量子点操控的光子探测和圆偏振光子发射

半导体量子点是研究光子与电子态相互作用的优选固态体系,并在光子探测和发射两个方向上展现出独特的技术机遇.其中基于量子点的共振隧穿结构被认为在单光子探测方面综合性能最佳,但受到光子数识别、工作温度两个关键性能的制约.利用腔模激子态外场耦合效应,有望获得圆偏振态可控的高频单光子发射.本文介绍作者提出的量子点耦合共振隧穿(QD-cRTD)的光子探测机理,利用量子点量子阱复合电子态的隧穿放大,将QD-cRTD光子探测的工作温度由液氦提高至液氮条件,光电响应的增益达到10~7以上,并具备双光子识别能力;同时,由量子点能级的直接吸收,原型器件获得了近红外的光子响应.在量子点光子发射机理的研究方面,作者实现了量子点激子跃迁和微腔腔模共振耦合的磁场调控,在Purcell效应的作用下增强激子自旋态的自发辐射速率,从而增强量子点中左旋或右旋圆偏振光的发射强度,圆偏度达到90%以上,形成一种光子自旋可控发射的新途径.

Ti掺杂对Sb_(2)Te_(3)薄膜的结构及光学性质的调控

对Sb2Te3薄膜的结构、线性光学及非线性吸收性质的Ti掺杂影响进行了系统性探究。利用磁控溅射和高温退火手段制备了不同Ti掺杂浓度的晶态Sb_(2)Te_(3)薄膜。X射线光电子能谱分析显示Sb_(2)Te_(3)薄膜中的Ti元素以Ti^(4+)化学态以TiTe_(2)的形式存在。线性光学性质结果表明,在保持非线性器件中宽工作波长特性的同时,Ti掺杂可以提高Sb2Te3薄膜的透射率,并降低光学带隙从1.32 eV至1.25 eV,根据Burstein-Moss理论,这取决于载流子的减少。利用自主搭建的开孔Z扫描系统,测试了薄膜样品在132 GW/cm^(2)强度下800 nm飞秒激光激发的非线性吸收性质,结果显示的Ti掺杂引起的饱和吸收可调谐行为可归因于光学带隙减小与晶化抑制的竞争效应。此外,Ti掺杂将Sb2Te3薄膜的激光损伤阈值从188.6 GW/cm^(2)提高到了265.5 GW/cm^(2)。总而言之,Ti掺杂Sb2Te3薄膜在非线性光学器件领域具有广泛的应用前景。

角度分辨光谱技术及其应用

光谱是物质的光学指纹信息,是研究光与物质相互作用的重要手段。角度分辨光谱技术是对光谱在角度维度的进一步解析,能够分辨光的强度、偏振态和相位等信息,从而在生物医学、材料科学和微纳光子学等研究领域得到广泛应用。为了实现角度分辨光谱,目前已经开发了多种实验系统,并涌现出了大量数据处理算法。本文将介绍角度分辨光谱的生成方法、数据处理技术及其在不同研究领域中的应用。

Ho：YAG陶瓷激光器实现21W连续波输出

2μm波长激光处于人眼安全区域,在激光雷达、医疗、自由空间通讯等领域有着广阔的应用前景。近年来,随着制备工艺的突破。

界面与低维体系的非线性光学研究

自诞生以来,非线性光学始终是物理学中的一门前沿领域,拥有引人入胜的丰富现象与广泛应用。文章结合作者近年来的研究,简要介绍了表面非线性光谱学的原理、发展与近况,及其与低维材料体系结合所拓展出的新方向。