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oe1(光电查) - 科学论文

126 条数据
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  • 采用高效光纤激光驱动的光子芯片超连续谱进行中红外气体光谱分析

    摘要： 通过基于即插即用光纤激光器的超连续谱生成过程直接获取中红外分子官能团光谱区域，具有无可否认的简便性和鲁棒性优势。近期对氮化硅(Si3N4)波导中以电信波长泵浦的中红外色散波相干性的评估，为基于此类紧凑系统实现中红外频率梳生成奠定了重要基础。然而其光谱覆盖范围和转换效率仍不足以满足实际应用需求。我们通过实验证明：采用2微米飞秒光纤激光器泵浦的大截面Si3N4波导，可触及3-4微米关键光谱分析区域，实现高达35%的功率转换效率及毫瓦级输出功率。作为原理验证，我们利用该光源通过吸收光谱法检测乙炔(C2H2)。这一成果使此类光源成为适用于紧凑型芯片集成光谱分析与传感应用的理想候选方案。

    关键词： 中红外、光子芯片、气体光谱学、超连续谱产生、光纤激光器

    更新于2025-11-28 14:23:57

  • 甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH）在930至1170厘米-1波段的高温中红外吸收光谱

    摘要： 最近开发了一种方法，采用宽调谐快速扫描外腔量子级联激光器结合激波管装置，用于测量气态分子的高温中红外吸收光谱。该技术被用于测量甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH）在930至1170 cm-1范围内C-O伸缩带的截面轮廓。甲醇光谱数据覆盖620至1304K温度区间及0.98-3.30 atm压力范围，清晰呈现了ν8振动带的P、Q、R支特征。高温条件下明显观察到热带和高J振转跃迁的出现。乙醇吸收截面测量范围为296至1018K及0.90-3.27 atm，其峰值强度随温度升高而降低，且峰值位置向低波数方向移动。这些测量结果与现有经验模型对比后，显示出建立高温光谱数据库的迫切需求。

    关键词： 吸收光谱，乙醇，中红外，高温，激波管，甲醇

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 由范德华材料制成的深度亚波长声子极化激元晶体

    摘要： 光子晶体（PCs）是通过周期性介电结构调控光传播路径、减缓光速以实现光信号处理、激光发射及自发辐射控制的重要材料。传统光子晶体的晶胞尺寸与光波长相当，不适用于亚波长尺度应用。我们在范德瓦尔斯材料（六方氮化硼h-BN）中设计出纳米级孔阵列，该材料能支持超强局域的声子极化激元（PhPs）——即与电磁场耦合的原子晶格振动。这种孔阵列在中红外频段形成晶胞体积仅为10??λ?3（λ?为自由空间波长）的极化激元晶体，其中PhPs产生具有超平坦色散带的超强局域布洛赫模式。远场光谱与近场光学显微镜验证表明，该结构可产生与入射角度和偏振方向无关的尖锐布拉格共振峰。这项发现有望基于范德瓦尔斯材料及其他薄层极性材料，开发新型微型化、宽角度宽偏振适用的中红外窄带耦合器、吸收体及热辐射器件。

    关键词： 范德瓦尔斯材料、近场显微镜、声子极化激元晶体、中红外、六方氮化硼、布拉格共振

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • Er:CaF2透明陶瓷的制备及中红外性能

    摘要： 通过共沉淀法合成纳米粉体并采用热压工艺制备了高掺杂Er:CaF2透明陶瓷（掺杂浓度高达10.0原子百分比）。对粉体的组成和微观形貌进行了表征，首次研究了Er:CaF2透明陶瓷中4I13/2能级的中红外发射光谱及寿命，基于不同波长发射光谱探讨了能量传递过程机理。观测到增强的2.7微米发射强度及近红外荧光寿命缩短现象，表明高浓度Er3+离子有助于克服自终止效应并实现2.7微米激光输出。这些结果表明高浓度Er掺杂CaF2透明陶瓷可作为中红外激光应用的有前景基质材料。

    关键词： 透明陶瓷，中红外，发光寿命，纳米粒子

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 2.01～2.42微米全光纤飞秒拉曼孤子产生于高掺锗光纤中

    摘要： 我们证明了一个全光纤系统能在高掺锗光纤（HGDF）中产生高性能的中红外拉曼孤子。设计了一根芯径12微米、掺杂64摩尔% GeO?的10米长HGDF，采用自制1.96微米飞秒光纤激光器在强反常色散区进行泵浦，从而获得了波长连续可调范围2.01至2.42微米的稳定单色拉曼孤子。该中红外拉曼孤子脉冲宽度可短至~220飞秒，能量转移效率约32.5%，最大平均功率、峰值功率和脉冲能量分别达到27毫瓦、3.6千瓦和~1纳焦。与先前在近零或正常色散区泵浦HGDF产生的多色拉曼或类超连续谱不同，这种纯中红外拉曼孤子展现出优异稳定性（射频信噪比约60分贝）。据我们所知，这是全光纤系统中首次实现>2.4微米稳定拉曼孤子，该工作可能为紧凑型高性能中红外飞秒光纤激光源开辟新途径。

    关键词： 孤子自频移、超快光纤激光器、重掺锗光纤、中红外

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用全介质超表面产生偏振敏感调制光学涡旋

    摘要： 由光的螺旋模式产生的光学涡旋（OVs）在光操控、成像及光通信领域具有广泛应用。此外，具有调制波前的调制光学涡旋（MOVs）可为粒子分选和微机电系统驱动提供新途径。传统MOV生成装置包括空间光调制器、螺旋相位板等，但这类笨重设备难以应用于高度集成化光学系统。其他MOV生成器通常为静态且偏振不敏感。本研究提出一种全介质超表面来产生偏振敏感型MOVs——通过在相位分布中加入切向调制因子可调控OVs的强度图案，通过定制硅柱几何参数实现对正交偏振的独立操控。实验验证该超表面对不同偏振输入能分别产生环形光束与辐射对称涡旋光束，且通过调节偏振角可动态调谐MOVs的强度图案。该成果有助于光学操控研究，并可进一步拓展至可见光与近红外波段。

    关键词： 传播相位、全介质超表面、中红外、偏振态、调制光学涡旋

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于Ge2Sb2Te5的栅格结构中可主动调谐的中红外法诺共振

    摘要： 已证实可通过相变材料（PCM）的介电常数变化对中红外（MIR）波段亚波长光栅的共振波长进行动态调谐。利用Ge2Sb2Te5（GST）层的中间相态可获得反射峰的大幅偏移。通过严格耦合波分析（RCWA）方法验证了法诺共振（FR）的激发。实现了晶格共振约1.9微米（10.9微米-12.8微米）范围Δλ的非易失性调谐。通过改变几何参数及入射角也能实现显著的法诺共振光谱调谐。这种在技术重要的中红外波段具有宽范围可调特性的法诺共振，为众多传感、成像和检测应用提供了高分辨率滤波器。

    关键词： 法诺共振、相变材料、中红外

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年第15届四族光子学国际会议(GFP) - 坎昆(2018.8.29-2018.8.31)] 2018年IEEE第15届四族光子学国际会议(GFP) - 化学传感的中红外平台

    摘要： 对于采用QCL源阵列的小型气体系统，我们开发了两种不同的技术平台来制造AWG：(i) 在3μm-8μm波段使用硅包层的SiGe40芯（超过35个输入）；(ii) 在8-12μm波段使用SiGe20包层的Ge芯（超过35个输入）。

    关键词： 锗，AWG，中红外

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺杂氧化物纳米颗粒中的宽调谐等离子体激元用于超快宽带中红外全光开关

    摘要： 导电纳米结构中的等离激元为以全光学操作方式在纳米尺度上以亚皮秒速度高效操控光提供了手段，从而能够构建高性能全光学信号处理器件。本研究利用溶液法制备的简并掺杂氧化物纳米颗粒中宽频可调的中红外（MIR）等离激元的超快非线性光学特性，在MIR波段实现了具有亚皮秒响应速度（恢复时间常数<400飞秒）和超宽带响应光谱范围（覆盖3.0-5.0微米）的超快全光开关。进一步地，以简并掺杂纳米颗粒作为调Q器件，构建了覆盖2.0-3.5微米的脉冲光纤激光器，其中3.0微米波段的瓦级光纤激光器在同类被动调Q光纤激光器中展现出最优综合性能。值得注意的是，这些简并掺杂纳米颗粒在超过3.0微米的光谱范围（超出商用昂贵半导体可饱和吸收镜SESAM的工作波段）具有巨大应用潜力。本工作为技术重要的MIR波段超快光子学提供了一种通用且经济高效的解决方案。

    关键词： 可调谐等离子体、超快光子学、全光开关、掺杂氧化物纳米粒子、中红外

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 多金属氧酸盐作为HgSe自掺杂纳米晶体掺杂的控制剂

    摘要： 近年来，带内跃迁和等离子体跃迁已成为实现中红外光学吸收的有效手段。调控掺杂浓度不仅成为调节光谱特性的关键，也对暗电流、时间响应等性能参数的优化提出挑战。本研究以自掺杂HgSe胶体量子点（CQDs）为对象，此前掺杂调控主要依赖纳米粒子表面偶极结构诱导的能带弯曲。这种表面栅控方法难以兼顾费米能级的大幅调控与量子点阵列传输特性的保持。我们提出在CQD表面接枝功能化多金属氧酸盐（POMs）的策略，同步实现了载流子密度（每个纳米粒子约5个电子）与导电特性的精准调控。通过电荷向POM转移导致HgSe CQD掺杂浓度降低的现象，我们给出了确凿实验证据。该方法为简并掺杂半导体纳米粒子载流子密度的大范围调控提供了重要途径。

    关键词： 带内、中红外、电荷转移、多金属氧酸盐、等离子体跃迁、掺杂控制、硒化汞胶体量子点

    更新于2025-09-23 15:21:21