90／10刀口法测量激光高斯光束束腰的实验研究

利用90/10刀口法测量高斯激光光斑尺寸及光束束腰尺寸,克服了传统方法过程繁杂的缺点,精度高、效率高,操作简单。

假根羽藻外周天线三聚体超快荧光动力学研究

通过对稳态、瞬态吸收谱以及瞬态荧光发射谱的测量分析得出：在三聚体内存在以下六个特征叶绿素分子Chlb628、Chlb646、Chlb654、657、652、Chla666、664、Chla677、680、674、Chla683、682（下标为吸收峰，上标为发射峰）．在波长为655nm、666nm、680nm、683nm时分别采用时间相干单光子技术（TCSPC）记录其荧光动力学谱．根据荧光产生的物理学机制，对这些荧光动力学谱的分析采用的是分子同时接受能量与耗散能量的指数模型，得出在离体的外周天线三聚体内，Chlb654、657、652、Chla666、664、Chla677、680、674和Chla683、682分子在接受Chlb628分子的传能时，大部分经过了Chlb646分子，传能时间发生在97～157ps的时间间隔内，可见Chlb646分子在外周天线三聚体中是连接Chlb和Chla传能的主要分子；Chlb654，657，652…→Chla666 646…→Chla677,680,674…→Chla683,682分子依次传能的时间在10ps左右，这种传递过程可归结为是处于激发态分子首先经过内转换后再将能量以Foerster共振机制的形式传给了其它分子；大量小于1ps的传能过程是叶绿素分子之间以激子共振的方式进行直接传能；Chlb654,657,652、Chla666,664、Chla667,680,674和Chla683,682分子以时间常量分别为1．44ns，1．43ns，636ps，713ps发射荧光回到基态．

平栅极结构碳纳米管场发射性能实验

研究了碳纳米管(CNT)场发射显示器(FED)三电极结构的平栅极结构,得到了进一步降低场致发射的开启电压和缩小动态调制电压范围的方法,同时也为相关的场发射安全操作提供了借鉴。实验表明:二极结构场发射调制电压范围较大,调制电压达上千伏,而在三电极的平栅极结构中通过调节阳极电压不仅可控制显示亮度,还对栅极调制电路有保护作用。适当升高阳极电压、适当缩短阴极和阳极之间的距离以及阴栅极经老化后可减小栅极调制电压,同时还能有效的降低场致发射的动态调制电压的范围。这对新一代的显示器研制提供帮助。

直接调制半导体激光器的脉冲驱动电路研究(英文)

研制了一种应用于直接调制半导体激光器的脉冲驱动电路.根据直接数字频率合成原理,利用现场可编程逻辑阵列产生频率可调方波去触发雪崩晶体管,以及雪崩晶体管的雪崩效应产生频率可调脉宽固定在3ns的主体脉冲.该脉冲经过衰减器衰减得到合时的脉冲幅度.输出脉冲最高频率可到100kHz,其输出电压幅度为9V.

基于碳纳米管场发射三电极显示器的设计和实验(英文)

提出了一种基于碳纳米管场发射三电极大面积全彩色平板显示器模型,其特点是栅极和阴极在同一个平面上,驱动电压低,而电子传输比可以高达29.3%(达到阳极的电子与从阴极碳管上发射出来的电子之比),实验结果和理论模拟的结果符合得很好.阴极和栅极之间的沟槽可以用激光打标机刻蚀形成,用做阴极发射体的碳纳米管浆料用水浴法形成,显示器制作工艺简单.

用于高功率系统的掺镱石英光纤研究进展及发展趋势

掺镱石英光纤是掺镱光纤激光器及放大器的重要基础元件.掺镱光纤性能提升是促进掺镱光纤激光器系统功率进一步攀升的关键.本文回顾了高功率掺镱光纤激光器系统功率攀升情况及功率限制性问题,简述了针对激光功率攀升的瓶颈问题所提出的改善性方案.重点阐述了掺镱光纤制备技术、光纤材料、结构性设计在改善功率限制性方面所取得的研究进展,并对未来掺镱石英光纤的研究及发展趋势进行了展望.

神光Ⅲ核心X射线分幅相机(英文)

神光III装置核心X射线分幅相机将用于激光装置性能验收实验和宽范围的高能量密度物理、惯性约束聚变物理及基础物理实验研究.相机系统主要为记录神光III装置靶的时间分辨X射线发射设计,利用可更换的鼻椎实现具有二维空间分辨或者一维谱分辨的靶形貌时间分辨图像.神光III装置核心X射线分幅相机将被嵌入到一个铝制空气包中,空气包具有大容量冷却平板和一个特制的环境监测传感器阵列.相机设计很多部分不同于早期X射线分幅相机,如一套全新的阻抗匹配方案,曝光时间从0.07-1.5ns可调,先进的荧光屏,脉冲屏压电路,准确的模块定位,独特的监控系统和完全远程计算机控制.其中先进的荧光屏和脉冲屏压电路已经获得初步应用.

太赫兹图像的降噪和增强

太赫兹波由于其独特的性质而被用于对特定物体的无损检测和成像。提高成像质量成为影响太赫兹成像系统应用的关键。数字图像处理技术是改善图像质量的一条重要途径。基于太赫兹透射成像实验,研究讨论了运用空域滤波、高斯平滑、频域滤波和边缘检测等图像降噪和图像增强技术,有效克服成像系统的实验噪声、激光功率抖动等影响,并对图像降噪和增强方法的选择和处理效果做出了对比分析。结果显示,通过对图像降噪和图像增强技术的综合运用,可以大大提高太赫兹图像的清晰度和可辨识性。

拉盖尔-高斯光束拓扑荷值的三角孔测量

基于三角孔衍射方法,测量了拉盖尔-高斯(LG)涡旋光束的拓扑荷值。当LG涡旋光束照射在三角孔衍射屏上后,在其后的傅里叶频谱面形成衍射三角点阵状光强分布;通过角点阵外边上衍射点数来确定拓扑荷值,拓扑荷的符号通过三角点阵的方向来确定。数值模拟和试验结果表明:该方法能有效测量LG光束的拓扑荷值,测量范围达到了±9。

用于血糖无创检测的喇曼光谱系统

以铊掺杂自聚焦透镜作为光谱采集透镜,设计了一种小型可穿戴式光谱采集探头,在此基础上搭建了一种小型可穿戴式血糖喇曼光谱检测系统.利用该系统对不同浓度的葡萄糖溶液、11只实验白鼠以及10位人体志愿者进行测试.以光谱特征峰面积作为主要计算参考,以峰强度作为辅助参考进行光谱定量分析.针对不同样本分别建立基于主导因子的非线性多变量偏最小二乘模型以计算葡萄糖水平.计算结果表明葡萄糖溶液、实验白鼠以及人体的准确度分别为98.1%、89.3%和84.4%,测试准确性得到提高.该检测系统具有体积小、成本低、喇曼信号采集稳定、使用方便等优点,能够准确实现人体血糖的无创检测并具有较好的可重复性.

高功率超快光纤激光技术发展研究

自1960年第一台红宝石激光器问世以来,高速更新换代的固体激光器、光纤激光器、气体激光器和半导体激光器为通信、工业加工与制造、军事国防、前沿科学研究等领域的研究和发展提供了有力的支撑。其中,光纤激光器以其良好的散热特性、出色的激光模式、更高的放大效率、更为紧凑的空间结构和更加低廉的制作成本成为新一代高功率超快激光研发的首选。得益于光纤的波导特性和大比表面积的散热特点,光纤激光器可以在高平均功率状态下实现高光束质量的长期稳定工作。结合啁啾脉冲放大与多通道相干合束的办法,目前高功率超快光纤激光器已经实现了万瓦级平均功率、百飞秒级脉冲宽度的高功率超快激光输出。本文面向高功率超快光纤激光系统,介绍高功率超快光纤激光研究发展现状,协同阐述超快光纤振荡器、光学参量管理、超快光纤放大器和非线性压缩四部分的原理和内在联系,并对高功率超快光纤激光的未来发展方向做出展望。

飞秒电子衍射系统中调制传递函数的理论计算

主要介绍了飞秒电子衍射系统的组成及设计指标.包括光电阴极、电子聚焦系统、电子偏转系统、双微通道板(MCP)电子探测器等,并给出了基本的设计思路、设计结果.光电阴极是由位于蓝宝石晶体上面的银膜构成,为了获得足够小的电子束斑以及减小电子上靶时的角度,紧贴栅极后放置一个100μm的小孔,对电子束的形状和大小进行限制.采用磁电子透镜进行聚焦,电子衍射图样由放置在样品后面的双MCP像增强器进行探测.在设计计算时,用MonteCarlo方法对光电子的初能量、初角度以及初位置分布进行抽样,用有限元法计算磁透镜周围的磁场分布,用有限差分法计算阴极和栅极之间以及偏转板之间的电场分布,用四阶龙格_库塔法模拟跟踪大量光电子(3000个)的运行轨迹.统计分析了3000个电子在最佳像面的时间分布、位置分布、方位角以及倾角分布,计算了飞秒电子衍射系统的空间、时间调制传递函数.

电子脉冲在飞秒电子衍射系统中的传输特性

优化设计了一套超快电子衍射系统.用轨迹追踪法讨论了光电子在阴极上有150fs的时间弥散量,及其静态、动态特性(电子束斑、时间弥散、方位角、倾角)在超快电子衍射系统中的传输情况.用MonteCarlo方法对光电子的初始状态进行抽样、用有限差分法计算二维、三维空间电场分布,用有限元法计算磁场分布.

90／10刀口法测量高斯激光光束束腰的两种计算方法

激光光斑尺寸和激光束腰光斑尺寸是衡量激光器性能的重要参数。本文利用90/10刀口法测量高斯激光光斑尺寸及光束束腰尺寸,给出了两种计算方法,克服了传统方法过程繁杂的缺点,精度高、效率高,操作简单。

飞秒激光与透明介质的相互作用

随着飞秒(1fs=1×10-15s)激光技术的不断成熟,飞秒激光器不但在实验室能产生小于10fs的光脉冲,啁啾放大后的飞秒光脉冲的聚焦峰值功率密度可达到1021W/cm2以上,而且飞秒激光系统已实现全固体、小型化结构,其稳定性和可靠性大大提高,因此在科学技术研究中的应用越来越广.文章重点介绍飞秒激光的主要特性和它与透明介质[如熔融石英、光学玻璃、对激光透明的高分子聚合物(PMMA)等]的相互作用过程,分析它们之间的非线性相互作用过程引起的材料特性或结构变化的物理机制和可能的应用,尤其在高密度大容量三维存储和微光子器件制造等方面的应用可能性.

激光烧蚀对碳纳米管薄膜场发射性能的影响

采用丝网印刷工艺制作了碳纳米管(CNTs)薄膜阴极.经适当能量激光烧蚀后,相互粘连的CNTs随表面粘附有机物的蒸发而分散开,管间隙增加、屏蔽效应减小,使得场发射性能大幅度提高,开启场强降低、场倍增因子β增大.Raman光谱分析表明,随激光能量增加,CNTs表面缺陷增多,成为新的场发射点,对其β增大的贡献加强.相对于两电极结构,三电极中平栅极结构场发射性能经激光烧蚀有更显著的改善.这说明激光烧蚀是提高CNTs场发射性能的有效方法.