高功率单晶光纤超短脉冲放大技术研究进展(特邀)

单晶光纤具有细长的晶体结构以及对泵浦光的波导传输特性,使其兼具晶体以及光纤的激光放大介质优点,其细长的晶体结构可以有效地进行散热,保证了在高功率运转下依然可以保证高光束质量,与传统的晶体棒相比,对泵浦光的波导特性使其具有更大的能量提取效率和放大增益,简单的行波放大结构使得系统易于集成。单晶光纤作为放大增益介质已广泛应用于高功率高能量超短脉冲激光放大技术中,并在科研、工业加工等领域具有重要的应用前景。本文重点介绍了单晶光纤的结构和制备方法,以及近年来1μm波段基于单晶光纤的超短脉冲放大技术研究的主要方法及结果,包括本课题组取得的主要进展,探讨和展望了单晶光纤放大技术的前景和发展方向。

聚合物内封装层辅助空气中钙钛矿模组器件制备及其光电特性

传统的高效率钙钛矿太阳能电池,需要在具有氮气保护的严苛条件下方可实现.高湿度(55%)空气环境中,大面积钙钛矿成膜工艺开发及器件结构优化对模组器件效率和稳定性的提高至关重要.本工作采用一种真空抽气萃取方法在空气中实现了高质量钙钛矿薄膜的制备,并研究了双端可低温光聚合单体分子对钙钛矿薄膜内封装的可行性.研究发现,当抽气时间为60 s,在空气中可以形成均匀、致密的钙钛矿薄膜.通过调控单体分子浓度,能够在内封装的同时,实现对钙钛矿表面缺陷的钝化,当浓度为1 mg/mL时,对应钙钛矿薄膜的形貌及荧光强度达到最优.最终,基于聚合物内封装修饰的刚性和柔性模组(有效面积:18 cm^(2))器件分别实现了19.51%和18.17%的室外光电转化效率(34.5%和30.2%的室内弱光转化效率).此外,聚合物内封装提升器件湿度稳定性及抑制铅泄漏的同时,也显著提升了柔性模组的耐弯折稳定性.聚合物内封装技术为未来大面积模组器件的发展及进一步产业应用提供了新的方向和可能.

射频/直流驱动大气压氩气介质阻挡放电的一维仿真研究

采用一维自洽耦合流体模型理论研究了射频(rf)/直流(dc)驱动大气压氩气(Ar)介质阻挡放电特性,仿真得到了不同直流电压下,射频最小维持放电电压变化情况、周期平均电子密度平均值随周期平均气体电压平均值变化情况、电子产生率及电子密度的时空分布.分析表明:直流电压通过改变介质表面电荷密度来影响气隙电压,从而控制放电过程.直流电压较小时放电被抑制,直流电压较大时放电得以恢复.随着直流电压的增大,射频最小维持放电电压振幅随之呈现先增大后减小的变化趋势.另外,当射频电压振幅高于最小维持放电电压振幅时,射频电源驱动与射频/直流驱动时的气隙电压相同,射频电源控制放电.进一步发现在α模式下,随着直流电压的增大,鞘层逐渐形成,电子产生区域从接地电极附近转变为两侧鞘层和主等离子体区边界处;在γ模式下,当射频电压振幅高于最小维持放电电压振幅时,电子产生和分布不受直流电压影响.

飞秒激光诱导微结构中飞秒时间分辨等离子体的时空动力学过程(特邀)

利用飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像技术研究了不同数值孔径显微物镜聚焦的单脉冲飞秒激光诱导熔融石英微结构中等离子体的瞬态时间-空间演化特性及瞬态电子密度空间分布与激光诱导微结构的联系。实验结果表明显微物镜聚焦的飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度随延时的增加先增大后逐渐减小。当显微物镜的数值孔径为0.45时,飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加变化不大,基本都在非线性焦点处,激光在样品中诱导的微结构是点状的;当显微物镜的数值孔径为0.3时,飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加逐渐向样品内部移动,激光诱导的微结构是长条状的。此外,不同数值孔径显微物镜聚焦飞秒激光在样品中诱导最大瞬态电子密度的空间位置与激光诱导微结构的位置一致,这说明飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像可用于超快激光微加工过程的在线检测,可为超快激光诱导材料微结构的定向调控及加工参数优化提供参考。