基于碲化铋纳米片的全光可控调Q光纤激光器

通过光学自组装方法制备了碲化铋可饱和吸收器件,并获得了该器件的非线性光学响应特性。将可饱和吸收体引入掺铒光纤激光器中,在抽运功率为170mW时,获得中心波长为1564.94nm,脉冲宽度为2.91μs的激光输出。通过外加连续光对非线性吸收器件进行调制,实现了脉冲持续时间和重复频率可调控的调Q光纤激光输出。     

沙堡脉冲的作用及故障检修

沙堡脉冲是彩电在色、亮度处理通道中利用一些电路而形成形似城堡一样的脉冲波形，它起到色同步选通、行场消隐、双稳态触发以及亮度、黑电平箝位等作用。沙堡脉冲的波形是由三部分构成的(如图1)，最顶部的为3．5μs的窄脉冲，是色同步选通脉冲；中部的为11．8μs脉冲，为行消隐脉冲；最底部的为1350μs宽脉冲，为场消隐脉冲。故此，如果     

基于特种玻璃光纤的中红外拉曼激光器研究进展

高功率中红外光纤激光器在基础科学研究、大气通信、环境监测和国防安全等领域有着重要应用。拉曼光纤激光技术是实现中红外激光的一种重要手段,通过级联拉曼运转可在光纤透过窗口内输出任意波长激光。目前,以碲酸盐、氟化物或硫系玻璃光纤作为拉曼增益介质,研究者分别研制出工作波长为3.77μm的二级级联拉曼激光器和波长调谐范围覆盖2～4.3μm的中红外拉曼孤子光纤激光光源。最近,本研究组制备出一种具有高稳定性、高抗激光损伤阈值、大拉曼频移和高拉曼增益系数的氟碲酸盐玻璃光纤,并以其作为拉曼增益介质,先后实现了波长调谐范围覆盖1.96～2.82μm的中红外拉曼孤子激光以及～3μm处的"拉曼孤子雨",初步验证了该氟碲酸盐玻璃光纤在中红外拉曼光纤激光器方面的应用潜力。主要对国内外中红外拉曼光纤激光光源的研究进展进行了总结,介绍了碲酸盐、氟化物、硫系以及氟碲酸盐玻璃光纤材料的特点及相应的拉曼光纤激光器,并对发展趋势进行了展望。     

二维材料调制的掺铥脉冲光纤激光器的研究进展

2μm波段掺铥脉冲光纤激光器由于在人眼安全、激光雷达、生命科学、光通信和医疗等领域有着重要的应用,近年来成为新型光纤激光器的研究热点。以石墨烯为代表的二维材料因其优良的可饱和吸收特性引起人们的广泛关注。分析了碳纳米管、石墨烯、黑鳞及拓扑材料等二维材料作为可饱和吸收体在掺铥脉冲激光器中的应用和发展。对国内外基于二维材料的掺铥脉冲光纤激光器的研究进展进行了综述,并对其未来的发展前景进行了展望。     

双调Q复合腔Nd：YAG—Cr^4＋：YAG激光器的研究

报道一种有实用价值的、构思新颖的双调Q，双波长输出的Nd：YAG-Cr^2 ：YAG激光器。在由两个平凹腔耦合而成的复合腔中，Cr^2 ：YAG晶体既作为可饱和吸收体对Nd：YAG发射的1．06gm激光被动调Q，又作为增益介质在1．06μm激光脉冲作用下发射中心波长1．44μm的激光脉冲。该激光器实现了1．06μm激光被动调Q和1．44μm激光增益调Q的双波长激光振荡．输出的1.06μm和1．44μm激光脉冲的能量和脉冲宽度分别为18mJ，52ns和0．25mJ，19ns；后者的脉冲宽度约为前者的三分之一。理论上，根据Cr^2 ：YAG的能级结构和复合腔特点，分析了双调Q的工作机理；从速率方程出发导出双调Q复合腔激光器输出的1．44μm激光脉冲宽度和腔内1．06μm激光功率的关系。1．44μm激光脉冲时间宽度的理论计算值(21．7ns)与实验结果(19ns)基本相符。     

完全MBE生产长的内含吸收型光栅GaAlAs／GaAs多量子阱增益耦合型...

我们首次完全采用ＭＢＥ技术成功地制作了内含吸收型光栅的ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ量子阱增益耦合型分布反馈式半导体激光器，激光器在室温下的激射波长为８６０ｎｍ，单模单端输出光脉冲峰值功率超过２０ｍＷ。器件在至少０－８０℃的范围内始终保持单纵模激射，作为初步结果，条宽为５－６μｍ的氧化物条件形结构器件的脉冲工作阈值电流约为７００ｍＡ。     

时间分辨扩散拟合方法提取生物组织散射特性

大多数生物组织是一种混浊介质，在０．６～１．３μｍ的红光与近红外光波段具有高的前向散射和低吸收的特点。超短脉冲光在组织中传输时，将因漫散射合脉冲展宽。脉冲形状与散射吸收特性有关。本文提出一种基于扩散近似理论的扩散似合方法，用于提取不同位置的散射特性。     

高消光比超短脉冲产生的实验研究

实验研究了一种高消光比短脉冲的产生技术。利用色散补偿光纤线性压缩由增益开关分布反馈激光器出射的光脉冲。而后利用电吸收调制器的非线性吸收特性同步调制光脉冲。利用这种方法在实验上产生了重复频率为10GHz，脉宽为10．4ps，抖动小，高消光比，无基座的短脉冲。此种技术可以应用于40Gbit／s的光时分复用系统中，同时也说明电吸收调制器具有同号脉冲整形功能。     

用高破坏阈值半导体可饱和吸收镜进行Yb:YAB激光器锁模的研究

掺Yb^3 介质作为1μm波段全固态超短激光脉冲发射最有前途的激光介质受到普遍关注。与掺Nd^3-介质相比它具有更宽的发射谱线，因此更容易实现1μm附近宽调谐激光运转以及超短脉冲的产生；而它的吸收波长与InGaAs二极管激光器相匹配，可用于研制紧凑廉价的半导体激光抽运全固态激光器。此外，掺Yb^3 介质能级结构简单，避免了激发态吸收、浓度猝灭和上转换等不必要的激光损耗。     

基于非平衡模式的碲镉汞高工作温度探测器

本文回顾了当前国内外高工作温度碲镉汞红外探测器的技术路线和相应的器件性能,在碲镉汞器件暗电流的温度特性分析的基础上,讨论了基于非平衡工作模式的碲镉汞探测器的基本原理、器件结构设计和暗电流机制,探讨了吸收层全耗尽碲镉汞器件性能与器件结构参数、材料晶体质量的关系,明确了其技术要点和难点,展望了碲镉汞高工作温度器件技术的发展趋势。     

光子晶体光纤的中红外超连续谱的产生与控制

设计了一种低损耗高非线性的碲化物PCF（光子晶体光纤）.采用分布傅里叶算法求解非线性薛定谔方程,数值模拟了基于PCF的中红外波段SC （超连续谱）的产生与控制.分析了PCF参量及泵浦光源参数对SC的影响,得出SC宽度和平坦度随PCF长度、色散参量以及泵浦脉冲峰值功率、初始宽度的变化规律.仿真结果表明,中心波长为2μm、脉冲峰值功率为20kW、脉冲宽度为100fs的泵浦光在PCF中传输15cm 时,SC谱宽可达1330-3450nm,且具有良好的平坦度.     

中红外玻璃光纤材料及拉曼激光光源研究进展(特邀)

高功率中红外光纤激光光源在前沿科学研究、空间光通信、医学诊断与治疗、环境污染监测和光电对抗等领域有着重要应用。拉曼光纤激光光源输出波长灵活，原则上可以在光纤材料透过窗口范围内获得任意波长激光，是实现中红外激光输出的一种重要手段。目前，基于硫系玻璃光纤、氟化物玻璃光纤、碲酸盐玻璃光纤等中红外玻璃光纤材料，已实现工作波长位于3.77μm的拉曼光纤激光器、平均输出功率为3.7 W的2 231 nm拉曼光纤激光器和波长调谐范围覆盖2～4.3μm的拉曼孤子激光光源。近期，笔者研究组制备出一种具有高热学和化学稳定性、高激光损伤阈值、大拉曼频移和高拉曼增益系数的氟碲酸盐玻璃光纤，并利用其作为非线性介质，先后实现了级联拉曼散射、级联拉曼光纤放大器、波长调谐范围覆盖1.96～2.82μm的拉曼孤子激光以及波长为～4μm的红移色散波，验证了氟碲酸盐玻璃光纤在中红外拉曼光纤激光光源研制方面的应用潜力。主要介绍了氟化物、硫化物及碲酸盐玻璃光纤材料的特点及相应的拉曼激光光源的相关研究进展，并对其未来发展趋势进行了展望。     

碲镉汞高工作温度红外探测器

基于当前红外探测器技术的发展方向,从高工作温度红外探测器应用需求的角度分析了碲镉汞高工作温度红外探测器在组件重量、外形尺寸、功耗、环境适应性及可靠性方面的优势。总结了欧美等发达国家在碲镉汞高工作温度红外探测器研究方面的技术路线及研究现状。从器件暗电流和噪声机制的角度分析了碲镉汞光电器件在不同工作温度下的暗电流和噪声变化情况及其对器件性能的影响;总结了包括基于工艺优化的Hg空位p型n-on-p结构碲镉汞器件、基于In掺杂p-on-n结构和Au掺杂n-on-p结构的非本征掺杂碲镉汞高工作温度器件、基于nBn势垒阻挡结构的碲镉汞高工作温度器件及基于吸收层热激发载流子俄歇抑制的非平衡模式碲镉汞高工作温度器件在内的不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的基本原理,对比分析了不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的性能及探测器制备的技术难点。在综合分析不同技术路线高温器件性能与技术实现难度的基础上展望了碲镉汞高工作温度器件技术未来的发展方向,认为基于低浓度掺杂吸收层的全耗尽结构器件具备更好的发展潜力。     

吸收激光辐射的推进

介绍了吸收远距离发射的高功率激光辐射获得推进的物理现象的实验研究结果。使用兆瓦峰值功率的脉冲CO2激光器，进行了脉冲和稳态两种模拟实验。稳态模拟实验是在以石墨、丙烯树脂、氟化锂作为固体推进剂的真空室内进行的。脉冲实验包括：用冲击摆测量推力、壁压描迹和用条纹摄影机记录推断激光激励的的脉动式空气喷气发动机（其中空气用作燃料）效率的等离子体速度。结果表明，对于稳态推进，仅用激光汽化合适的固体推进剂，就可能获得高的推力与激光功率比（约10~100达因/瓦）。然而，对高比冲量（约1000秒），有必要以稳定的方式把能量输送给蒸汽。这可能要求气体推进剂，并对无喉部喷嘴中稳定加热的吸收特性进行外部控制。脉动式空气喷气发动机实验得到的推力与激光功率之比约为沘达因/瓦。为了提高推进剂质量利用的效率，希望使用具有较高功率的较短的激光脉冲。     

完全 MBE 生长的内含吸收型光栅 GaAlAs／GaAs 多量子阱增益耦合型分布反馈式半导体激光器

我们首次完全采用ＭＢＥ技术成功地制作了内含吸收型光栅的ＧａＡＩＡｓ／ＧａＡｓ量子阶增益耦合型分布反馈式半导体激光器．激光器在室温下的激射波长为８６０ｕｍ，单模单端输出光脉冲峰值功率超过２０ｍＷ．器件在至少０℃到８０℃的范围内始终保持单纵模激射．作为初步结果，条宽为５～６μｍ的氧化物条形结构器件的脉冲工作阈值电流约为７００ｍＡ．     

1.06μm激光在海水中传输特性的研究

分析了1.06μm脉冲激光信号与海水中各种物质的相互作用关系,分别就海水中水分子、浮游植物、黄色物质、悬浮颗粒与1.06μm脉冲激光的吸收和散射特性展开研究,最终构建了1.06μm脉冲激光在海水中的传输特性模型。该模型的建立,为采用1.06μm脉冲激光监测海洋环境参数奠定了理论基础。     

基于银纳米棒饱和吸收体的2μm脉冲激光特性

制备了吸收波长为2μm的银纳米棒(ANRs),并将其作为可饱和吸收体应用于2μm被动调Q激光器中。采用结构紧凑的直线腔设计,实现了稳定的激光二极管抽运2μm被动调Q脉冲激光运转。在吸收抽运功率为5.73 W的情况下,获得的调Q平均输出功率为118mW,重复频率和脉冲宽度分别为24.32kHz和1.455μs。     

替代衬底上的碲镉汞长波器件暗电流机理

基于暗电流模型,通过变温I-V分析长波器件(截止波长为9~10μm)的暗电流机理和主导机制.实验对比了不同衬底、不同成结方式、不同掺杂异质结构与暗电流成分的相关性.结果表明,对于B+离子注入的平面结汞空位n~+-on-p结构,替代衬底上的碲镉汞(HgCdTe)器件零偏阻抗(R0)在80 K以上与碲锌镉(CdZnTe)基碲镉汞器件结阻抗性能相当.但替代衬底上的HgCdTe因结区内较高的位错,使得从80 K开始缺陷辅助隧穿电流(I_(tat))超过产生复合电流(I_(g-r)),成为暗电流的主要成分.与平面n~+-on-p器件相比,采用原位掺杂组分异质结结构(DLHJ)的p~+-on-n台面器件,因吸收层为n型,少子迁移率较低,能够有效抑制器件的扩散电流.80 K下截止波长9.6μm,中心距30μm,替代衬底上的p~+-on-n台面器件品质参数(R0A)为38Ω·cm2,零偏阻抗较n-on-p结构的CdZnTe基碲镉汞器件高约15倍.但替代衬底上的p+-on-n台面器件仍受体内缺陷影响,在60 K以下较高的Itat成为暗电流主导成分,其R0A相比CdZnTe基n~+-on-p的HgCdTe差了一个数量级.     

只使用少量高压元件的主驱动零交越检测器

本设计中的电路可生成一个交流电源的零交越脉冲,并提供电气绝缘。输出脉冲的下降沿出现在零交越点前约200μs。使用这个电路可以安全地停止一个可控硅栅极的触发,使之有时间正常地关断。只有当主电压约为0V时,电路才产生短脉冲,因此在230V、50Hz输入下只耗电200mW。     

高能量同轴脉冲闪光灯泵浦的掺钛宝石激光器实验研究

本文简述闪光灯泵浦的掺钛宝石激光器的发展概况和应用前景，叙述了用自己研制的高能量短脉冲同轴闪光灯泵浦的掺钛宝石激光器实验装置和实验结果。实验中采用本单位用提拉法生长的掺钛宝石棒，其尺寸为Φ１０×１６０ｍｍ，有效泵浦长度为１５２ｎｍ，棒的两端面镀增透膜；采用平凹型激光谐振腔，腔长３６ｃｍ；闪光灯放电脉宽为１０～１２μｓ。当泵浦输入能量为６１２Ｊ时，激光输出能量最高达到３．２Ｊ，激光能量转换效率约为０．５％。