亚稳态氪原子饱和吸收光谱无调制激光稳频

利用亚稳态氪原子2P3/25p[5/2]3-2P3/15s[3/2]2饱和吸收光谱,分别使用电光调制器相位调制和声光调制器移频调制的方法,结合相敏检测,实现了钛宝石激光器相对于亚稳态氪原子的811.5 nm饱和吸收线的频率锁定.由获得的鉴频曲线以及误差信号估算,激光频率漂移从稳频回路开路时的超过8 MHz;减小到回路闭合时的约1 MHz,并可实现对激光频率数小时的稳定.该稳频后的激光光源被成功地用于激光冷却亚稳态氪原子各个稳定同位素.     

汽室对基于里德堡原子电场测量的影响及解决方案

基于里德堡原子的微波电场传感器克服了传统金属或介质传感器的不足,具有高灵敏度、高空间分辨力、宽频率范围、不影响原有电磁场结构以及自溯源的优点,成为微波电场测量的未来方向.但也存在不足:原子汽室的多次发射形成的驻波使得测量不确定度随频率升高而变大.文章通过仿真,分析了原子汽室驻波对测量结果不确定度的影响,然后提出用数字滤...     

基于铷原子钟的时差定位技术研究

针对当前时差定位系统中存在时间测量误差较大的问题,提出了基于高性能铷原子钟的时差定位技术,介绍了时差定位的模型、铷原子钟的工作原理和性能指标,并分别对传统时差定位系统和基于铷原子钟的时差定位系统的定位精度进行了仿真计算,结果显示基于铷原子钟的时差定位系统的定位精度较传统时差定位系统的定位精度提高了9倍多.     

基于半导体光放大器交叉增益饱和的波长转换的理论分析

建立了基于半导体光放大器交叉增益饱和的波长转换的理论模型。分别讨论了小信号下波长转换特性和大信号下转换波形的畸变情况。结果表明,半导体光放大器的载流子寿命是导致输出波形畸变的主要因素。     

多孔硅吸收光谱的研究

利用大电流剥离方法制备了多孔硅薄膜层，测定了其吸收光谱。结果发现其吸收边对应于可见光区域，同单晶硅吸收光谱相比，其吸收边发生了蓝移，并且吸收强烈。这说明多孔硅的能带结构较硅发生了改变，表现为一种新的能带结构特征。     

MOCVD反应室的计算机辅助设计

给出了ＭＯＣＶＤ反应室流体力学的模拟方法,介绍一个ＭＯＣＶＤ反应室设计软件。该软件通过模拟反应室内的气流分布、压力分布和温度分布情况,可用来检验现有反应室结构的合理性及设计新型反应室结构。作为分析实例,对入口区扩散气流对整个反应室气流分布的影响作了简单讨论。     

高阶色散和饱和非线性下的交叉相位调制不稳定性

从光纤中包含饱和非线性和高阶色散的耦合非线性薛定谔方程组出发,采用线性稳定性分析法,研究了高阶色散和饱和非线性对双光束交叉相位调制不稳定性的综合影响.研究表明,当四阶和二阶色散系数同号时,调制不稳定性增益谱可能出现一个新的远离零点的第二谱区,且该谱区由两个始终相连的小谱区组成;第一谱区的谱峰与第二谱区中靠近零点的小谱区的谱峰相当;在其他色散区,增益谱只存在一个谱区.而饱和非线性的存在则使每个谱区的谱宽、峰值增益大小随入纤功率的增大呈现出先增大后减小的特点,即对每个谱区而言,将出现两个不同的输入功率对应同一个不稳定增益峰值和谱宽的情形.     

白血病血清吸收光谱的研究

运用分光光度计对正常人与白血病患者的血清进行光谱检测,把这些光谱数据进行统计与分析,发现两者的差异,为医生无创确诊白血病提供一种新的思路。     

PECVD法低温形成纳米级薄介质膜击穿特性的实验研究

对等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)法制成纳米级SiOxNy薄膜组成的MIS结构样品,通过美国HP系列设备测试I-V特性、准静态及高频C-V特性.分析了薄膜I-V特性、击穿机理与各项电学性能;探讨了膜的击穿电场等电学参数以及击穿电场随反应室气压、混合气体比例、衬底温度的变化关系;给出了击穿等电性优良的PECVD形成SiOxNy薄介质膜的优化工艺条件.     

饱和非线性光纤正色散区的交叉相位调制不稳定性

在考虑到光纤饱和非线性效应的情况下,给出了同偏振、不同波长的两光波的慢变振幅满足的耦合非线性薛定谔方程组以及线性化后微扰满足的方程组。在光纤的正色散区,分析并讨论了交叉相位调制不稳定增益谱随两光波输入功率变化的规律。结果表明,与饱和非线性光纤中自相位调制不稳定性的增益谱类似,交叉相位调制不稳定增益谱的临界扰动频率、峰值增益大小随两光波输入功率的增大也呈现出先增大后减小的特点,而二者随两光波输入功率变化的快慢都与两扰动的频率大小有关,即会出现两个不同的输入功率对应同一个不稳定增益峰值和临界扰动频率的情形。     

Rb蒸汽中5S1/2→5P3/2激光激发的速度选择粒子数密度和饱和效应

利用一步激发的饱和吸收光谱技术测量了激发态Rb(5P3/2)态的原子密度,在激光线宽远小于Doppler线宽条件下。在激光功率40μW至5mW的范围内,测量了吸收系数,得到了5P3/2态的速度选择布居数密度。通过Rb空心阴极灯发出的5D→5P3/2窄谱线的吸收测量,也可以测得5P3/2态的原子密度,二种测量方法所得结果符合得很好。约2%基态原子被单模半导体激光器激发到5P3/2态。     

半导体泵浦铷蒸气激光器理论与实验对比研究

以三能级速率方程理论为基础,结合具体实验,研究了单程泵浦铷蒸气激光器的输出特性.理论计算了铷激光器中泵浦光线宽、输出耦合率和铷室温度的最佳取值范围,以及输出功率与泵浦功率关系曲线,并分别与实验进行了对比.结果显示实验值与理论结果符合较好,验证了计算模型的适用性.     

基于DOAS技术的SO2浓度分析仪研究

为了实时监测工业烟气中SO2的排放,设计了一种基于差分吸收光谱技术的SO2浓度分析系统。该系统采用差分吸收光谱技术原理,在深入研究差分吸收光谱数据处理方法的基础上,在实验室状态下获取了与仪器分辨率相匹配的SO2标准吸收截面,采用光路反射设计和透紫石英镜片,改进了气体池结构。结果表明,该系统的实时测量浓度值与标准浓度值有较好的一致性,能够满足对SO2气体排放的高精度实时监测要求。     

基于TDLAS技术的空气气压精确测量

基于可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术,通 过测量水汽吸收线的展宽,实现了气体压力的精确测量。实验中光源被 分为两束,一束通过压力可调的样品池获得吸收光谱数据,另一束通过FP标准具用以波 长定标。选取 水汽在7243cm－1附近的两条吸收线, 利用测得的10～20kPa之间的水汽吸收线压力展宽值对 HITRAN数据库中的空气展宽系数进行校正。实时测量了参考气压值从30～100kPa时的 水汽吸收线压力展宽,计算得到气压值并与参考气压进行比较,不同参考压力下利用水汽7243.075cm－1 和7242.370cm－1处吸收峰计算结果与参考气压值的偏差分别分布于0.9%附近和2.0%附近,两条吸收谱线 测量结果波动均小于0.2%。实验测量结果与参考值几乎一致,且同一条件不同次测量结果波 动较小,证明了TDLAS技术应用于实时环境气压精确快速测量的可行性。     

测量铜原子亚稳态密度的饱和吸收法

提出了测量连续脉冲放电余辉期激活粒子亚稳态密度的饱和吸收方法,在两台分别作为探测光源和吸收池的溴化亚铜激光器测量系统中得到证实。观察和讨论了D_(5/2)亚稳态能级布居在脉冲间隔的弛豫特性。     

用于Rb蒸气激光泵浦的可调谐窄线宽半导体激光器

由于Rb蒸气的吸收峰随缓冲气体气压存在漂移,利用体布拉格光栅(VBG)实现线宽压窄的同时,实现泵浦半导体激光器中心波长的可调谐也是十分必要的。本文采用国内封装的半导体激光阵列(LDA),利用VBG的温度特性,实现了线宽不大于0.3nm的同时,激光器中心波长从779.89nm到780.35nm可调谐。该激光器可以通过叠阵方式用于Rb蒸气的泵浦和激励。     

Jet vapor deposition of organic guest-inorganic host thin films for optical and electronic applications

The optical and electronic properties of organic molecules suggest application in hybrid optical-electronic integrated circuits and thin film devices, but pure, high quality, organic solid films are difficult to make. A better approach is to trap organic molecules as guests at high concentration in a durable host-guest film. Polymer, plastic, and sol-gel films can serve as hosts,^1–3but their properties are less than ideal, and the techniques for making them time consuming and involved. Here we describe our Jet Vapor Deposition (JVD) technology for trapping complex organic dyes in hard, adherent inorganic hosts. Jet vapor deposition is the only vapor deposition technique able to make organic-ceramic films, and it offers a number of advantages over other approaches. Individual organic guests can be trapped at high doping levels of several percent, and the possible combinations of guest and host are nearly unlimited. The properties of vapor deposited ceramic hosts are superior to those of polymer hosts. Deposition at high rate and room temperature enables reliable, high throughput, economic production, and renders JVD compatible with semiconductor vapor deposition technology. Here we review the principles of JVD, describe experimental applications to thin film waveguides, lasers, and chemical sensors, and discuss some of the properties of JVD host-guest materials.     

a-SiNx:H薄膜的热丝化学气相沉积及微结构研究

为了研究热丝温度对a-SiNx:H薄膜性能的影响,采用热丝化学气相沉积法,以SiH4,NH3,H2为反应气源,改变热丝温度沉积薄膜。通过紫外-可见光吸收谱、傅里叶红外透射光谱、光致发光光谱等测试手段对薄膜发光特性、微观结构及键合情况进行表征与分析。从测试情况可知,当热丝温度为1645℃时,H含量最大,N含量最小,同时其折射率最高,薄膜材料的有序度增大;当热丝温度为1713℃时,H含量减少,N含量达到最大,且随着热丝温度增大,薄膜中N含量又开始下降,内部缺陷态密度增加。结果表明,热丝法制备a-SiNx:H薄膜的热丝温度最佳值在1596℃~1680℃之间,此时所制备的薄膜折射率为2.0,适合应用于硅基太阳能电池减反射膜层,且具有较充分的氮、氢含量,薄膜结构、性能稳定。     

NH3的腔增强吸收光谱检测技术

为了研究腔增强吸收光谱技术是否能用于NH₃气体浓度的检测,采用扫描腔长的方法,以分布反馈式可调谐半导体激光器作光源,用两块高反射率平凹透镜（反射率约为99.9%,曲率半径约为1m）组成的光学谐振腔作吸收池,搭建腔增强吸收光谱装置。在34cm长的吸收池内测量NH₃气体分子在1.5μm附近的弱吸收谱线;通过不断增加NH₃气体浓度来改变腔内压强,每充入一次NH₃都测量并保存一次吸收光谱。通过数据处理,分析谱线宽度随气体浓度变化的关系以及吸收度随腔内压强增加的变化情况,发现都能呈现出良好的线性关系,并对残差噪声进行统计分析,得到了3.3×10-8cm-1的最小探测灵敏度。结果表明,高探测灵敏度的腔增强吸收光谱技术,可以实现NH₃气体浓度的测量,并能得到较好的探测精度。     

激光吸收光谱自适应滤波处理算法研究

研究了激光吸收光谱自适应滤波处理算法,提出了一种改进的激光吸收光谱测量系统方案,激光器发射的激光经分束器分成三路,分别构成测量通道、定标通道和参考通道,数据采集电路同步获取三个通道信号数据,定标通道数据用于波长锁定和浓度定标,参考通道信号数据包含了与测量通道相关的噪声,以此为基础构建了自适应噪声抵消器,降低了噪声对测量通道的影响,提高了气体浓度反演的精度。