光诱导光子晶格折射率调制度的实验研究

在不同掺Fe浓度的LiNbO3晶体中,分别用红光和绿光写入光子晶格,利用双光束干涉研究,晶格周期、掺Fe浓度、光波波长与晶格的光致折射率调制度之间的关系.实验结果表明:当用红光(λ=633 nm)写入光子晶格时,掺Fe浓度不大于0.05 wt%;当用绿光(λ=532 nm)写入光子晶格,掺Fe浓度不大于0.03、wt%时,LiN-bO3:Fe晶体的光致折射率调制度随晶格周期的变化存在一个极大值,并随掺铁浓度的增加,相应的折射率调制度极大值也增大,且向品格周期小的方向移动,这与一中心模型理论得到的关系曲线的变化趋势是相一致的;若掺Fe浓度大于以上两值,理论曲线则完全与实验曲线不符,说明一中心模型的空间电荷场理论只适用于小掺Fe浓度的LiNbO3晶体;实验还发现LiNbO3:Fe晶体折射率调制度跟写入光波长有关,用同一块晶体,绿光写入时调制度会比红光更大,且极大值更向晶格周期小的方向移动.     

Cu:Fe:LN晶体光折变性能的研究

在Fe∶LN晶体中掺进不同质量分数(0.08%、0.12%、0.16%)的CuO以提拉法生长Cu∶Fe∶LN晶体,对晶体进行极化,还原或氧化处理后,对晶体的抗光致散射能力,衍射效率,写入时间和擦除时间进行了测试,计算光折变灵敏度和动态范围。结果表明,Cu∶Fe∶LN晶体全息存储性能优于Fe∶LN晶体。以Cu∶Fe∶LN晶体中Cu作为深能级,Fe作为浅能级,可实现双光子全息存储,且衍射效率不随时间发生变化。     

Hf:Fe:LN晶体生长与光折变性能的研究

原料采用在Fe(0.03%,质量分数):LN中掺进摩尔分数为(1%、2%、4%、5%)的HfO2,再次采用提拉法生长Hf:Fe:LN晶体.抗光损伤阈值测试表明,Hf(5%,摩尔分数):Fe:LN晶体抗光损伤能力比Hf(1%,摩尔分数):Fe:LN晶体提高2个数量级以上.以二波耦合光路测试晶体的衍射效率,写入时间和擦除时间,并计算出光折变灵敏度和动态范围.结果表明,Hf:Fe:LN晶体全息存储性能优于Fe:LN晶体.     

基于重叠光栅的双波长掺铒光子晶体光纤激光器

提出了一种基于光纤重叠光栅的双波长光子晶体光纤激光器。激光器采用线形腔结构,掺铒光子晶体光纤为激光器的增益介质,反射率均高于99%的光纤重叠光栅用作激光器的波长选择器件。基于增益均衡技术,抑制谐振腔内的模式竞争,在室温下获得了稳定的双波长激光同时输出。实验结果表明:其3 dB线宽小于0.02 nm,30 dB线宽小于0.25 nm,SMSR为54.34 dB,双波长激光的中心波长间隔为0.932 nm。该双波长激光器输出的双波长激光具有较好的稳定性。     

Mg:Ce:Fe:LN晶体的生长及位相共轭分析

在Ce:Fe:LN中掺进不同摩尔分数(0,2%,4%,6%)的MgO首次以提拉法生长Mg:Ce:Fe:LN晶体,并对晶体进行极化、氧化和还原处理。测试晶体的吸收光谱和光损伤阈值。Mg:Ce:Fe:LN晶体吸收光谱吸收边相对Ce:Fe:LN晶体发生紫移。Mg:Ce:Fe:LN晶体光损伤阈值比Ce:Fe:LN晶体增大,研究了Mg:Ce:Fe:LN晶体吸收边移动机理和光损伤阈值增加机理。采用4波混频光路测试Mg:Ce:Fe:LN晶体位相共轭反射率和响应时间,Mg:Ce:Fe:LN晶体位相共轭反射率相对Ce:Fe:LN晶体降低,但响应速度增加。以x(Mg)2%(摩尔分数):Ce:Fe:LN晶体位相共轭镜消除信号光波的位相畸变。     

基于紫外写入PCFBG的实验研究

光子晶体光纤Bragg光栅（PCFBG）是构建光子晶体光纤激光器的重要部件。利用高压载氢增敏技术和紫外聚焦加扫描写入法在光子晶体光纤上成功制作出了1058nm波段的Bragg光栅。同时结合理论模型,对PCFBG的性能进行了实验研究,并对光栅写入过程中存在的一些现象进行了分析。     

多重旋转对称结构光子晶格的实验研究

采用光诱导光子晶格的方法,利用3孔、4孔、5孔、8孔和12孔掩模在掺铁铌酸锂晶体中写入多重旋转对称结构的二维光子晶格。基于干涉理论,对多孔掩模干涉图样进行了数值模拟。通过实验成功地观测到了3孔、4孔、5孔、8孔和12孔布里渊区和远场衍射,并分析了布里渊区与远场衍射的对应关系,实验结果表明光子晶格图样和数值模拟一致。传统观测布里渊区的方法需要使用旋转漫反射器,观测布里渊区和写入晶格是不同的光路,而本方法只需在写入光路中加入衰减器便可观测到布里渊区,较之前的诸方法更为简单、稳定、易于调节。     

高功率掺Yb3 双包层光子晶体光纤超荧光光源

实验报道了一种新型的高功率宽带掺Yb^3＋双包层光子晶体光纤（DC-PCF）超荧光光源（SFS）。利用端面耦合技术直接将高功率激光二极管激光器（LD，中心波长为976nm）输出的泵浦光耦合进掺Yb^3＋ DC-PCF。采用双程前向泵浦方式获得了平坦的宽带超荧光输出，最大超荧光输出功率1．649W，斜率效率为56．7％，3dB带宽为22．4nm。     

空间二次谐波产生对光子晶格结构的影响

利用傅里叶变换法在自散焦LiNbO3:Fe晶体中写入光子晶格的过程中发现,阵列光束与写入晶格相互作用产生的空间二次谐波对写入晶格的结构具有一定的影响。表现为光子晶格中空间频率的倍频现象,干涉条纹的分裂现象和布拉格带隙的展宽现象。通过对一维光子晶格中空间二次谐波的数值模拟和理论计算,证明了空间二次谐波的产生是晶格结构发生改变的主要原因。实验表明,通过控制空间二次谐波的产生情况可以有效地改变写入光子晶格的内部结构。     

光子晶体的微腔特性

为了设计一种高品质因子的光子晶体微腔和研究单缺陷光子晶体微腔谐振模波长随晶格常数的变化规律,使用时域有限差分法(difference time-domain method)和基于Baker算法的Padé近似方法计算了半导体材料上空气孔阵列光子晶体微腔的谐振模波长和品质因子.得到的新型光子晶体微腔的品质因子达246510,单缺陷光子晶体微腔模波长随晶格常数a和孔半径r的近似为线性变化关系:当孔半径r为一常数时,表现为晶格常数改变1nm,谐振波长变化约3nm,为实际制作光子晶体微腔激光器提供了理论指导.     

四价掺杂铌酸锂晶体

综述了四价掺杂(包括铪和锆)铌酸锂晶体的研究进展.掺铪铌酸锂晶体具有与掺镁铌酸锂晶体相似的抗光折变性能,而掺锆铌酸锂晶体的抗光折变性能远优于掺镁铌酸锂晶体.铪铁双掺与锆铁双掺铌酸锂晶体兼有高光折变灵敏度和高光折变衍射效率的性质.并且在掺杂量超过阈值时,铪离子和锆离子在铌酸锂晶体中都具有接近于1的有效分凝系数.这些实验结果表明,四价掺杂铌酸锂有望成为出色的非线性光学晶体.     

二维聚合物分散液晶光子晶体的制备与研究

为了改善现有聚合物分散液晶(PDLC)光子晶体(PC)的制备方法和电光特性,利用532nm激光干涉条纹引发聚合物和液晶的混合物相分离,采用全息两次不等时曝光的方法,即第1次曝光完成后,将样品沿基板中心法线旋转60°进行第2次曝光,制备得到电可调谐的二维三角格子的PDLC-PC。实验结果表明,两次曝光的时间对聚合物和液晶的相分离程度影响很大,用偏光显微镜观察优化条件下制备得的二维PDLC-PC发现,聚合物和液晶在二维空间上呈规则的三角格子周期性分布。用波长为633nm的He-Ne激光器探测得到在未施加电压时不同晶格常数的PDLC-PC的衍射图样,并根据一级衍射的电光变化曲线,可以看到,其衍射效率可以利用电场进行有效的调节。     

LiNbO3:Fe:Cu中角度复用的双色全息存储研究

采用365nm的门光束和633nm的记录光,在LiNbO3：Fe：Cu（Fe：0．15％;Cu：0．01％）晶体中实现了20幅全息光栅的双色复用记录和固定,平均固定效率达到79％,在5．0mm厚的晶体中固定后的动态范围M／#为1．50。实验研究了门光束光强、记录光与门光束的光强比对双色复用存储性能的影响,结果表明,增大门光束光强、减小记录光与门光束的光强比,有利于提高双色记录的复用全息图的平均固定效率以及动态范围;而增大记录光与门光束的光强比,可以提高双色记录灵敏度。     

Extraction efficiency enhancement of LEDs using 2-D photonic crystal

Using photonic crystals (PCs), the extraction efficiency of the light-emitting diodes (LEDs) can be greatly enhanced by the effects of photonic band gap (PBG) and grating diffraction. The two theoretical methods are also discussed. Meanwhile, we demonstrate that LEDs can achieve high extraction efficiency by employing photonic crystal as diffraction grating. PCs with square lattice of cylindrical unit cells are fabricated in GaN layer of GaN-based blue LED. We present a theoretical discussion on the extraction efficiency of PC-LED, which relies on the effective medium theory and transmission matrix method to investigate the effect of lattice constant. The results show that the extraction efficiency of the high performance LEDs can achieve 61.8% when the lattice constant is 270 nm.     

MgO:LiNbO_3晶体中双波长Nd:YAP激光的和频作用

基于ＭｇＯＬｉＮｂＯ３（ＭｇＬＮ）晶体的Ｓｅｌｍｅｉｅｒ方程,计算了１０７９．５ｎｍ和１３４１．４ｎｍ激光在该晶体中和频的相位匹配条件和容承角,计算结果用１０７９．５ｎｍ和１３４１．４ｎｍ双波长ＮｄＹＡ－ｌＯ３（ＮｄＹＡＰ）连续激光在ＭｇＯＬｉＮｂＯ３晶体中的和频进行了实验论证,两者相当符合,并得到了连续的５９８．１ｎｍ橙色相干辐射。讨论了１０６４ｎｍ和１３１８ｎｍ双波长ＮｄＹＡＧ激光在ＭｇＯＬｉＮ－ｂＯ３晶体中实现双波长和频获得５８８．７ｎｍ橙色相干辐射的可能性。     

Yb3+-doped photonic crystal fibre laser

An ytterbium doped core has been incorporated into a photonic crystal fibre (PCF) with anomalous group velocity dispersion at all wavelengths longer than 730 nm. Laser action is observed for the first time in such a fibre. This demonstration of lasing in PCF is a vital step towards realising the huge potential of PCF for fibre laser applications     

Low-Temperature Synthesis of Fe-Doped ZnO Nanotubes

We report on the synthesis Zn_1?x Fe _x O nanotubes with average tube diameter of 60?nm to 100?nm and wall thickness of about 20?nm. The nanotubes were synthesized by a low-temperature electrochemical process, and their morphology was found to be sensitive to the electrolyte concentration and growth time. The maximum Fe doping achieved by this process was estimated to be approximately 4?wt.%. High-resolution transmission electron microscopy and x-ray diffraction showed good crystalline quality of the doped and undoped nanotubes with preferential growth along the wurtzite c-axis. The Fe-doped nanotubes exhibit wurtzite crystal structure with an increase in the c-axis lattice constant when compared with the undoped nanotubes, indicative of the fact that Fe ions substitute for Zn as 2+ ions in the ZnO crystal lattice. Further evidence of Fe as a substitutional dopant is provided by Raman and photoluminescence spectroscopy. A comparison of the effective magnetic moment in the undoped and doped nanotubes reveals the presence of four unpaired electrons in the Fe-doped sample and zero unpaired electrons for the undoped sample.     

879 nm激光二极管抽运准三能级Nd:GdVO4激光器

利用879 nm新型激光二极管(LD)抽运Nd:GdVO4晶体,在室温下实现了4F3/2→4I9/2准三能级激光谱线跃迁。对掺杂原子数分数0.2%,3 mm×3 mm×3.8 mm的晶棒,在抽运功率为33 W时,获得912 nm最大输出2.5 W,斜率效率11%,相应的对吸收抽运功率的斜率效率达38%;对掺杂原子数分数0.2%,3 mm×3 mm×5 mm的晶棒,在抽运功率为33 W时,获得912 nm最大输出功率3.0 W,斜率效率16%,相应的对吸收抽运功率的斜率效率达45%。在腔内插入声光(AO)Q开关,当重复频率为10 kHz时, 获得了脉冲宽度为22 ns,平均功率为660 mW,峰值功率达3 kW。理论上分析了晶体的长度、浓度与准三能级激光器振荡阈值的关系,讨论了再吸收损耗对激光器的运转状态产生的影响,并通过实验观察了再吸收损耗的饱和效应。