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水中脉冲激光烧蚀法制备碳纳米管及其光电应用表征
摘要： 本工作展示了在水介质中无需催化剂、通过脉冲激光烧蚀石墨靶材制备多壁碳纳米管（MWCNTs）和碳纳米颗粒（CNPs）的方法。研究了激光波长对光学吸收和结构特性的影响。X射线衍射（XRD）数据显示合成的碳纳米管为多晶结构，并观察到与金刚石结构相关的峰。扫描电子显微镜（SEM）观察表明：采用532 nm激光合成的碳纳米管平均直径为20 nm、长度达数微米；而1064 nm激光合成的碳纳米管平均直径为75 nm、长度为亚微米级。部分碳纳米颗粒沉积在碳纳米管表面。透射电子显微镜（TEM）用于研究多壁碳纳米管的形貌。拉曼光谱证实合成过程中形成了多壁碳纳米管，其谱图中存在D带、G带和2D带三个特征峰。两种激光波长制备的MWCNTs的IG/ID强度比均大于1。532 nm激光脉冲制备的胶体MWCNTs比1064 nm制备的具有更高吸收率。研究了不同碳纳米管薄膜厚度下制备的In/p-MWCNTs/n-Si异质结光电探测器在室温下的电流-电压特性及响应度，发现该混合光电探测器存在两个响应峰值（650 nm和850 nm）。其中532 nm激光制备的光电探测器在532 nm波长处获得最大响应度0.53 A/W。构建了光照条件下MWCNTs/Si异质结的能带示意图。
关键词： 混合光电探测器，碳纳米管，激光烧蚀，碳纳米管厚度，激光波长
更新于2025-09-23 15:19:57
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评估激光波长和检测阶段几何结构对单颗粒质谱仪中光学检测效率的影响
摘要： 单颗粒质谱技术（SPMS）是研究气溶胶的在线分析工具，能够以与大气过程相关的时间分辨率测量具有粒径分辨能力的化学组成。该技术通过光学颗粒探测实现消融激光脉冲与离子源中颗粒存在的有效时间同步，并可通过测量两检测阶段间颗粒到达时间的偏移量进行空气动力学粒径分级。光学检测阶段的效率对仪器整体性能具有重要影响。 我们在激光消融气溶胶颗粒飞行时间质谱仪（LAAP-TOF）的检测阶段，无需大幅改动仪器几何结构，集成了由高功率光纤耦合Nd:YAG固态激光器与准直光束组成的定制检测激光系统。利用准直激光束构建了数值模型，可预测检测激光波长、输出功率、光束聚焦特性、光收集角、颗粒尺寸及折射率对检测激光束有效检测半径（R）的影响。我们将模型预测结果与"云中冰晶-尘埃"（ICE-D）项目获取的环境数据集进行对比。相比405 nm聚焦激光二极管系统，新激光系统使仪器对500-800 nm球形颗粒的灵敏度提升了一个数量级。 模型表明：颗粒尺寸的检测限由米氏理论预测的散射截面（Csca）决定。此外，当光收集角度较窄时，Csca随颗粒直径变化的振荡会导致R值波动，进而在颗粒传输范围内产生显著的粒径依赖性检测效率差异。这种检测偏差会影响仪器测量的空气动力学粒径分布，并解释了环境数据集中对海盐颗粒的部分检测偏好现象。
关键词： LAAP-TOF（激光气溶胶飞行时间质谱仪）、气溶胶、单颗粒质谱分析、米氏理论、激光波长、检测阶段几何结构、光学检测效率
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有对称夹层结构的电调谐液晶-聚合物复合激光器
摘要： 本研究首次研制出一种具有对称三明治结构的电调谐液晶-聚合物复合激光器。该结构包含两层相同的聚合物稳定胆甾相液晶（PSCLC）层，中间夹有染料掺杂向列相液晶（DDNLC）层。其中PSCLC层作为分布式布拉格反射镜，DDNLC层则兼具半波片与增益介质功能。整个液晶盒构成光学谐振腔，其共振模式出现在透射光谱峰值处。通过增益与损耗的竞争机制，可筛选出具有最低激光阈值的共振模式实现激射。当两层PSCLC施加相同电压时，电诱导离子浓度梯度会同步形成螺距梯度。随着电压升高，螺距梯度增大导致光子带隙（PBG）展宽及激光波长蓝移。该三明治结构的光子带隙可从55纳米扩展至170纳米以上，激光波长调谐范围高达70纳米——这是液晶三明治体系迄今实现的最宽调谐范围。该三明治构型为可调谐液晶光子带隙及激光器件提供了新思路，在传感器、医学成像、显示照明等领域具有重要应用前景。
关键词： 分布式布拉格反射器、电调谐、染料掺杂向列相液晶、光子带隙、液晶-聚合物复合激光器、光学腔、对称夹层结构、半波片、激光波长、聚合物稳定胆甾相液晶
更新于2025-09-19 17:13:59
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三色激光诱导空气等离子体产生的太赫兹辐射
摘要： 基于光电流模型，通过粒子模拟研究三色激光（基波ω、二次谐波2ω和三次谐波3ω）诱导空气等离子体中太赫兹辐射的产生机制。结果表明：三色激光方案产生的太赫兹辐射振幅比双色激光方案（基波ω与二次谐波2ω）高出数倍。为获得最佳条件，我们进一步研究了基波与二次谐波相位差（?2）及基波与三次谐波相位差（?3）对太赫兹生成的影响。研究发现，在三色方案中?3对太赫兹辐射的影响强烈依赖于?2，当?2=π/6且?3=π/6时可获得最大太赫兹辐射。同时考察了激光波长和脉冲持续时间的影响——结果显示太赫兹辐射强度与激光波长的平方成正比；此外，增加脉冲持续时间也能提升太赫兹辐射强度。
关键词： 光电流模型、粒子模拟、相位差、脉冲持续时间、太赫兹辐射、激光波长、三色激光
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光波长对激光诱导击穿光谱中自吸收效应的影响
摘要： 自吸收效应严重影响激光诱导击穿光谱（LIBS）定量分析的准确性，制约了该技术的进一步发展。本研究选取紫外（355 nm）、可见光（532 nm）和红外（1064 nm）三种激光波长，探究激光波长对LIBS自吸收效应的影响，并分析了激光波长对光谱稳定性的作用。结果表明：当波长为1064 nm时，与355 nm和532 nm波长相比，铝（Al）I 396.2 nm谱线的半高全宽（FWHM）分别降低39%和23%，钾（K）I 766.5 nm谱线的半高全宽分别降低58%和22%。此外，激光波长与光谱强度稳定性密切相关。相较于532 nm和1064 nm激光波长，355 nm波长时获得最佳光谱重复性，其中K I 766.5 nm谱线的相对标准偏差（RSD）仅为2.5%。研究证实激光波长影响LIBS的自吸收效应和光谱稳定性，选择合适的激光波长可降低自吸收并提高稳定性。
关键词： 激光诱导击穿光谱，自吸收，激光波长，相对标准偏差
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种用于测量0.35-1.1微米激光波长范围内粗糙表面样品光散射特性的自动化装置
摘要： 该自动化扫描设备的描述及工作算法基于双坐标光度计方案构建，用于测量不同表面粗糙度样品在0.53、0.63和1.06微米激光波长下的双向反射分布函数（BRDF）。该设备的BRDF相对测量误差为6–9%。专用软件和设计特性允许调整设备的工作时间和扫描步长，而双测量通道的存在使其能够使用输出功率不稳定的辐射源。该设备具备将工作光谱范围扩展至中远红外区域的能力。
关键词： 粗糙表面、双向反射分布函数（BRDF）、自动设置、双向反射函数、激光波长、光散射特性
更新于2025-09-12 10:27:22