PbSe量子点掺杂玻璃的制备及表征

采用高温熔融法,经过两步热处理,成功制备了PbSe量子点(QD)掺杂的硅酸盐玻璃.当热处理温度为550℃、热处理时间为1～10 h时,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测量表明,玻璃中,生成的PbSe QD平均尺寸为5～6 nm.随着热处理时间的延长(3～8 h),玻璃中生成的PbSe QD尺寸增大.近红外荧光(...     

PbSe量子点的制备与近红外波段光学性质研究

通过化学溶液体系中反应温度与原料配比的控制获得了尺寸分布均匀的窄带隙半导体PbSe量子点。利用吸收光谱、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等手段研究了化学溶液法制备的PbSe量子点形貌、尺寸分布及红外吸收等特性。结果表明,所获得的量子点尺寸分布均匀,结晶性良好,并实现了第一吸收峰在885 nm～2 200 nm范围内可调的PbSe量子点。     

PbSe量子点光纤激光器的数值模拟

提出了一种新型的光纤激光器--掺量子点的光纤激光器(QDFL).在QDFL中,利用PbSe量子点具有大发射截面的特点,将PbSe量子点作为激光器的激活介质,对QDFL进行了计算机数值模拟.数值计算了掺PbSe量子点光纤激光器的激光功率及饱和长度,并给出了不同输出镜反射率对激光功率的影响.结果表明:与传统的掺镱离子的光纤激光器相比,QDFL的输出激光功率更高,增益系数更大,光纤的饱和长度较短.QDFL的激光功率与光纤长度密切相关,饱和功率与掺杂浓度无关.改变谐振腔出射镜的反射率,可以改变激光功率.这些结果有待于实验的证实和检验.     

CdSe/ZnS和PbSe量子点光纤及光纤放大器研究进展

近年来,纳米晶体(量子点)以及量子点光纤、量子点光纤放大器成为一个研究热点。介绍了CdSe/ZnS和PbSe量子点的光谱特性以及量子点的吸收-辐射截面,表明量子点具有强的吸收和发射。总结了低浓度和较高浓度CdSe/ZnS量子点掺杂光纤、熔融法及溶胶凝胶法制备PbSe量子点光纤材料的最新研究进展,分析了两种方法制备量子点光纤材料的优缺点,概述了PbSe量子点光纤放大器的研究近况,展望了量子点光纤的应用前景。     

全正常色散锁模PbSe量子点光纤激光器的数值研究

为突破传统光纤激光器因增益介质为稀土掺杂光纤,辐射波长相对固定的困境,由于量子点尺寸依赖的辐射波长,本文提出全正常色散锁模PbSe量子点光纤激光器,通过数值计算得到了1.7μm稳定的耗散孤子锁模,并系统地数值研究了使用该激光器输出耗散孤子的启动动力学、谐振腔内激光的演化和激光器的稳态输出特性,探索了增益光纤的长度和浓度、谐振腔的长度对输出特性的影响。当泵浦功率为0.1 W时,最佳的增益光纤长度为0.3 m,掺杂浓度为12×10²¹ m^-3,此时的脉冲宽度为7.59 ps,光谱的宽度为13.77 nm,耗散孤子在单模光纤长度为2～7 m范围内保持稳定。当被动光纤长度为0.1 m时,激光器输出了22个峰、包络宽度为22.33 nm的多波长激光,光谱覆盖了1678～1724 nm,此时时域中观察到一对间隔为4 ps、单脉冲宽度为0.92 ps的孤子对。该研究结果对超快量子点光纤激光器的建立和优化提供了理论指导,为特殊波长超快光纤激光提供了新的选择。     

量子点红外探测器研究进展

量子点红外光电探测器(QDIP)凭借自身的优点,未来很有可能与碲镉汞(HgCdTe)红外探测器、量子阱红外光电探测器(QWIP)和非制冷微测辐射热计相竞争。目前,普遍采用自组织方法生长量子点,研究主要集中在:①隧道量子点红外探测器(T-QDIP);②量子阱中量子点(DWELL)红外探测器;③Si基QDIP;④Ge QDIP。本文阐述正在研究的几种QDIP,并对下一代传感器用QDIP进行预测。     

纳米晶体PbSe的吸收光谱特性及光纤掺杂工艺

测量了直径为5.5nm的人工纳米晶体(量子点)PbSe的近红外吸收光谱.根据量子点浓度、量子点粒度以及Beer-Lambert定律,确定了其吸收截面的峰值.研究了实验室量子点光纤样品制备的掺杂工艺,初步探索出抽真空法、注射法、毛细渗透法几种较为可行的掺杂方案.研究了适合于用作量子点光纤纤芯的材料,得到了一种与普通石英光纤折射率非常接近的硅酸溶胶.     

PbSe缓冲层表面微结构的演化及PbTe量子点的制备

用分子束外延技术在BaF2衬底(111)晶面上生长了PbSe单晶薄膜,研究了不同Se/PbSe束流比(Rf)对薄膜表面形貌的影响.在无Se束流(Rf=0)下制备的PbSe薄膜表面呈现三维岛状结构.当Rf较小(例如0.2)时,样品表面呈现三角形孔状结构特征,孔的尺寸随Rf的增大而减小.当Rf较大(0.6)时,样品表面的三角形孔消失,出现单原子层厚度的螺旋结构.螺旋由台阶环构成,平面尺寸为1～3μm,表面台阶平均宽度为150nm,台阶间高度差为一个单原子层(1ML=0.354nm).PbSe薄膜表面微结构的演化是由于Se束流改变了薄膜中的应变弛豫方式,从而改变了薄膜的生长模式引起的.最后,我们在以螺旋结构为特征的PbSe缓冲层表面自组织生长了PbTe量子点,观察到两种高度分布的量子点.     

纳米晶体PbSe的吸收光谱特性及光纤掺杂工艺

测量了直径为5.5nm的人工纳米晶体(量子点)PbSe的近红外吸收光谱.根据量子点浓度、量子点粒度以及Beer-Lambert定律,确定了其吸收截面的峰值.研究了实验室量子点光纤样品制备的掺杂工艺,初步探索出抽真空法、注射法、毛细渗透法几种较为可行的掺杂方案.研究了适合于用作量子点光纤纤芯的材料,得到了一种与普通石英光纤折射率非常接近的硅酸溶胶.     

PbSe缓冲层表面微结构的演化及PbTe量子点的制备

用分子束外延技术在BaF2衬底(111)晶面上生长了PbSe单晶薄膜,研究了不同Se/PbSe束流比(Rf)对薄膜表面形貌的影响.在无Se束流(Rf=0)下制备的PbSe薄膜表面呈现三维岛状结构.当Rf较小(例如0.2)时,样品表面呈现三角形孔状结构特征,孔的尺寸随Rf的增大而减小.当Rf较大(0.6)时,样品表面的三角形孔消失,出现单原子层厚度的螺旋结构.螺旋由台阶环构成,平面尺寸为1～3μm,表面台阶平均宽度为150nm,台阶间高度差为一个单原子层(1ML=0.354nm).PbSe薄膜表面微结构的演化是由于Se束流改变了薄膜中的应变弛豫方式,从而改变了薄膜的生长模式引起的.最后,我们在以螺旋结构为特征的PbSe缓冲层表面自组织生长了PbTe量子点,观察到两种高度分布的量子点.     

PbSe缓冲层表面微结构的演化及PbTe量子点的制备

用分子束外延技术在BaF2衬底（111）晶面上生长了PbSe单晶薄膜，研究了不同Se/PbSe束流比（Rf）对薄膜表面形貌的影响. 在无Se束流（Rf=0）下制备的PbSe薄膜表面呈现三维岛状结构. 当Rf较小（例如0.2) 时，样品表面呈现三角形孔状结构特征，孔的尺寸随Rf的增大而减小. 当Rf较大（0.6）时，样品表面的三角形孔消失，出现单原子层厚度的螺旋结构. 螺旋由台阶环构成，平面尺寸为1～3μm，表面台阶平均宽度为150nm，台阶间高度差为一个单原子层（1ML=0.354nm) . PbSe薄膜表面微结构的演化是由于Se束流改变了薄膜中的应变弛豫方式，从而改变了薄膜的生长模式引起的. 最后，我们在以螺旋结构为特征的PbSe缓冲层表面自组织生长了PbTe量子点，观察到两种高度分布的量子点.     

基于钬掺杂ZBYA玻璃光纤的中红外激光研究

与传统的ZBLAN（ZrF₄-BaF₂-LaF₃-AlF₃-NaF）玻璃相比,ZBYA（ZrF₄-BaF₂-YF₃-AlF₃）玻璃有着更加良好的热稳定性和化学稳定性。制备出ZBYA玻璃光纤,采用1150 nm拉曼光纤激光器作为泵浦源,使用Ho³⁺掺杂的ZBYA光纤作为增益介质实现了～2.9μm波长的激光输出,最大输出功率达到了137 mW,斜率效率为8.9%。研究结果表明ZBYA玻璃光纤是一种潜在的用于实现中红外波段激光的增益材料。     

硫系玻璃红外光纤的特性和应用研究

本文综述了硫系玻璃红外光纤的材料特性和应用研究,并展望了该材料的发展前景。     

量子点红外光子探测器的研究进展

迄今为止关于量子点红外光子探测器（QDIP）的研究已有众多文献发表,涉及量子点生长、系统设训、建模、表征与测量等各方面,对近年来国外文献报道的QDIP技术的进展进行了总结和综述,简要描述了QDIP研发的方法和思路,给出了近期国外研制的一些QDIP的性能,介绍了今后实现高性能QDIP的若干发展方向,尽管QDIP已成功地用于单元探测器和焦平面器件,但作为一种新兴技术,QDIP仍不成熟,短期内直接替代HgCdTe似乎还不可能．     

新型铋掺杂玻璃的超宽带光放大

研究了几类可用于超宽带光纤放大器的新型增益介质,实现了铋掺杂玻璃覆盖多个光通信窗口的光放大.     

超宽带发光铋掺杂玻璃及光纤的研究进展(特邀)

自诺贝尔奖获得者高锟提出可用玻璃光纤代替传统电缆传输线,利用光波导传输光信号的方法来实现信息传输以来,人们就一直致力于优化现有光纤的性能和探索新的光纤激光介质材料。目前,用于光通信系统的光纤激光器和光放大器的增益光纤多见于稀土离子掺杂玻璃光纤,然而稀土离子固有的f-f跃迁导致较窄的传输带宽已经无法满足日益剧增的网络数据传输需求。铋(Bi)离子是继过渡金属离子、稀土离子后的第三类激活离子,是激光材料领域发展的新方向。目前,Bi掺杂玻璃光纤已经在1 150～1 550 nm和1 600～1 800 nm范围内实现了激光输出和光信号放大。这充分说明了Bi掺杂玻璃光纤有望解决现有数据传输能力不足的问题,成为新一代光纤激光器和放大器的增益材料。因此,文中主要介绍Bi掺杂玻璃和光纤的研究进展,分析Bi掺杂玻璃及光纤材料目前存在的问题,并展望了未来的研究方向。