布里渊光子晶体光纤环形移频器

通过实验研究了一种光子晶体光纤环形移频器,该移频器基于布里渊频移原理,利用光子晶体光纤布里渊增益高、阈值低的特点,同时利用光纤环形腔选频放大技术获得窄线宽高增益激光输出。实验结果表明:在波长为1 548 nm单纵模光纤激光泵浦下,10 m长光子晶体光纤的受激布里渊散射阈值功率约为457mW,环形腔输出的受激布里渊散射Stokes光相对于入射光移频量为9.778GHz、线宽500 kHz,并且移频量可以通过温度进行微调。该移频器可以用于分布式光纤布里渊传感器和微波发生器。     

介质化学结构对受激布里渊散射特性的影响

为了研究介质化学结构与受激布里渊散射(SBS)的关系,分析了介质化学结构对极化率、电致伸缩系数、增益系数、声子寿命、布里渊频移、吸收系数和光学击穿阈值等受激布里渊散射特性的影响。讨论了不同介质SBS特性有差异的因素。     

尼龙紧包光纤的布里渊频移和温度监测研究北大核心

面向布里渊散射测温的应用领域,针对同一传感线路升温条件下,尼龙紧包光纤与裸纤的布里渊频移和温度值变化关系,介绍了布里渊散射监测原理,设计了基于BOTDA技术的尼龙紧包光纤和裸光纤的测温实验方案。分析了布里渊频移与温度间关系曲线斜率、频移量的偏离变化;探讨了同温度时布里渊频移曲线特征和频移值变化规律;提出了适合紧包光纤测温的条件。     

高负载脉宽可调双池受激布里渊散射系统的实验研究

为了提高双池受激布里渊散射(SBS)系统的能量转换效率和负载能力,在布里渊放大池和产生池中选用布里渊频移接近的不同介质,利用Nd：YAG调Q激光对其特性进行了实验研究。与同种介质的双池系统相比,不仅能保持足够的能量转换效率,而且能够有效地提高其负载能力和稳定性。分析和讨论了双池间距对受激布里渊散射性能的影响。     

K9玻璃与熔石英玻璃中纵向受激布里渊散射的脉宽压缩和能量提取效率

以K9玻璃与熔石英玻璃代替传统的液体或气体作为纵向受激布里渊散射(LSBS)样品,波长1.064μm,脉宽12 ns的单纵模电光调QNd∶YAG激光器作抽运光,实验上以脉宽压缩和后向斯托克斯(Stokes)散射光频移为标志,测到后向斯托克斯散射光线宽和散射光脉宽压缩比。研究了纵向受激布里渊散射样品的长度、抽运光能量大小、材料种类对纵向受激布里渊散射脉宽压缩效应和散射光能量提取效率的影响。实验结果表明,熔石英与K9玻璃的受激布里渊散射发生阈值、饱和阈值、散射光能量提取效率、散射光脉冲波形均相近,K9玻璃可以成为一种更廉价的受激布里渊散射介质。针对170 mm的熔石英玻璃样品,找到了纵向受激布里渊散射的发生阈值、饱和阈值,并得到了较高的散射光能量提取效率,从100 mm的熔石英玻璃中获得了87%的散射光能量提取效率,而从170 mm的熔石英中获得了90%左右的散射光能量提取效率。实验数据拟合的规律曲线印证了数值模拟结果。     

单频保偏掺Yb光纤放大器中的受激布里渊散射实验研究

实验研究了单频单模保偏掺Yb光纤放大器中的受激布里渊散射(SBS)效应。采用前向抽运的两级级联掺Yb光纤放大器,研究了保偏光纤放大器中的受激布里渊散射的光谱变化特性。理论计算的单模光纤的布里渊频移和SBS阈值与实验测试的结果进行了比较。在光纤放大器前后两端观察到多级次的斯托克斯(Stokes)谱线和多级的反斯托克斯(anti-Stokes)谱线,这是由级联受激布里渊散射和四波混频过程产生的。     

增益损耗型受激布里渊散射的矢量模型与仿真

从麦克斯韦方程和材料密度方程出发,详细推导了受激布里渊增益和损耗同时存在时的矢量模型。推导过程中,从数学表达式上阐述了电致伸缩效应对受激布里渊散射的作用。理论分析发现布里渊增益谱和损耗谱参数(谱宽和频移)并不完全一致。推导出了琼斯空间和斯托克斯空间中的矢量模型,建立了一个较完整的关于受激布里渊散射的基础理论模型,可以为研究基于布里渊散射的偏振效应、偏振牵引和双折射测量提供支持。最后,基于此矢量模型进行仿真分析,得到了平均布里渊增益和双折射大小以及偏振态的关系。     

受激热散射与布里渊散射的竞争及其共轭特性

研究了因掺杂硝酸铜而具有不同吸收系数的丙酮液体作为主振荡功率放大(MOPA)系统相位共轭镜时．液体中受激热散射(STS)与受激布里渊散射(SBS)之间的竞争及其相位共轭输出特性。结果显示．随着吸收系数的增加．受激热瑞利散射(STRS)将抑制受激布里渊散射或受激热布里渊散射(STBS)而成为主导过程．且其增益随着吸收系数的增加而增加．能量相对起伏随着吸收系数的增加而降低：由于阈值效应．弱抽运时受激热瑞利散射与受激布里渊散射一样将丢失原始波前中较弱的相位信息：在适当的吸收系数和抽运条件下利用吸收液体中的受激热瑞利散射获得高品质相位共轭是完全可能的。     

双光纤双参量布里渊光时域分析传感技术的研究

对于布里渊分布式光纤传感器(DOFS),温度或应变的变化都会引起布里渊频移谱改变,因此存在交叉敏感问题。在以往对布里渊光时域反射(BOTDR)计的双参量传感研究中,采用单根光纤,通过同时检测布里渊频移和功率变化,实现双参量传感。但对于布里渊光时域分析(BOTDA),由于受激布里渊散射的偏振相关性,不能实现对受激散射光功率的准确检测,因此难以实现单光纤的双参量传感。针对这一问题采用温度和应变系数不同的双光纤进行双参量传感。先测量了几种常用光纤的温度和应变布里渊频移系数,然后选择G652和G652成缆两种光纤,通过构建系数矩阵,由两根光纤的布里渊频移计算得出温度和应力,从而实现了温度分辨率25℃左右,应变分辨率约为200με的双参量传感。     

基于光纤光栅的微波扫描单边带调制法测量光纤布里渊散射特性

利用光纤布拉格光栅(FBG)和马赫-曾德尔电光调制器实现了单边带光调制输出。基于微波扫描的单边带调制技术提出了一种测量光纤受激布里渊散射(SBS)特性的方法,可有效地将布里渊频移与布里渊增益谱的测量统一起来。对一段50m长的光子晶体光纤(PCF)的SBS特性进行了测量,得到了PCF的SBS谱的布里渊频移为9.7443GHz,布里渊增益谱线宽为22.472MHz,布里渊增益系数为7.874×10-12 m/W。     

GaAs表面处理及其椭圆偏振仪、俄歇电子能谱与X-光电子谱的特性测定

用椭圆偏振仪、俄歇电子能谱仪(AES)和X-光电子谱仪(XPS)等对经pH=7±0.05的H_2O_2-NH_40H溶液化学腐蚀或用NH_4OH:H_20=1:10和HCl:H_2O=1:1进行清洗后的GaAs表面残余氧化层厚度、折射率、纵向组分分布和Ga(3d)与As(3d)结合能变化等进行测定.三者实验结果对应很好.化学腐蚀后的GaAs表面有一层氧化物层,然后是氧化物与GaAs混合的过渡层,直至GaAs衬底.从NH_4OH:H_2O=1:10清洗后GaAs表面残余氧化层厚度,表面C吸附量和Ga/As的波动看,它均比用HCl:H_2O=1:1清洗为优,故用它作为GaAs在化学腐蚀后的清洗是可取的.     

La2O3-SnO2材料乙醇气敏性能与催化活性间关系

通过测量La2O3-SnO2的气敏性能和催化活性,考察了La2O3对SnO2气敏性能和催化性能的影响,同时讨论了该材料对甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)的灵敏度与其催化氧化反应间的关系。结果表明:300℃时,掺杂w(La2O3)为3%时,可使乙醇的转化率从84.5%提高到100%,对体积分数为1×10-4的乙醇的灵敏度由11.06提高到53.22。说明目标气体的反应活性越高,其灵敏度也越高。掺杂La2O3提高乙醇气体的灵敏度的原因是因为增加了SnO2表面乙醇反应中的耗氧率。     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜     

锌掺杂量对In_2O_3电导和气敏性能的影响

用化学共沉淀和热处理法于pH11.5～12.5时,用(NH4)2CO3作沉淀剂,制备了Zn2+掺杂的In2O3微粉。研究了Zn2+掺杂量对In2O3气敏元件电导和气敏性能的影响。结果发现,ZnO与In2O3可形成有限固溶体In2-xZnxO3(0≤x≤0.10);In1.95Zn0.05O3气敏元件在223℃工作温度下,对浓度为4.5×10–7mol/L的C2H5OH的灵敏度高达174.4,且选择性也好。     

金属氧化物-SnO_2材料气敏与催化性能间关系

通过在SnO2中分别掺杂质量分数3%的MgO、ZnO和La2O3,考察其对SnO2气敏性能和催化性能的影响,讨论了元件的选择性、灵敏度与材料催化活性间的关系。300℃时,掺杂MgO和La2O3分别使乙醇的灵敏度由11.1增加至41.5和55.2,同时乙醇的转化率由84.5%提高至91.5%和100.0%,而对甲烷的灵敏度和催化活性均无影响。表明气体反应强烈影响其灵敏度,乙醇的灵敏度与其反应的耗氧率呈近似线性关系。     

经Al_2O_3与SiO_x钝化的多孔硅及其光致发光特性

在一定偏压下用ＡｌＣｌ３＋Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋Ｈ２Ｏ混合液对多孔硅进行了后处理．经过处理的多孔硅与未经处理的多孔硅相比,其发光强且稳定．通过对样品进行红外吸收谱的测试和分析,指出在后处理样品表面形成的Ａｌ２Ｏ３与ＳｉＯｘ结构是多孔硅发光增强和稳定性得到提高的原因．     

Ni2+掺杂In2O3纳米粉体的制备及其气敏性能研究

以InCl3.4H2O、Ni(NO3)2.6H2O和柠檬酸为原料,通过sol-gel法制备了Ni2+掺杂的In2O3纳米粉体,并通过XRD、TEM对产物进行了结构、形貌的测量和表征。结果表明:前驱体经650℃热处理后,得到粒径约为30 nm的粉体。将产物制作成气敏元件,采用静态配气法测试其气敏性能,发现在工作电压为4.5 V时对体积分数为50×10–6的乙醇的灵敏度达到117,响应时间达9 s,而且对其它气体有较好的抗干扰性,有望开发成为对乙醇检测的敏感材料。     

薄GaAs层化学腐蚀及它的表面结构

用pH=7±O.05的H_2O_2-NH_4OH溶液,在5±1℃,对晶句是(100)的高阻或浓度为2×10~(13)cm~(-3)的n型GaAs衬底进行腐蚀试验.发现腐蚀速率不但与搅拌有关,且在最初半分钟左右或开始250～500(?)的GaAs腐蚀,其腐蚀速率比更长时问或更深腐蚀时要快得多.分析表明,NH_4OH向GaAs与溶体界面的扩散很可能是腐蚀过程的限制步骤.对腐蚀后的残余氧化层进行测试分析,认为化学腐蚀后在表面有一层极薄的氧化物层,接着是过渡层.用HCI或NH_4OH水溶液清洗则可去除氧化物层并缩小过渡层.     

溶剂热法制备立方钛酸钡纳米晶

将钛酸丁酯和适量乙醇混匀后,与氯化钡水溶液在溶剂热条件下反应制备立方钛酸钡纳米晶。结果表明:以KOH为矿化剂,r(Ba:Ti)为1.1,φ(乙醇)为25.0%和150℃反应12h,可得平均粒径为60nm左右、分散性较好的钛酸钡纳米晶。当乙醇用量增大时,产物的粒径减小,分散性降低;随着r(Ba:Ti)的增大,产物粒径减小。当r(Ba:Ti)为1.6时,产物的平均粒径可减小至35nm左右;矿化剂的种类、反应温度和反应时间对产物的形貌及晶体结构没有影响。     

Interfacial Reaction‐Directed Synthesis of Ce–Mn Binary Oxide Nanotubes and Their Applications in CO Oxidation and Water Treatment

Interfacial oxidation–reduction reaction is herein developed to prepare hollow binary oxide nanostructures. Ce–Mn nanotubes are fabricated by treating Ce(OH)CO₃ templates with KMnO₄ aqueous solution, where MnO₄^? is reduced to manganese oxide and the Ce³⁺ in Ce(OH)CO₃ is simultaneously oxidized to form cerium oxide, followed by selective wash with HNO₃. The resulting Ce–Mn binary oxide nanotubes exhibit high catalytic activity towards CO oxidation and show significant adsorption capacity of Congo red. Moreover, guided by the same interfacial‐reaction principle, binary oxide hollow nanostructures with different shapes and compositions are synthesized. Specifically, hollow Ce–Mn binary oxide cubes, and Co‐Mn and Ce‐Fe binary oxide hollow nanostructures are achieved by changing the shape of the Ce(OH)CO₃ templates from rods to cubes, by changing the tempates from Ce(OH)CO₃ nanorods to Co(CO₃)_0.35Cl_0.20(OH)_1.10 nanowires, and by replacing the oxidant of KMnO₄ with another strong one, K₂FeO₄, respectively. This work is expected to open a new, simple avenue for the general synthesis of hollow binary oxide nanostructures.