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[2019年德国慕尼黑激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC，2019.6.23-2019.6.27）] 2019年激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——具有0至1.6纳米可调光谱间距的785纳米双波长Y分支分布布拉格反射波导二极管激光器
摘要： 在多个应用场景中，需要能提供两条窄线宽稳定波长的紧凑型光源。这些应用包括：通过受激拉曼差分光谱技术（SERDS）将拉曼信号与日光干扰或荧光等背景信号分离；利用吸收光谱法进行浓度测量；以及差频产生太赫兹辐射时所需的两条微小波长差。除采用内置光栅实现发射波长的窄化与稳定外，还可通过光栅上方的加热元件调节光谱间距以满足上述应用需求。 本文将介绍发射波长785nm的双波长Y分支分布布拉格反射镜-脊形波导（DBR-RW）二极管激光器，其芯片集成电阻加热器设计与文献[1]类似，但创新性地实现了各DBR光栅加热器的独立控制——通过温度调节可分别调控每个激光腔的发射波长。这使得器件既能以双腔共同工作模式提供灵活的波长间距，又能快速切换激光谱线（如文献[2]最新展示）。器件总长3mm，包含：两个500μm长的十阶无源DBR光栅、2mm长的S形Y分支耦合器段及500μm RW输出段，共同构成双激光谐振腔。芯片集成电阻加热器可独立控制两个S形RW分支及输出RW段。光栅周期设计使两条发射波长保持0.6nm（即10cm?1）的适宜SERDS光谱间距。 在阐述器件结构后，将结合应用需求讨论其电光特性与光谱特性。图1展示了双波长激光器的功率-电流特性曲线（Y耦合器电流IY=0mA，RW输出段电流Iout=35mA，热沉温度25°C）：两腔约30mA启动激光，斜率效率0.6W/A；注入电流400mA时测得光输出功率超200mW。图2与图3呈现了输出功率100mW时通过独立加热器实现的光谱调谐——可在0至1.6nm范围内灵活调节，同时双分支均保持单模工作状态，线宽窄于11pm。
关键词： 可调谐光谱距离，双波长，785纳米，Y分支分布布拉格反射波导二极管激光器，吸收光谱学，太赫兹辐射，SERDS（顺序移位激发差分光谱法）
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于可调谐二极管激光吸收光谱的氢气传感器
摘要： 基于激光的氢气（H2）传感器采用波长调制光谱技术（WMS）实现分子氢的非接触式测量。该传感器利用分布式反馈激光器（DFB）瞄准2121.8纳米处的氢气四极矩吸收谱线。实验发现该氢气吸收谱线呈现微弱的碰撞展宽效应与显著的碰撞窄化效应，通过对比不同线型轮廓（含碰撞窄化效应）的详细模型测量数据，系统研究了这两种效应。研究确定了纯氢及氮气/空气混合气体中氢气的碰撞展宽与窄化参数。传感器性能评估表明：在1米吸收光程（精度达0.02%v·m）和1秒积分时间内，可实现0-10%v氢气浓度范围的精确测量，精度达到0.02%v；当采用20秒最优平均时间时，精度提升至0.005%v·m。实验观测到氢气浓度与传感器响应呈良好线性关系。该传感器采用简易坚固的收发器配置，适用于恶劣工业环境的原位安装。
关键词： 激光光谱学、波长调制光谱法、二极管激光器、可调谐二极管激光吸收光谱技术、吸收光谱学、氢传感器、氢气、气体传感器
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过高温电子束辐照提高金刚石中氮空位中心生成产率
摘要： 氮空位（NV）色心是金刚石中的一种荧光缺陷，在从系综传感到生物标记等应用中具有关键意义。因此，理解和优化金刚石中NV色心的形成对这些领域的技术进步至关重要。我们证明，对高压高温金刚石样品同时进行电子辐照和退火处理，与采用相同工艺参数但分步处理的样品相比，可使替代氮缺陷形成NV色心的效率提高高达117%。这种荧光增强效应得到了可见光和红外吸收光谱实验的验证。我们的研究结果为未来更高效地制备金刚石NV色心以及实现更高整体NV密度铺平了道路。
关键词： 钻石，氮空位中心，高温，荧光，吸收光谱学，电子束辐照
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用吸收光谱和荧光EEM-PARAFAC法解析中国东南沿海雨水溶解有机质的特征与生物有效性
摘要： 雨水将大量溶解性有机质（DOM）从大气输送至淡水和海洋环境，但人们对雨水DOM的化学组成和生物可利用性知之甚少。本研究在中国东南沿海某站点，通过溶解性有机碳（DOC）测定、吸收光谱及荧光激发-发射矩阵-平行因子分析（EEM-PARAFAC），对21场降雨事件的DOM数量、质量及生物可利用性进行了调查。DOC浓度范围为35-457 μM，受盛行季风、降雨量及陆源/人为输入影响。体积加权平均DOC为118 μM，对应雨水DOC通量为1.98 g m?2 yr?1。EEM-PARAFAC识别出四个荧光组分：三个类腐殖质组分（C1-C3）和一个酪氨酸样组分C4。吸收系数（aCDOM(300)）及C2-C4荧光强度与DOC显著相关，可用于DOC估算。雨水DOM具有低比紫外吸收（SUVA254）和腐殖化指数（HIX），表明其芳香性和腐殖化程度较低?；贒OM指标的主成分分析（PCA）揭示两个主因子，分别与DOM浓度和腐殖化程度相关。结合气团轨迹分析，PCA成功区分了来自活体植物/本地源、土壤有机质/腐殖物质及海洋源的不同降雨事件。雨水DOM整体生物可利用性较高（50%±19%），其中非发色团组分及C1-C2的可降解性高于其他组分。研究表明，吸收光谱与EEM-PARAFAC结合PCA及气团轨迹分析能有效区分降雨事件并追踪有机物来源，同时揭示了微生物降解对雨水PARAFAC各组分的差异化影响。
关键词： 溶解性有机质、吸收光谱学、EEM-PARAFAC、雨水、生物可利用性
更新于2025-09-10 09:29:36