飞秒超短脉冲激光对硅太阳能电池的损伤阈值研究

首次采用飞秒超短脉冲激光(≤35 fs),研究其对硅太阳能电池的损伤阈值。与相同波长的连续激光对比,飞秒激光的损伤阈值略高。这一结果不同于纳秒或皮秒激光,主要是因为当加热脉冲时间相当或小于电子-声子耦合时间时,非热平衡效应显著,热传导现象不再满足Fourier定律。在实验中采用了光束整形技术,首次采用强度均匀分布的激光研究损伤阈值。此技术能减小高斯激光中心光强过大造成的实验偏差。

飞秒超短脉冲激光加热金属平面靶

从能流分析出发 ,对飞秒超短脉冲激光与金属平面靶相互作用的机制进行了理论研究 ,对其中主要物理过程的能流损耗作了详尽的分析 ,并根据一维、双温热扩散模型推导了自由电子温度随时间变化的函数关系。并从理论上推导了超短脉冲近似假设成立的脉宽范围和在此条件下自由电子所能达到的最高温度表达式。

脉宽对不同密度介质中传播的超短脉冲特性的影响

利用使用预估校正(PC)-时域有限差分(FDTD)法求得的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解,研究脉宽对在不同密度的V型三能级介质中传播的飞秒超短激光脉冲特性的影响。结果表明,不同原子密度情况下,脉宽改变对脉冲传播特性的影响是不同的。当超短脉冲在原子密度较小的稀疏介质中传播时,脉冲不易发生分裂;当脉冲未分裂时,随着脉宽的增大,脉冲振幅明显减小。当超短脉冲在原子密度很大的稠密介质中传播时,脉冲较易发生分裂;随着脉宽的增大,脉冲分裂的子脉冲个数增多,脉宽的增大也加速了脉冲的分裂。

MoS_2纳微薄膜激光非线性透射的调控研究

超短飞秒脉冲激光(脉冲时间<40 fs)有独特的热效应机理,但尚无针对其设计的光限幅保护膜.本文采用易于产业化的离散-旋涂法制备了Mo S2纳微薄膜(厚度150—200 nm).光限幅测试结果表明,针对超短脉冲激光,此纳微薄膜在低光强下增透,高光强下减透(光限幅);且能通过改变入射波长,调控其光限幅阈值,可用于聚光太阳能电池的效率增强和损伤保护.利用此方法,对已商用的砷化镓太阳能电池进行涂膜,发现转换效率降低<3%,但损伤阈值提高>50%.