皮秒脉冲激光器由序列脉冲激光的产生、单脉冲激光的选取、放大和倍频等部分组成,激光器工作物质选用Nd∶YAG晶体,用两个格兰棱镜分别作为起偏器和检偏器,激光器的振荡级利用被动锁模染料产生的锁模序列脉冲激光,经过单脉冲选择器选取出其中的一个单脉冲激光,再经激光器放大部分的放大和倍频晶体的倍频后,激光器最终输出能量为120mJ,脉冲宽度为100ps,波长为532nm的单脉冲激光,其功率约为1.2×109W,功率密度约为4.2×109W/cm2,系统的外触发同步精度优于2μs。     

复合脉冲深度激光打孔的实验研究

为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物主要靠高峰值功率密度的激光脉冲串,并研究了脉冲能量、脉冲宽度、打孔方式等不同激光参量下的激光打孔效果。结果表明,与长脉冲激光单独激光打孔相比,复合脉冲激光打孔能大幅减小穿孔时间,对脉宽2ms、单脉冲能量2.9J的长脉冲,复合脉冲打孔速率提高2.3倍,所需能量减少20%,且脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,打孔速率越快。此研究为复合脉冲打孔的激光器选择提供了依据。     

532 nm nanosecond pulse laser triggered synthesis of ZnO2 nanoparticles via a fast ablation technique in liquid and their photocatalytic performance

Cubic phase zinc peroxide nanoparticles (ZnO₂ NPs) with an average diameter of ca. 9–15 nm have been synthesized via a fast nanosecond pulse laser ablation in liquid technique (PLAL), using H₂O₂ aqueous solution as the ablation media and a 532 nm pulsed laser as the irradiation source and low-cost zinc powder as the solid target. Both the laser energy and ablation time potentially have a substantial influence on the formation of ZnO₂ NPs. Due to its relatively high oxidation level as well as its hydrophilic wetting behavior, the as-synthesized ZnO₂ NPs exhibit efficient photocatalytic degradation ability of Rhodamine B (RB) whilst remaining stable to photodegradation. The possible mechanisms of the photocatalytic behavior have been discussed in what follows.     

机载激光雷达探测大气气溶胶时人眼安全的数值分析

采用美国ANSI标准,定量分析了机载环境激光雷达进行气溶胶探测时激光脉冲眼睛安全最大阈值能量、激光束发散角及高度的关系;计算了当1064 nm和532 nm激光脉冲能量相等时不同高度上激光脉冲眼睛安全最大阈值能量;同时模拟计算了激光脉冲眼睛安全系数SL与1064 nm和532 nm的激光脉冲能量、高度的关系,为我国第一台机载大气探测激光雷达探测气溶胶提供了激光脉冲能量设置的理论依据.     

一种新的大功率激光能量测试系统设计与分析

根据几何光学及物理光学中光的折射和反射理论,通过分析以往实验数据统计出在一定入射角范围内反射率为定值的规律特性,计算了不同偏振态激光和自然光的反射率;根据计算结果并结合本单位实际保障条件,设计了一种新的大功率激光能量测试系统;利用该测试系统对不同波长、不同脉冲能量激光进行了实际测试,发现了自然光与脉冲激光在相同条件下反射率差异,得出了利用该测试系统测试大功率激光脉冲能量时入射角应小于10°的结论.     

电光激励碘原子激光器的研制

为了开展大能量脉冲碘原子激光技术研究,采用氙灯抽运方法研制了一台电光激励光解碘激光器系统,并进行了相关的实验研究,获得了近700mJ的单脉冲激光能量。介绍了该激光器的原理和技术路线,对实验结果进行了比较分析。实验结果表明,这类激光器具有结构简单、输出能量高等特点,适用于工业加工、诊断技术等领域的应用。