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oe1(光电查) - 科学论文

140 条数据
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  • 飞秒激光诱导纳米/微米结构对钢表面光学特性的影响；实验偏振测量研究

    摘要： 我们正见证超短脉冲激光材料加工（ULMP）技术日益成为调控表面多种特性的成熟工艺。该技术不仅适用于各类几何形态与物理特性的材料，兼具快速高效和实验装置简单的优势，使其能实现小规模与大规模的精准表面改性。近年来该方法也被用于调控表面光学特性——通过模拟自然界中具有独特形貌从而产生特殊光学效应的功能性表面，研究者正利用ULMP技术制备类似样品。本研究重点探究了ULMP技术在改变金属基底光学性质方面的潜力：以316L不锈钢为基底制备五种不同辐照条件的样品，系统研究激光诱导纳米/微米结构对其光学特性的影响。首先检测0°-65°范围内的可见光背向散射特性，随后在45°和60°两个入射角下提取所有样品的穆勒矩阵元素，进而计算包括延迟、退偏和减偏在内的偏振参数。鉴于形貌的多尺度特性，除照明光角度外，还详细讨论了样品光学响应对其取向的依赖性。结果表明：激光诱导周期性表面结构（LIPSS）涂层的响应对入射角和照明光偏振具有各向异性特征，且表面自身取向对最终响应起关键作用。具体而言，表面形貌、粗糙度或LIPSS结构的关联性等因素对此具有重要影响。

    关键词： 背向散射、结构、飞秒激光、表面、光学特性、偏振测量

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 温度和静水压力对球形段量子点/润湿层电子结构、光学性质及光群速度的影响

    摘要： 为研究静水压和温度对嵌入GaAs势垒中含浸润层的InAs球形段量子点电子能级的影响，我们采用有限元法在有效质量近似下求解薛定谔方程。结果表明：在恒温（恒压）条件下，随着静水压（温度）升高，基态、第一和第二激发态能量均降低（升高）。此外，针对该系统与双激光场相互作用的光学特性，当静水压（温度）增大时，探测脉冲的线性和非线性吸收及色散均呈现红移（蓝移）。进一步发现，静水压升高会使慢光频率范围内的光群速度最大值增大，同时慢光频率范围向更低探测频率方向移动。

    关键词： 温度、光群速度、静水压力、光学特性、量子点/润湿层

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 衬底温度对脉冲激光沉积法制备氧化铋薄膜的影响

    摘要： 我们展示并讨论了采用金属靶材通过脉冲激光沉积技术在低成本BK7玻璃基片上生长的氧化铋薄膜。由于氧化过程中可能形成多种中间态氧化铋以及化学计量比氧化物（即三氧化二铋Bi2O3）的多晶型体，我们的研究选择具有特殊意义。结果表明：在6×10?1 mbar氧分压、100 sccm气体流量条件下，随着衬底温度tS（300-600°C）升高，铋的氧化程度增加。正如预期，薄膜结晶度也随tS提升而增强。但可见光范围内薄膜折射率(n)随tS升高而降低。此外，薄膜透射率随tS增加超过60%，尤其在红光及近红外区域（600nm以上）。最后，我们将结果与文献进行讨论对比。

    关键词： Wemple-DiDomenico模型、光学特性、薄膜、激光加工、衬底温度

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 非线性光学 || 非线性光学极化率

    摘要： 非线性光学是研究因光的存在而改变材料系统光学特性所引发现象的学科。通常只有激光具有足够强度，能以这种方式改变材料系统的光学特性。该领域开端常被认为是1961年弗兰肯等人发现二次谐波效应——这紧随梅曼1960年首台实用激光器问世之后。非线性光学现象之所以"非线性"，是因为当材料系统对施加光场的响应与光场强度呈非线性关系时才会发生。例如二次谐波效应源于原子响应中与施加光场强度成平方关系的部分，因此二次谐波频率光的强度往往随入射激光强度的平方增长。

    关键词： 材料系统、光学特性、非线性光学、激光、二次谐波产生

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 非线性光学 || 自发光散射与声光学

    摘要： 在本章中，我们将描述自发光散射现象；第9章和第10章将阐述各种受激光散射过程。所谓自发光散射，是指材料体系的光学特性不会因入射光束的存在而发生改变时的光散射情况。在后两章中我们会看到，当入射光强度足够大以至于能改变材料体系的光学特性时，光散射过程的特性就会发生深刻变化。

    关键词： 受激光散射、自发光散射、材料体系、光学特性、入射光

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 非线性光学 || 受激布里渊散射与受激瑞利散射

    摘要： 我们在第8.1节中了解到，光散射只能由材料系统光学性质的涨落引起。若导致光散射的涨落（通常是介电常数）是由热效应或量子力学零点效应激发产生的，则该光散射过程称为自发散射；反之，若涨落是由光场存在诱导产生的，则称为受激散射。通常情况下，受激光散射的效率远高于自发光散射。例如，可见光束穿过1厘米液态水时，约十万分之一功率会因自发散射而逸出光路。本章将阐述：当入射光强度足够大时，通过受激散射过程，光束在1厘米路径上几乎可实现100%的散射。

    关键词： 受激瑞利散射、电致伸缩、受激布里渊散射、光学特性、光散射

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 掺杂10原子百分比镱的Y3ScxAl5-xO12（x=0.25、0.5、1.0、1.5）透明陶瓷的光谱特性与激光行为的深度表征

    摘要： 我们报道了掺杂10at.% Yb的Y3ScxAl5-xO12（Yb:YSAG）陶瓷在钪含量（x值从0.25至1.5变化）时的光谱和激光发射特性。样品通过固相反应法制备，随后经真空烧结和空气退火处理。光谱研究表明：随着钪含量增加，吸收谱和发射谱均呈现更显著的展宽，且荧光寿命也随之延长。激光性能方面，x=0.25的样品获得最高斜率效率（76.6%），而x=1.5（最高钪离子浓度）的样品实现最大调谐范围（81nm）；测量显示随着钪含量增加，调谐带宽持续展宽。

    关键词： 掺镱YSAG、无序石榴石、光学特性、光谱学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • A6061和Cu3Zn2纳米薄膜在超短脉冲激光加热中基于双相滞后传热模型的解析解

    摘要： 双相滞后模型在众多现有非傅里叶模型中表现最优，尤其适用于短时加热工况。现有文献调研表明，专门针对超短脉冲激光加热热分析、推导双相滞后模型精确解析解的研究极少。本研究旨在基于双相滞后传热模型，建立飞秒激光纳米薄膜加热热响应的精确解法，通过杜哈梅尔定理与有限积分变换的混合方法推导出对应解析解。针对5纳米厚A6061和Cu3Zn2纳米薄膜的激光加热开展了对比热分析，论证了非傅里叶分析较傅里叶模型的必要性。现有研究多聚焦金/铬纳米薄膜，而铜铝多组分微结构经科学证实具有优异金属特性（磁性与光学性）并在能量驱动化学反应中呈现强响应，故本研究选取这两种材料进行飞秒激光辐照分析。通过引入基材材料的光学特性（吸收率与反射率），建立了比现有模型更完善的解析模型。研究表明：当激光脉宽0.1皮秒、强度100 J·m?2时，结合其他热物理参数建立的温升历程可使两种材料均达到熔点温度。该数学模型还提供了各材料热弛豫时间滞后的合理选择依据，验证了文献报道的实验观测结果。沿纳米薄膜不同深度捕获的A6061与Cu3Zn2材料热响应，揭示了脉冲飞秒激光源的辐照能力。本研究结果与现有数值及实验研究高度吻合（偏差可忽略）。材料光学特性的引入具有重要价值——研究发现有无光学特性时最大温差偏差分别为A6061纳米薄膜38.86%、Cu3Zn2纳米薄膜57.70%。

    关键词： 解析解，双相滞后模型，光学特性，热响应，超快脉冲激光

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 一种简便的喷雾热解法制备Sm掺杂CdS薄膜用于高性能光电探测器应用

    摘要： 基于硫化镉（CdS）实现高性能光电探测器是当前研究的关键领域与挑战。本研究展示了新型钐掺杂（1、3和5 wt.% Sm）CdS薄膜用于光电探测器的简易制备与表征方法。所制薄膜具有良好的结晶性，晶粒尺寸介于18-30纳米之间。通过扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱（SEM/EDX）证实了钐掺杂薄膜的形貌均匀性。场发射扫描电镜研究表明形成了低维纳米晶粒且薄膜无孔隙裂纹。研究阐明了钐掺杂对薄膜线性与非线性光学特性的影响：掺杂导致折射率、带隙宽度及磁化率等光学参数降低。纯CdS光致发光（PL）谱中536纳米处的发射峰经钐掺杂后发生偏移并猝灭。针对532纳米激光光源，研究发现1 wt.% Sm:CdS薄膜光电探测器性能显著优于纯CdS（响应度1.01 AW?1 vs 0.213 AW?1，探测率2.21×1012琼斯 vs 7.43×1011琼斯，光电灵敏度约4.9×103 vs 2.0×103，外量子效率257% vs 49.70%），为光电探测器应用提供了更简便的高质量CdS薄膜制备途径。

    关键词： 光致发光、结构特性、硫化镉、光学特性、光电探测器、钐掺杂、薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 高强度聚焦超声诱导的组织光学散射和吸收变化跨越九个数量级的热剂量

    摘要： 在热消融过程中，组织的光学特性会发生变化。声光（AO）和光声（PA）成像等多模态方法可提供病灶形成的实时直接测量。此前已通过温度可控水浴暴露的有限热剂量范围测量了组织光学特性的基线变化，但关于高强度聚焦超声（HIFU）所创病灶的光学特性数据极少。本研究采用积分球分光光度法，测量了离体鸡胸肉经HIFU处理后400-1300纳米波段的光学散射与吸收系数，并通过红外相机监测HIFU诱导的时空温度升高来计算局部组织承受的热剂量。结果显示：当热剂量超过CEM43=600±81累积等效分钟时（覆盖9个数量级范围），HIFU照射会导致约化散射系数增大；HIFU热损伤会引起全光谱散射变化，超过70°C的热损伤区域散射强度增加2.5倍。热损伤组织的吸收系数同样增大，但其增幅强烈依赖光学波长且样本间差异显著，故未能确定热剂量阈值的存在。在以900纳米和1100纳米为中心的近红外波段发现了光学穿透深度最大的治疗窗口。这些数据为改进HIFU治疗中实时AO/PA病灶形成监测技术（作为温度测量的替代方案）提供了研究依据。

    关键词： 热损伤、光学特性、热剂量、损伤灶、高强度聚焦超声

    更新于2025-09-23 15:21:01