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一种扩展锁模飞秒激光色散共焦探头Z向测量范围的方法
摘要: 提出一种方法以扩展基于光纤的双探测器色差共焦探针在Z方向上的测量范围,该探针采用锁模飞秒激光源。在双探测器色差共焦探针中,通过两个相同光纤探测器获取的两路光强信号的归一化强度比峰值波长来推导被测目标的Z向位移。本文提出新方法,利用归一化强度比Ia及其倒数(即反归一化强度比In)获得的轴向响应主瓣与旁瓣,建立被测目标峰值波长与Z向位移之间的无缝对应关系。通过理论计算和实验研究验证了所提测量范围扩展方法的可行性。
关键词: 测量范围扩展、旁瓣、飞秒激光、色差共焦探头
更新于2025-11-28 14:24:03
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[IEEE 2018年传感器会议 - 新德里 (2018.10.28-2018.10.31)] 2018 IEEE 传感器会议 - 采用飞秒激光制备光纤布拉格光栅的高灵敏度折射仪
摘要: 采用逐点飞秒激光直写技术刻制了高度局域化的光纤布拉格光栅。通过监测截止波长的位置,我们证明该光纤光栅对折射率测量具有高度线性灵敏度。通过监测截止波长附近的"峰谷"强度变化,实现了2924.3dB/RIU的超高空芯折射率灵敏度和3.4×10-7的折射率分辨率。由于不同周围折射率对应不同的截止波长位置,这种基于光纤光栅的折射仪可同时实现宽量程和高灵敏度的折射率测量。
关键词: 飞秒激光,光纤布拉格光栅,折射率传感器
更新于2025-11-28 14:23:57
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飞秒激光改性Ti6Al4V合金的体外生物活性与生物相容性
摘要: 本研究探讨了飞秒(fs)激光表面改性Ti6Al4V合金(钛合金)的生物活性与生物相容性。采用波长800 nm的钛宝石脉冲飞秒激光照射时,钛合金表面形成了自排列的锥形微结构。通过掠入射X射线衍射(GIXRD)技术和显微拉曼光谱分析了飞秒激光辐照导致的钛合金表面化学成分变化,检测到辐照后表面生成了钛亚氧化物相,使样品表面氧空位增多。体外生物活性测试中,将未处理和飞秒激光处理的样品浸入模拟体液两周。扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)、GIXRD、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及显微拉曼光谱证实,两种样品表面均出现羟基磷灰石沉积。与未处理表面相比,飞秒激光改性的钛合金表面羟基磷灰石生长更显著。通过研究人骨肉瘤细胞系(U2OS)在材料表面的锚定与生长评估激光处理钛合金的生物相容性,采用MTT法测定未处理与激光处理样品共培养时的细胞存活率和增殖潜力。结果显示两种表面均未影响细胞活性与生长。共聚焦显微镜观察进一步表明,相比未处理表面,飞秒激光处理的钛合金表面具有更高效的细胞附着能力。
关键词: 生物相容性、羟基磷灰石、表面改性、Ti6Al4V合金、飞秒激光、生物活性
更新于2025-11-21 11:08:12
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利用飞秒激光脉冲对MoS2/聚酰胺静电纺丝纳米纤维膜进行微图案化
摘要: 对聚合物和复合材料表面进行改性和图案化的能力,在各类生物医学和电子应用中具有重要意义。例如,采用飞秒(fs)激光烧蚀技术对静电纺丝纳米纤维支架进行微图案化处理,可成功制备包括支架在内的复杂聚合物生物医用器件。本研究探究了飞秒激光烧蚀作为柔性便捷方法,用于对二硫化钼(MoS2)修饰的聚酰胺(PA6)静电纺丝纳米纤维进行微图案化。通过扫描电子显微镜和光谱技术,我们研究了激光脉冲能量、扫描速度对电纺复合纳米纤维形貌及辐照区域的影响。结果表明:采用最佳飞秒激光参数时,可在保持纳米纤维本征特性的同时,在电纺纳米纤维膜上形成具有尺寸可控性的微孔结构。经飞秒激光微结构化处理后,MoS2修饰的PA6纳米纤维膜仍保持良好的光致发光特性。本研究成果展示了其在光电器件领域的应用潜力,此外该技术在组织工程等生物医学领域也具有重要应用前景。
关键词: 飞秒激光、微加工、复合纳米纤维、静电纺丝、二硫化钼
更新于2025-11-21 11:08:12
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双折射晶体产生的倍频与多倍频飞秒脉冲在不锈钢表面生成二维激光诱导结构
摘要: 激光诱导纹理已被证实是改变固体润湿性、摩擦性、生物相容性和光学性能的卓越解决方案。近期研究已证明可通过激光加工产生二维亚微米形貌。采用双脉冲辐照技术,能够控制诱导结构并制造更新颖、更复杂的二维纹理。然而双脉冲辐照通常需要复杂装置来调节脉冲偏振和时间特性。本研究展示利用简单双折射晶体阵列在大面积上制备均匀二维激光诱导周期表面结构(LIPSS)。分别施加线偏振和圆偏振脉冲,并为两者定义了最佳工艺窗口。通过与包含延迟线的既往研究对比,验证了两种技术的重现性。通过系统研究工艺参数发现,所得形貌既取决于能量密度与脉冲间隔的相互作用,也与入射脉冲数量相关。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜对获得的结构进行表征。我们认为该成果代表了一种新型表面结构化方法,已具备引入工业环境的条件。
关键词: 金属表面纹理化、二维激光诱导周期表面结构(2D-LIPSS)、飞秒激光、微/纳结构加工、双折射晶体、双脉冲技术
更新于2025-11-14 14:32:36
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通过整形器生成的双色飞秒泵浦-探测序列对多个里德伯波包进行成像
摘要: 我们将双色白光偏振脉冲整形方案与角分辨及能量分辨的光电子能谱技术相结合,用于成像原子里德伯波包的动力学过程。通过整形器产生的双色线性和圆偏振飞秒泵浦-探测脉冲序列,实现了对里德伯动力学的无背景检测。来自线性偏振双色场的光电子动量分布呈现出显著的时间、能量和角度依赖性动力学特征,这源于里德伯np和nf系列电离产生的s型、d型和g型光电子波包的干涉。通过对高度差分数据的详细分析,我们能够分别提取出两个里德伯波包的动力学信息。实验上通过额外的双色圆偏振脉冲序列泵浦-探测研究验证了这些结果,该研究仅通过g型光电子波包映射了里德伯nf系列的动力学过程。
关键词: 里德堡波包、泵浦-探测光谱、光电子成像、飞秒激光、偏振脉冲整形
更新于2025-09-23 15:23:52
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氮分子气体及大气中高次谐波产生的压力依赖性
摘要: 测量了气体压力变化对氮分子气体(N2)和大气空气在超短强激光脉冲作用下产生高次谐波(HHG)的影响。确定了两种气体在气体射流相互作用区域中使HHG产额最大化的最佳压力。在最佳压力值0.33巴附近,观察到HHG输出增强并扩展到更高谐波阶数。基于一维模型的理论计算解释了这一效应,并与实验结果合理吻合。
关键词: 飞秒激光,转换效率,高次谐波产生(HHG),相位匹配,极紫外辐射,压力优化
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过双光子吸收诱导聚合实现纳米加工中的系统性λ/21分辨率
摘要: 基于树脂中双光子吸收的光聚合技术,已被公认为实现亚衍射极限分辨率三维微/纳结构制造的关键技术之一。本研究聚焦于利用我们开发的系统化纳米加工工艺,通过波长780纳米的飞秒激光提升空间分辨率。我们通过制备甲基丙烯酸甲酯单体光刻胶中的聚合体素、纳米线及悬浮纳米纤维,探讨了激光强度、曝光时间和扫描速度等影响空间分辨率的因素。结果表明,该技术实现了约36纳米(相当于λ/21)的分辨率。使用我们定制的设备可稳定制备三维微结构。
关键词: 体素、分辨率、双光子聚合、微/纳结构、飞秒激光、悬浮聚合纤维
更新于2025-09-23 15:22:29
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使用不同脉冲持续时间的飞秒激光对铜薄膜进行辐照的原子模拟
摘要: 理解飞秒激光微/纳加工中的光-物质相互作用至关重要。本研究采用双温模型(TTM)与分子动力学(MD)相结合的方法,分析了35-500飞秒范围内不同脉宽飞秒激光辐照铜薄膜的熔融与解体行为?;赥TM-MD模型,研究了铜薄膜的温度与应力演化过程。结果表明:当脉宽小于100飞秒时铜薄膜发生解体,而200飞秒脉宽下则呈现熔融状态。研究还分析了飞秒激光引发的光力学与热力学演化过程,发现应力波与温度升高是导致薄膜解体与振动的主因。铜薄膜瞬态图像揭示了原子尺度的熔融与解体过程:熔融呈均匀发生,而解体集中于薄膜中心区域。这些发现有助于阐明飞秒激光材料烧蚀的作用机制。
关键词: TTM-MD模拟,铜薄膜,脉冲持续时间,飞秒激光,辐照
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE国际电子器件会议(IEDM)- 美国加利福尼亚州旧金山(2019.12.7-2019.12.11)] 2019 IEEE国际电子器件会议(IEDM)- 展示与后道工艺兼容的铁电Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>缩放型铁电随机存取存储器(FeRAM),该存储器与130纳米CMOS集成,用于嵌入式非易失性存储器应用
摘要: 我们提出一种采用横向非均匀分束器的双光束干涉相位掩??绦醇际?,用于制备具有非均匀周期(即啁啾光纤布拉格光栅)的光栅。通过深紫外准分子激光和飞秒激光光源的刻写实验,揭示了该刻写方法对激光相干特性的依赖关系。研究表明,非均匀分束器能提供一种生成波长可调范围广的啁啾光纤布拉格光栅的方法,即便使用紫外飞秒激光亦可实现。
关键词: 飞秒激光、光纤滤波器、双光束干涉仪、光纤布拉格光栅
更新于2025-09-23 15:21:01