基于ABCD矩阵的Z-扫描理论

基于光学系统对傍轴激光束的传输与变换技术—ABCD定理,以非线性相移为研究对象,采用表征高斯光束特征的q参量在光束无像散近似假设下,分析了Z-扫描测量方法的理论基础,得到了表达简单的解析理论公式.在非线性相移|ΔΦ0| <πrad时,所得模拟结果可以很好地与已知理论结果相吻合.对CS2和纳米碳管乙醇溶液的非线性测量及数据的拟合,证明了用此结论进行数据分析的简洁性和优越性.

3μm～5μm中红外激光辐照石墨烯非线性散射实验研究

为了研究石墨烯器件在中红外波段的光限幅机理,采用化学气相沉积法制备出层数可控的石墨烯薄膜CaF2镜片,并基于MgO∶PPLN周期极化晶体搭建了全固态中红外光学参量振荡器,利用3μm^5μm波长可调谐的闲频光开展了石墨烯薄膜散射实验,测量了石墨烯薄膜的散射信号与入射光强度变化的归一化曲线。当闲频光能量超过1J/cm2时,石墨烯被迅速汽化,电离形成的微小等离子体和石墨烯微片对入射闲频光产生多重非线性散射,散射能量信号呈现出快速非线性增长趋势,并且散射能量信号值的增长率与闲频光的入射波长成反比,与石墨烯的层数成正比关系,从而验证了石墨烯对中红外波段激光较强的非线性散射使其具有光限幅效应。

室温下石墨烯的霍尔效应实验研究

对用化学气相沉积法(CVD)研制的长、宽均为1.23 cm,厚度为3个原子层尺寸的石墨烯样品,进行了室温下的霍尔效应相关研究。实验中电极与石墨烯之间有良好的欧姆接触。通过范德堡法测量了样品在磁场强度为0.353 T,不同电流强度下的霍尔电压,并对结果进行处理分析,得到石墨烯的霍尔系数RH=7.00×10-7m3/C、载流子浓度n=10.52×1024/m3、霍尔元件乘积灵敏度KH=6.87×102m2/C。

石墨烯在中红外波段的光限幅效应研究

利用纳秒级脉冲量激光的Z扫描方法对不同层数石墨烯薄膜在3μm^5μm中红外波段的光限幅效应开展了研究,获得的开孔Z扫描曲线均呈现出单一谷结构,而闭孔Z扫描曲线没有明显的峰谷对称结构。通过对开孔Z扫描实验数据进行数值模拟,分别得到3层石墨烯在3.010μm、3.522μm、4.326μm和4.880 4μm 4个中心波长处的三阶非线性吸收系数和光限幅阈值分别为11.39×10^(-7)cm/W、10.61×10^(-7)cm/W、9.75×10^(-7)cm/W、8.81×10^(-7)cm/W和3.49J/cm^2、3.75J/cm^2、4.11J/cm^2、4.55J/cm^2;3层、5层和7层石墨烯在3.522μm中心波长处的三阶非线性吸收系数和光限幅阈值分别为10.61×10^(-7) cm/W、11.32×10^(-7) cm/W、11.95×10^(-7) cm/W和3.75J/cm^2、3.41J/cm^2、3.32J/cm^2。实验数据表明,石墨烯在中红外波段产生了较强的非线性反饱和吸收而具有明显的光限幅效应。

大气湍流中偏振紫外光定位系统性能分析(特邀)

针对特定环境下实现目标定位的应用需求,对基于偏振紫外光单次散射的非视距目标定位系统性能进行了研究。首先利用矩阵光学的方法推导了系统接收光强与方位角及定位距离之间的关系。其次建立了基于偏振紫外光传输的大气湍流模型,利用MATLAB对模型中的各量进行了仿真。研究结果表明:定位距离、湍流强度以及收发仰角增大都会导致系统性能下降,若要求系统中断概率低于10^(-2),则定位系统在弱湍流和强湍流环境中的定位范围应分别在1~200 m和600 m内。此外收发仰角越小系统性能越好,因此为达到非视距定位的目的可将系统收发仰角都设为25°。

溶胶-水热法制备短棒状金红石二氧化钛(英文)

以钛酸丁酯为原料,以硝酸的水溶液为胶溶剂,采用溶胶-水热法制备了TiO2粒子。考察了胶溶剂浓度、胶溶时间、水热温度及沉淀条件对粒子的晶型和形貌的影响。室温下(约25℃),强烈水解后的沉淀物用0.6mol/L的硝酸水溶液胶溶处理6h或15h,并在200℃水热处理12h所得的产物为短棒状金红石结构,胶溶时间为6h时,所制备的粒子的分散性较好。水解与胶溶同时进行时(硝酸的水溶液下),由于沉淀条件对TiO2粒子的晶型和形貌的影响较大,最终所得的粒子以球形锐钛矿为主。