一维周期掺杂热子晶体带隙的研究

在简单二元组热子晶体中周期的掺入第三种介质形成周期掺杂热子晶体,利用转移矩阵法和布洛赫定理推导出该结构的色散关系式。在各组分厚度不变的情况下与简单二元组结构对比,周期掺杂热子晶体的第一禁带的起始频率、截止频率、带宽都显著减小;当掺杂热子晶体杂质层厚度增加,第一禁带的起始频率缓慢减小,而第一禁带的截止频率和带宽快速增加;随着晶格常数的增加,周期掺杂热子晶体的第一禁带的起始频率、截止频率、带宽都逐渐减小。这对热能控制、热能传输有着一定的指导意义。

掺杂对一维反铁磁海森堡自旋链性质的影响

应用三子格的自旋波理论和格林函数方法研究了由掺杂形成的准一维自旋1/2的反铁磁海森堡系统,得到系统存在3支自旋波激发谱,其中1支没有能隙,2支有能隙;在长波近似下,这3支自旋波激发谱与波矢k成平方关系,系统的低温比热为C∝T1/2关系,其基态具有磁性长程序,这都不同于未掺杂的一维自旋1/2的反铁磁海森堡链模型系统.对系统磁性序的研究表明,T=0是相变点,Mermin-Wagner定理对于该系统成立.

基于掺镁周期极化铌酸锂晶体的内腔单共振连续可调谐光参量振荡器

为了用简单、紧凑的谐振腔获得稳定的激光输出,大的调谐范围和转换效率,设计了信号光单共振V型光学参量振荡(OPO)腔,采用内腔式抽运周期极化掺镁铌酸锂晶体(PPMgLN)的光学参量振荡技术获得了连续中红外宽波段调谐激光的输出。用808nm半导体激光抽运Nd∶YVO4晶体产生的1 064nm激光作为光参量振荡的基频光,通过V型腔灵活控制激光光斑并改变PPMgLN的极化周期和控制温度实现了2 249～3 706nm中红外的连续宽波段调谐激光输出。在半导体激光抽运功率为10.5W,极化周期为29.98μm,控制温度为411K的情况下获得了最高650mW的中红外激光输出,对应的中心波长为3 466nm,线宽为2.6nm,具有较好的单色性。在7.5W的入射功率下,最高808nm抽运光到闲频光的转化效率达7.73%,对应输出功率为580mW。

低阈值温度调谐PPMgLN红外光参量振荡

研究了温度调谐下周期极化镁掺杂铌酸锂晶体的红外光参量振荡特性。采用外电场短脉冲极化技术，在大小为7．0mm×50．0mm×1．0mm的Z切高镁掺杂（摩尔分数0．05）铌酸锂上制备出了准相位匹配光学微结构器件，极化周期为30．0μm。以输出波长为1064nm的声光调QNd：YAG固体激光器作为基频泵浦光开展了光参量振荡研究。实验表明：泵浦该PPMgLN晶体，实现了室温下低阈值红外光参量振荡产生，阈值功率仅为45mW（重复频率1kHz）。在泵浦输入功率为225mw时，有36mW信号光输出，转换效率达到16．0％，通过调谐晶体温度（20—180℃），获得了调谐范围为1503—1550nm波段的OPO信号光，实现了低阈值可调谐红外光的稳定输出。

基于Nd:YVO_4/PPMgOLN的532nm紧凑型阵列激光器（英文）

为更适用于批量生产激光投影仪,需要一种具有结构紧凑、性能稳定与低成本等特点的绿色激光器作为绿光光源。采用光胶合的Nd:YVO_4/PPMgOLN晶体棒作为增益介质和倍频晶体,结合一种新型焊接封装工艺,最终得到了一种紧凑型微片阵列激光器。该激光器3个激光光束共得到了223.7mW的功率输出,每个激光光束都有良好的光斑分布和稳定性,且激光器包含两个内置TEC在内具有47 mm×35 mm×25 mm的紧凑尺寸。激光器连续工作2.5 h波动小于±2.5%。各项性能可以充分满足激光投影仪绿光光源的要求,并便于低成本批量生产与后期维护。

基于周期极化铌酸锂晶体的高功率可调谐光参量振荡器

研究了镁掺杂周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡(PPMgLN-OPO)产生高功率、高重复频率中红外激光的特性。采用半导体激光器(LD)抽运的声光调Q Nd:YAG激光器,1064 nm准连续激光功率最大输出为7.8 W.重复频率5～50 kHz。产生1064 nm调Q光,抽运周期为30.7μm的掺氧化镁(摩尔分数为5%)周期性极化铌酸锂晶体,温度变化范围为40～200℃,实现了短腔双谐振红外高功率激光输出。实验中近红外激光波长调谐范围为1570～1676 nm,最高输出功率613 mW;中红外输出波长范围为2942～3300 nm,中红外光平均功率也达到了百毫瓦级,信号光单脉冲能量达40μJ;光-光(LD-信号光)转换效率为3.4%。

kHz、mJ量级的可调谐MgO∶PPLN中红外光参量振荡器

3~5μm中红外波段激光在大气中具有较高的透过率,因此被广泛应用于光电对抗等领域。报道了基于掺杂氧化镁的周期极化铌酸锂(MgO∶PPLN)晶体的kHz、mJ量级的中红外光学参量振荡器(OPO)。采用纳秒脉冲1064 nm激光泵浦基于多周期MgO∶PPLN晶体的OPO,OPO采用泵浦双通单谐振平凹腔结构。中红外激光的重复频率为1 kHz,4.08μm处输出的最高单脉冲能量达到1.041 mJ。最高光-光转换效率为16.8%,斜效率为19.3%,中红外激光脉宽约为9.53 ns。在最高能量输出时,OPO运转30 min时输出功率的均方根(RMS)为0.24%。通过温度-极化周期结合的调谐方式,OPO在3.49~4.18μm的较宽范围内都能够保持0.9 W以上平坦的高能量输出。在极化周期27.5~29.6μm以及温度25~200℃的调节范围内,闲频光波长的调谐范围为3.49~4.48μm。实现了重复频率为kHz量级、单脉冲能量为mJ量级的可调谐中红外输出,其在光电对抗领域具有应用价值。

高效率中红外2.7μm可调谐激光器

报道了采用1064nm激光抽运周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂(PPMgO…CLN)晶体光参变振荡器(OPO)实现高效率2.7μm可调谐激光输出的实验结果,理论计算了PPMgO…CLN晶体准相位匹配(QPM)温度调谐曲线。在1064nm激光抽运功率为182W,声光Q开关工作频率为10kHz和PPMgO:CLN晶体工作温度为150℃条件下,获得了平均功率为36.7W、波长为2.73μm中红外激光输出,斜率效率为23.7%。通过改变周期为31.3μmPPMgO…CLN晶体的工作温度30℃～200℃,获得了中红外波长3.0～2.6μm激光输出,波长温度调谐实验结果与理论分析结果有大约10℃的差异。