Hg0.72Cd0.28Te扫描隧道谱的模型解释

本工作应用截面扫描隧道显微镜（XSTM）研究了分子束外延生长的Hg_0.72Cd_0.28Te薄膜。扫描隧道谱（STS）测量显示, 此碲镉汞材料的电流-电压（I/V）隧道谱呈现的零电流平台宽度（隧道谱表观带隙）比其实际材料带隙增大约130%,说明存在明显的针尖诱导能带弯曲（TIBB）效应。应用扫描隧道谱三维TIBB模型计算发现低成像偏压测量时获取的I/V隧道谱数据与理论计算结果有令人满意的一致性。然而较大成像偏压时所计算的I/V谱与实验谱线在较大正偏压区域存在一定偏离。这是由于目前的TIBB模型未考虑带带隧穿,缺陷辅助隧穿等碲镉汞本身的输运机制对隧道电流的影响造成的。     

脉冲激光诱导TiO2/SiO2薄膜表面损伤性能实验

高功率的激光系统对光学元件的抗激光损伤性能的要求不断提高。主要研究薄膜在脉冲激光诱导作用下的损伤特性及其机理,实验采用YAG脉冲激光器对TiO2/SiO2薄膜样片进行1-on-1方式的激光诱导。实验结果表明：采用低能量激光诱导对薄膜的光学透过率影响不大。经低能量激光诱导后,薄膜的表面结构缺陷得以修复,表面结构趋于完整,变得均匀和细腻。脉冲激光诱导TiO2/SiO2薄膜样片,激光能量阶较小时,其损伤阈值随能量增加而增加,损伤阈值最大可增加1倍;激光能量阶较大时,其损伤阈值随能量增加而减小。     

脉冲激光对石英基底Ta2O5/SiO2滤光膜的损伤效应研究

随着高能激光系统的发展,对光学薄膜抵抗激光损伤能力的要求越来越高,而激光脉宽是脉冲激光对薄膜损伤行为的重要影响因素。针对Ta₂O₅/SiO₂多层膜,基于1-on-1测试方法,分析其在飞秒、皮秒、纳秒激光作用下的损伤特性。测得800 nm飞秒激光作用下的损伤阈值为1.67 J/cm²; 532 nm和1 064 nm皮秒激光作用下的损伤阈值分别为1.08 J/cm²和1.98 J/cm²; 532 nm和1 064 nm纳秒激光作用下的损伤阈值分别为9.39 J/cm²和21.57 J/cm²,并使用金相显微镜观察了滤光膜的损伤形貌。实验结果表明：飞秒激光对滤光膜的损伤机理主要是多光子电离效应,而皮秒和纳秒激光对滤光膜的损伤机制主要是热效应。滤光膜在飞秒激光作用下的损伤阈值与皮秒激光作用下的损伤阈值相当,纳秒激光作用下的损伤阈值要高一个数量级,透射通带外损伤阈值约为通带内损伤阈值的2倍。     

CO2激光抑制熔石英损伤增长的研究进展

综述了熔石英光学材料激光诱导损伤增长机制,定性地描述了CO₂激光抑制损伤增长的物理过程。总结了近几年CO₂激光修复所取得的进展,最后阐述了目前CO₂激光抑制损伤增长所存在的问题和今后需努力突破的方向。     

光子晶体光纤CO2气体传感器的研究

为了能高灵敏度地检测CO₂气体的体积分数,基于红外光谱吸收原理,设计了一种以9m长的空芯光子晶体光纤作为传感单元的CO₂气体传感器。利用该传感器测量了不同体积分数的CO₂在同一吸收波长下的吸收光谱图。结果表明,气体的吸收光强和气体的体积分数之间呈线性变化,与比尔-朗伯定律一致;传感器的灵敏度可达4.389×10-5W。可通过加长光子晶体光纤的长度,来增加气体吸收的有效距离,使传感系统获得较高灵敏度。     

飞秒激光作用下光整流晶体的损伤阈值分析

光整流效应是产生太赫兹波的有效途径之一,而产生高功率太赫兹波则需要采用高强度的飞秒激光激励光整流晶体,但激光强度过大会造成晶体损伤,从而严重影响高功率太赫兹波的输出。因此,对光整流晶体的损伤阈值进行研究具有重要的理论意义与实用价值。通过对飞秒激光与非线性光整流晶体材料相互作用物理过程进行分析,建立了飞秒激光作用下光整流晶体损伤阈值的预估模型,比较分析了铌酸锂、碲化锌和硒化锌三种晶体材料的损伤阈值随飞秒激光脉宽的变化规律。结果表明,当飞秒激光的脉宽相对较小时,光致电离在整个作用过程中占主导地位,随着脉宽的增大,雪崩电离逐渐起主要作用;雪崩电离速率和光致电离速率均与晶体的禁带宽度密切有关,光整流晶体材料禁带宽度越大,晶体材料的损伤阈值越高;铌酸锂晶体的损伤阈值明显高于碲化锌和硒化锌晶体,更适合用于高功率太赫兹波的产生。     

KDP晶体激光损伤的研究

报道了散射颗粒、焦斑面积和非线性吸收等对ＫＤＰ晶体激光损伤的影响。研究了ＫＤＰ晶体的多脉冲损伤。     

重频脉冲CO2激光损伤K9玻璃的实验

对脉冲CO2激光在不同重频模式下损伤K9玻璃进行了实验研究。采用输出能量为10 J,脉宽为90 ns,重复频率在100 Hz至300 Hz之间连续可调的脉冲CO2激光器,对K9玻璃样品进行了激光损伤实验,观察到两次不同重频条件下样品的损伤形貌。实验结果表明,重频越高,对样品的损伤程度就越严重;应力损伤成为K9玻璃激光损伤的最主要的原因,在重频强激光的辐照下,K9玻璃表面出现强烈的等离子体闪光,伴随明显的熔融气化破坏,并形成等离子体爆轰波。爆轰波对玻璃材料产生了严重的力学冲击作用,这种应力作用足以对K9玻璃造成毁灭性破坏。运用有限元分析对激光辐照K9玻璃的温度与应力分布进行仿真,其计算结果与实验基本吻合。     

高重频激光对激光导引头的干扰效果

讨论了高重频激光对激光导引头的干扰机理,分析了高重频干扰激光的重复频率、干扰功率和激光导引头波门宽度、自动增益控制(AGC)等因素对干扰效果的影响.研究发现干扰激光频率不满足"频率波门关系"也可取得很好的干扰效果,并对其进行了理论分析.     

CO_2激光对长波红外HgCdTe探测器干扰的分析

激光干扰是对抗精确制导武器、保卫己方目标的重要方式.针对高功率CO2激光对某光导型长波红外HgCdTe探测器的干扰损伤进行了理论分析与实验研究.根据实验结果,利用激光辐照探测器的温升理论模型,计算了温升随辐照时间和功率的关系,并和CO2激光器辐照光导型长波红外HgCdTe探测器的实验结果进行了对比.理论和实验结果表明,此探测器的干扰阈值为16.5W/cm2,损伤阈值为126W/cm2.实验结论对研究激光干扰星载探测器技术具有一定的参考价值.     

中波高重频激光干扰非线性响应现象试验研究

针对中波探测器被中波高重频激光干扰时出现的非线性问题,设计了中波高重频激光器干扰制冷型中波HgCdTe焦平面探测器的干扰试验,分析了干扰出现的非线性响应输出现象,并得到了中波HgCdTe焦平面探测器干扰出现非线性响应时的阈值。     

重频光脉冲对半绝缘GaAs光导开关损伤分析

通过波长为1 064 nm的重频激光光脉冲触发半绝缘GaAs光导开关损伤测试实验,观察脉冲激光触发过程中光电导开关电阻率的变化,对比低重频(1 kHz)和高重频的激光脉冲对GaAs光电导开关芯片的损伤阈值,分析了不同重复频率的激光脉冲引起光导开关芯片材料光损伤的主要原因,并探讨了损伤机理。研究表明,在重复频率激光作用下GaAs光导开关芯片材料的破坏阈值比在单脉冲作用下低,且不同重复频率的激光辐照下材料表面的温升速率不同。当激励光脉冲重复频率较低(1 kHz)时,芯片内的温升效应不显著,此时光损伤与重复频率无明显依赖关系,主要损伤机制为微损伤累积;而当重复频率较高时,开关材料内热积累引起的损伤占主要地位。     

高峰值功率皮秒激光系统KTP 和β-BaB2O4 倍频技术研究

文中对非线性光学晶体KTiOPO4（KTP）和β BaB2O4(BBO)在窄脉宽300ps,峰值功率2×109W激光系统中倍频技术进行了实验研究和理论分析,在基频光(1064nm)能量为550mJ时,KTiOPO4的二倍频效率达到60％;β BaB2O4二倍频效率达到40％。并对KTiOPO4进行了损伤阈值实验,得出其损伤阈值为1.13GW/cm2,这对使用KTP晶体在皮秒级脉宽时获得最佳非线性转换而可能实现的功率密度提供了参考依据。     

重复率脉冲激光作用下光学薄膜的激光损伤研究

利用介质薄膜中包裹物的热理论模型,结合S.Papernov等利用电子束蒸发技术在熔融石英上沉积含Au包裹物的HfO2薄膜实验,定出了Au的吸收截面.以包裹物Au为例计算了脉冲激光作用下不同包裹物半径对损伤阈值的影响,分析了重复率脉冲激光作用下薄膜损伤阚值的变化及重复频率与激光损伤阈值的关系.     

小型高重复频率TEACO2激光器的研究

本文叙述了一种小型高重复频率TEACO2激光器,其激光模式为TEM00,远场发散全角≤4mard,基模激光能量87.8mJ,脉冲宽度36.5ns,基模激光峰值功率>0.9MW,激光重复频率130Hz(最高重复频率255Hz),能以50Hz的重复频率连续长期工作,其工作寿命>1×107次.     

混合频率激光对CCD探测器损伤机理

为了进行对CCD探测器的损伤机理的探索研究,提出了采用双光束合成器件产生混合频率激光的原理与方法．利用Zemax软件模拟了双光束合成器件,同时对远场光斑进行了采集．基于热传导和热弹性力学的基本关系式建立了混合频率激光辐CCD探测器遮光铝膜层的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行了半解析求解,计算得到混合频率激光辐照CCD探测器的遮光铝膜层的瞬态温度场和环向热应力场,并通过数值仿真比较了不同工作模式激光光源对CCD的损伤效果．     

高重复频率脉冲激光对光学薄膜的损伤

本文介绍了光学薄膜在高重复频率脉冲激光作用下的损伤阈值，与单次脉冲激光相比下降了二个数量级。论文并探讨了在高重复频率激光作用下光学薄膜损伤的主要原因及提高损伤阈值的方法。     

高能激光器中晶体薄膜的研究与特性分析

介绍了用于大功率YAG激光器以及中红外激光器中晶体光学薄膜的用途、特性和制备方法。利用计算机膜系优化软件对膜系进行设计后,得到了损耗小、利于制备、重复性好的膜系结构。为了详细说明,以YAG板条晶体和ZnGeP2晶体为例,讨论了晶体不同工作表面薄膜在研究与镀制过程中的潮解、吸收以及污染等主要技术问题。通过特性测试和激光损伤试验对比,验证了以APS离子源辅助沉积的膜层损伤阈值增加,附着力增强,机械强度和环境稳定性得到了明显改善。目前相关的晶体薄膜应用在两种高能激光器中分别达到了16 kW/cm2和5 kHz下