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超快激光3D打印无机材料技术及应用(特邀)
1
作者 廖常锐 方浩锐 +3 位作者 朱德志 何智明 陈文涛 王义平 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期64-85,共22页
无机材料因其卓越的机械性能、化学稳定性和耐高温特性,广泛应用于航空航天、电子设备、光学器件等领域。然而,传统无机材料制造方法因工艺复杂、精度不足等限制难以满足高性能器件需求,而飞秒激光三维(3D)打印技术凭借其适用多种材料... 无机材料因其卓越的机械性能、化学稳定性和耐高温特性,广泛应用于航空航天、电子设备、光学器件等领域。然而,传统无机材料制造方法因工艺复杂、精度不足等限制难以满足高性能器件需求,而飞秒激光三维(3D)打印技术凭借其适用多种材料的能力和出色的空间分辨率,为无机微纳结构制造开辟了新路径。近年来,基于无机材料的飞秒激光3 D打印技术取得了重要进展,涵盖有机-无机复合材料和纯无机材料两大工艺。复合材料打印通过将无机成分掺入有机树脂光刻胶,结合双光子聚合技术(TPP)制备高性能结构;纯无机材料打印则直接利用无机前驱体或纳米颗粒,通过激光诱导反应构建无机结构。相比传统工艺,该技术在光学微器件、微机电系统(MEMS)及生命科学等领域展现出显著优势。然而,其在材料选择、加工效率和结构稳定性方面仍面临挑战。本报告系统总结了飞秒激光3D打印无机材料的工艺与应用进展,并深入探讨了其技术瓶颈及解决方案。未来,随着新型光敏材料、共混技术和激光打印方法的发展,该技术有望实现更高效、更精确的微纳制造,并在复杂光纤系统、微纳光子学及生命科学等领域展现更广阔的应用前景。 展开更多
关键词 飞秒激光3D打印 无机材料 光学器件 MEMS传感 生命科学
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半导体量子点分子-腔光机械耦合系统中光学双稳及多稳态的形成及调控 被引量：1
2
作者 曾莹 任波 +2 位作者 徐名琪 杨红 佘彦超 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第5期115-122,共8页
本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈... 本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而增大.随着磁场强度和隧穿耦合强度的进一步增加,系统的双稳态将演变为多稳态.有趣的是,在强隧穿和强磁场作用下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而减小.这种对耦合腔光机械系统中光学双稳态的灵活调控将在可控光开关方面具有潜在的广泛应用前景. 展开更多
关键词 双稳态 多稳态 点间隧穿耦合 光力耦合
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超宽带简并光参量放大中的寄生效应
3
作者 李纲 杨雷 +4 位作者 黄征 谢娜 卢峰 蒋东镔 周凯南 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期28-34,共7页
详细研究了在走离补偿及非走离补偿两种方式下,钛宝石(Ti:sapphire)激光倍频泵浦的非共线超宽带简并光参量放大中二次谐波寄生效应的影响。研究表明,在非走离补偿方式下,通过适当增加泵浦光与信号光的非共线角,在确保信号光宽光谱放大... 详细研究了在走离补偿及非走离补偿两种方式下,钛宝石(Ti:sapphire)激光倍频泵浦的非共线超宽带简并光参量放大中二次谐波寄生效应的影响。研究表明,在非走离补偿方式下,通过适当增加泵浦光与信号光的非共线角,在确保信号光宽光谱放大的同时,可以有效降低二次谐波寄生效应对信号光输出光谱的影响。获得了不同泵浦光光谱带宽下,简并光参量放大的信号光输出光谱及输出通量演化规律,明确了在给定信号光输出光谱带宽下对泵浦光光谱带宽的要求。研究结果为基于简并光参量放大的超宽带高时域对比度飞秒种子光产生提供设计依据。 展开更多
关键词 超宽带简并光参量放大 二次谐波 寄生效应 走离补偿
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基于色散渐减光纤的自相似子激光器优化设计
4
作者 陈楚浜 张巧芬 +3 位作者 吴铭扬 王桂棠 吴黎明 邓耀华 《激光技术》 北大核心 2025年第1期98-105,共8页
为了提高自相似子激光器可容忍的最高增益饱和能量,基于脉冲在色散渐减光纤(DDF)中进行自相似演化时具有较强抗光波分裂特性的原理,采用DDF替代自相似子激光器中的单模光纤(SMF)的方法,进行了理论分析和仿真验证。结果表明,DDF替代SMF后... 为了提高自相似子激光器可容忍的最高增益饱和能量,基于脉冲在色散渐减光纤(DDF)中进行自相似演化时具有较强抗光波分裂特性的原理,采用DDF替代自相似子激光器中的单模光纤(SMF)的方法,进行了理论分析和仿真验证。结果表明,DDF替代SMF后,激光器可容忍的最高增益饱和能量增大33.3%,激光器的输出脉冲能量提高109.2%,脉冲峰值功率提高20.6%,脉宽缩短23.1%,自相似评价因子从0.077降低到0.065;在自相似子激光器中利用DDF替代SMF进行脉冲演化可有效提高激光器的最大增益饱和能量,进而使激光器的输出自相似脉冲的脉冲能量更大、脉冲峰值功率更高、脉宽更窄、脉冲质量更高。此研究对获取高功率自相似脉冲具有一定参考价值。 展开更多
关键词 激光器 非线性光学 自相似脉冲 增益饱和能量
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一种高功率窄线宽偏振光纤激光器研究
5
作者 张雪霞 张昆 +6 位作者 张利明 熊文豪 李尧 高平 赵鸿 解子俨 邓宇 《激光与红外》 北大核心 2025年第4期501-504,共4页
高功率窄线宽光纤激光器因其低噪声、可靠性好、电光转换效率高、相干性好和高光束质量等优异的性能,在精密测量、激光雷达、光谱分析及非线性光学应用等领域展现出巨大的潜力。本文选用种子、多级预放和主放的方式对窄线宽偏振光纤激... 高功率窄线宽光纤激光器因其低噪声、可靠性好、电光转换效率高、相干性好和高光束质量等优异的性能,在精密测量、激光雷达、光谱分析及非线性光学应用等领域展现出巨大的潜力。本文选用种子、多级预放和主放的方式对窄线宽偏振光纤激光器进行了研究。实验中,1056nm波段的窄线宽种子光经过多级预放后,功率输出20W,然后注入到双向泵浦的主放大系统中。激光器的包层光剥离器直接在光纤熔点处制作,这样既可以减少光路熔点,又可以简化激光器结构。通过优化主放大系统前后泵浦光比例,当泵浦电流为11.2A时,激光器的输出功率为2.505kW,激光器的光-光转化效率为83%。后期继续增加泵浦功率,可以获得更高功率输出。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 窄线宽 高功率
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基于半导体环形激光器的双路混沌同步
6
作者 蒋再富 张定梅 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期34-39,共6页
为了拓展半导体环形激光器在混沌保密通信中的应用,构建了一种简单的混沌同步结构,利用功率谱和互相关技术研究了半导体环形激光器在相位光反馈下的动力学特性,并对同步质量进行了优化分析。研究表明,半导体环形激光器在相位光反馈下能... 为了拓展半导体环形激光器在混沌保密通信中的应用,构建了一种简单的混沌同步结构,利用功率谱和互相关技术研究了半导体环形激光器在相位光反馈下的动力学特性,并对同步质量进行了优化分析。研究表明,半导体环形激光器在相位光反馈下能展现出丰富的非线性动力学态。对于固定的频率失谐值,同步系数随着注入系数的增加而增加,而对于较大的注入系数,频率失谐对同步性能的影响将减弱。同时也讨论了电流失配的影响,发现注入系数越大电流失配对同步性能影响越小。最后研究了反馈相位不相同的情况,发现两个模式混沌信号不相同也能进行同步,这增加了同步通信的安全性。研究结果可为半导体环形激光器在混沌保密通信中的应用提供参考。 展开更多
关键词 非线性光学 同步 互相关 半导体环形激光器 混沌
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基于三阶非线性光学效应实现直接三倍频研究进展
7
作者 郭小天 梁飞 +1 位作者 于浩海 张怀金 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1671-1686,共16页
三阶非线性光学效应是一种非常基础且具有广泛应用的光学现象,在激光波长拓展、激光调制、光谱分析等众多领域具有重要的应用价值。直接三倍频(THG)是一种典型的三阶非线性光学过程,可以将激光波长缩短至基频波长的1/3,光子能量提高3倍... 三阶非线性光学效应是一种非常基础且具有广泛应用的光学现象,在激光波长拓展、激光调制、光谱分析等众多领域具有重要的应用价值。直接三倍频(THG)是一种典型的三阶非线性光学过程,可以将激光波长缩短至基频波长的1/3,光子能量提高3倍。通过THG过程能够将红外光向更短波长的可见、紫外乃至真空紫外转换,提高激光器件集成度,制作尺寸更小、性能更优的电子和光学元件,满足激光加工、制造等前沿领域对特定波长激光的重要需求。此外,利用THG的逆过程可以实现光学参量下转换,产生多个光子的纠缠态,有望制备高效率、高维度的量子光源,对下一代量子密钥分发、量子隐形传态等前沿应用具有重要意义。本文从直接三倍频产生的基本原理出发,分析了THG过程需要满足的能量守恒和动量守恒条件,总结了体块非线性晶体、拓扑半金属、近零介电常数薄膜和硅基超表面等材料体系THG的发展现状,并综合比较了各类材料体系实现THG的波长范围和转换效率。最后讨论了非线性晶体实现高效THG面临的挑战,并对直接THG的前景和趋势进行了展望。 展开更多
关键词 非线性晶体 拓扑半金属 直接三倍频 三阶非线性光学效应 相位匹配
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基于频率转移的红外辐亮度绝对测量技术研究
8
作者 刘宇豪 夏茂鹏 +1 位作者 郑小兵 翟文超 《光子学报》 北大核心 2025年第4期34-44,共11页
基于频率转移技术提出了一种新型红外绝对辐亮度测量方法,实现了红外光源在3390 nm的绝对辐亮度测量,将光量子“无溯源”定标技术拓展至中波红外。首先,用775 nm连续激光泵浦非周期性极化铌酸锂下转换产生1005 nm/3390 nm非简并相关光子... 基于频率转移技术提出了一种新型红外绝对辐亮度测量方法,实现了红外光源在3390 nm的绝对辐亮度测量,将光量子“无溯源”定标技术拓展至中波红外。首先,用775 nm连续激光泵浦非周期性极化铌酸锂下转换产生1005 nm/3390 nm非简并相关光子对,再利用上转移技术将3390 nm转换至810 nm,采用参量下转换时间符合法绝对定标上转换单光子探测器在3390 nm绝对通道量子效率,结合光路的孔径与视场,实现绝对功率响应度至绝对辐亮度定标转换。介绍了基于相关光子时间特性的探测效率定标方法和频率转移的实验装置,分析了死时间、后脉冲、意外符合、非公共部分光路差异性等问题。然后,用定标光路测量了黑体辐射源在125℃~200℃共4个温度点下3390 nm的辐亮度,将测量结果与普朗克公式计算辐亮度结果进行对比验证,得到的最大差异为4.3%。研究结果表明,利用下转换和上转换相结合能将相关光子定标技术拓展至中波红外,对实现3000 nm后的中波红外绝对辐射测量有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 自发参量下转换 频率上转换 黑体辐射 辐亮度定标 PPLN晶体
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激光场中原子阈上电离的强场近似方法研究
9
作者 仝小刚 薛玉峰 +1 位作者 张治国 杨淑萍 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期111-116,共6页
强激光与原子相互作用的基本现象是原子的电离,其中阈上电离是一种非常重要的强场电离现象,许多方法被用于研究激光场中原子的阈上电离性质,其中强场近似方法是十分重要的理论方法之一.本文利用时间演化算符及鞍点近似论述了激光场中单... 强激光与原子相互作用的基本现象是原子的电离,其中阈上电离是一种非常重要的强场电离现象,许多方法被用于研究激光场中原子的阈上电离性质,其中强场近似方法是十分重要的理论方法之一.本文利用时间演化算符及鞍点近似论述了激光场中单原子阈上电离行为的二级强场近似理论,其中一阶近似项给出低能电子的直接电离振幅,二阶近似项描述电子与母离子的重散射过程,表示高能光电子的电离振幅.文章给出了强场近似理论下线性极化的激光场中光电子能谱和电离概率,为应用强场近似方法模拟研究激光场中单原子的动力学行为提供了一定的理论参考和依据. 展开更多
关键词 阈上电离 强场近似 Schr9dinger方程 时间演化算符 鞍点近似
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双光注入半导体激光器产生高质量光子微波信号
10
作者 张定梅 蒋再富 +1 位作者 汤蕊旖 汪金辉 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期54-58,共5页
光子微波信号的线宽和带宽是影响其实际应用的关键指标,针对单光注入半导体激光器产生的微波信号质量不高的问题,提出了一种基于双光注入半导体激光器产生窄线宽、宽带宽微波信号的方案。实验结果表明:双光注入产生的微波频率比单光注... 光子微波信号的线宽和带宽是影响其实际应用的关键指标,针对单光注入半导体激光器产生的微波信号质量不高的问题,提出了一种基于双光注入半导体激光器产生窄线宽、宽带宽微波信号的方案。实验结果表明:双光注入产生的微波频率比单光注入要更加稳定;双光注入下的微波线宽在10 kHz左右,明显要低于单光注入的1 MHz数量级。此外,通过适当调节注入参数,双光注入的带宽可达1 THz以上。说明双光注入产生的光子微波信号的性能明显优于单光注入,这为高质量光子微波的产生增加了一个新的途径。 展开更多
关键词 非线性光学 半导体激光器 光子微波 光注入
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1700 nm波段激发荧光珠的多光子性质
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作者 严洁媚 张颖娴 +2 位作者 汤思佳 邱娉 王科 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第3期351-356,共6页
荧光珠在生物医学和技术领域具有广泛应用,在1700 nm这一适合深层生物组织成像的波段,目前缺乏有效的荧光珠多光子性质表征技术.针对这一问题,利用自建的1700 nm波段多光子成像系统,对普通商用荧光珠(Fluosphere)和聚苯乙烯量子点荧光... 荧光珠在生物医学和技术领域具有广泛应用,在1700 nm这一适合深层生物组织成像的波段,目前缺乏有效的荧光珠多光子性质表征技术.针对这一问题,利用自建的1700 nm波段多光子成像系统,对普通商用荧光珠(Fluosphere)和聚苯乙烯量子点荧光珠的多光子性质进行表征.通过多光子成像技术,判定荧光珠的多光子激发阶数和相对多光子作用截面,对比其多光子亮度;研究荧光珠的光漂白性质,评估其光稳定性;利用多光子成像进一步确定成像系统的空间分辨率.结果表明,在1700 nm波段Fluosphere的相对作用截面和稳定性优于量子点荧光珠,且成像用多光子显微镜空间分辨率达到亚微米量级.该结果可为多光子成像中荧光珠的选取提供依据,并为成像系统空间分辨率标定提供实验参考. 展开更多
关键词 光学工程 荧光珠 多光子显微成像 作用截面 空间分辨率 光稳定性
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小型化单频窄线宽非平面环形腔激光器
12
作者 肖佳汶 余洋 +1 位作者 焦雨凇 高春清 《激光与红外》 北大核心 2025年第9期1359-1365,共7页
单频窄线宽固体激光器被广泛用于激光雷达和相干通信等领域,小型化激光器是许多应用的需求。本文报道了两种小型化的LD泵浦的Nd∶YAG单块非平面环形腔(NPRO)单频固体激光器。小型化单频激光器1的整体尺寸为100mm×100mm×196mm,... 单频窄线宽固体激光器被广泛用于激光雷达和相干通信等领域,小型化激光器是许多应用的需求。本文报道了两种小型化的LD泵浦的Nd∶YAG单块非平面环形腔(NPRO)单频固体激光器。小型化单频激光器1的整体尺寸为100mm×100mm×196mm,1064nm单频激光输出功率118W。通过使用非光纤耦合的LD直接输出泵浦,获得了尺寸更小、结构更加紧凑的激光器2,其整体尺寸只有37mm×48mm×24mm,内部包含所有光学元件与温控元件,单频激光输出功率410mW,1小时的稳定性为036(RMS)。通过以上两种两激光器的拍频测量了激光线宽,其线宽均优于482kHz。 展开更多
关键词 激光器 单频激光器 小型化 非平面环形腔 窄线宽
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热原子系统中非耗散反PT对称奇异点的观测
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作者 黄铖楠 钮月萍 +1 位作者 龚尚庆 张示城 《华东理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期285-290,共6页
非厄米系统在奇异点(Exceptional points, EPs)附近对非厄米参量有着极高的灵敏度,这使得基于EP的精密传感在诸多领域得到应用。然而,传统的宇称时间反演(Parity-time,PT)对称系统需要引入增益和损耗,这会引起量子噪声问题。反PT对称系... 非厄米系统在奇异点(Exceptional points, EPs)附近对非厄米参量有着极高的灵敏度,这使得基于EP的精密传感在诸多领域得到应用。然而,传统的宇称时间反演(Parity-time,PT)对称系统需要引入增益和损耗,这会引起量子噪声问题。反PT对称系统可以在不引入线性增益和损耗的同时保持高灵敏度,但是热原子非耗散反PT对称系统中EP的实验观测仍是一个难点。本文通过热原子系统的远失谐四波混频效应证明了非耗散反PT对称性,并通过实验观察到EP,有望为室温条件下的量子传感和量子信息处理等应用提供一种可行的方案。 展开更多
关键词 反PT对称 EP 热原子 四波混频 非厄米
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基于四波混频效应的边缘检测光计算研究
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作者 张洪波 赵思豪 +4 位作者 蔡炬 张敏 万峰 王森 尚德浜 《光通信研究》 北大核心 2025年第5期27-33,共7页
【目的】为应对传统边缘检测存在的运算速度瓶颈与高能耗问题,文章提出了一种基于四波混频(FWM)效应的边缘检测光计算方法。【方法】该方法利用FWM效应完成边缘检测中梯度计算的乘法运算,随后利用数字信号处理技术完成边缘检测。为验证... 【目的】为应对传统边缘检测存在的运算速度瓶颈与高能耗问题,文章提出了一种基于四波混频(FWM)效应的边缘检测光计算方法。【方法】该方法利用FWM效应完成边缘检测中梯度计算的乘法运算,随后利用数字信号处理技术完成边缘检测。为验证其处理速度与检测准确性,文章利用FWM效应完成边缘检测并构建了可实现10 Gbit/s高速图像处理的仿真平台,深入研究了载波频偏与卷积核类型对检测性能的影响。【结果】结果表明,在系统性能方面,该方法的能耗和时延分别为0.25 pJ/bit和0.98μs,优于传统计算方案。此外,文章深入研究了载波频偏对边缘检测结果的影响。当承载边缘检测结果的信号与承载卷积核的载波信号中心频率间隔10 GHz时,二者频谱显著重叠,相关性系数仅为0.15164。当承载卷积核的载波频偏为图像数据载波频偏的两倍时,采用水平或垂直方向卷积核进行边缘检测会受到显著干扰,相关性系数最低降至0.2499;而在相同条件下,采用全方向卷积核则能够显著提升检测性能,相关性系数最高可达0.94722。【结论】研究表明,该方法能进行高速乘法运算,而且通过合理调整载波频偏和优化卷积核选择,可进一步提升检测精度。 展开更多
关键词 边缘检测 四波混频 光计算 高速乘法运算
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920 nm高功率全保偏光纤飞秒激光器(特邀)
15
作者 潘民杰 梁兆恒 +4 位作者 林巍 修昊 刘亚龙 韦小明 杨中民 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期174-183,共10页
920 nm飞秒光纤激光器在生物成像、非线性光学和光谱学等领域具有广泛的应用潜力。为了满足日益增长的需求,提升920 nm飞秒光纤激光的平均功率、可靠性、噪声性能成为重要研究方向。针对上述需求,报道了一种可靠的920 nm高功率全保偏光... 920 nm飞秒光纤激光器在生物成像、非线性光学和光谱学等领域具有广泛的应用潜力。为了满足日益增长的需求,提升920 nm飞秒光纤激光的平均功率、可靠性、噪声性能成为重要研究方向。针对上述需求,报道了一种可靠的920 nm高功率全保偏光纤飞秒激光器。该激光器的种子源采用全保偏9字腔锁模光纤振荡器,通过级联全保偏光纤啁啾放大,最终获得了基本重复频率为36.66 MHz、脉冲宽度为323 fs、平均功率为1.08 W的飞秒脉冲,实现了920 nm全保偏掺钕光纤激光器的最高平均功率输出。激光器1 h内的功率抖动仅为0.21%(相对标准偏差),10 Hz1MHz偏移频率范围内测得的时间抖动和累积相对强度噪声分别为745 fs和0.098%,表明该920 nm高功率全保偏光纤飞秒激光器具备优异的噪声性能。 展开更多
关键词 9字腔 啁啾脉冲放大 掺钕光纤激光器 低噪声
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非制冷型多波长VCSEL泵浦固体激光器的研究
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作者 苟栋良 李阳 +4 位作者 邱小浪 袁崇献 范鑫烨 李川川 韦欣 《激光与红外》 北大核心 2025年第4期505-512,共8页
固体激光器的应用需求持续增长,传统Nd∶YAG激光器因依赖复杂的温控系统面临高成本、高功耗和较差的机械性能等问题,为拓展应用场合亟待解决。本文提出一种非制冷型多波长VCSEL泵浦固体激光器设计方案,旨在通过优化多波长VCSEL组合实现... 固体激光器的应用需求持续增长,传统Nd∶YAG激光器因依赖复杂的温控系统面临高成本、高功耗和较差的机械性能等问题,为拓展应用场合亟待解决。本文提出一种非制冷型多波长VCSEL泵浦固体激光器设计方案,旨在通过优化多波长VCSEL组合实现宽温区内的高功率稳定输出。研究采用三波长VCSEL阵列作为泵浦源,对尺寸为Φ6 mm×40 mm、掺杂浓度为1.0 at.%的Nd∶YAG晶体进行侧面泵浦。多波长VCSEL阵列波长互补,有效降低了温度漂移对晶体吸收效率的影响。同时,四面泵浦设计提高了泵浦光程利用率和粒子数反转的均匀性。实验结果表明,在5~45℃内,该激光器可高性能工作,45℃时,输出功率仍可超过100 W。在泵浦电流80 A、重复频率20 Hz下,3∶2∶1模块的最大峰值功率达302.8 W,整体波动性为17.83%,均优于单波长模块。多波长模块通过多波段补偿机制,在极端温度下仍保持较高稳定性。 展开更多
关键词 多波长VCSEL阵列 宽温区 固体激光器 非制冷
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磷化锗锌波导传输损耗测试与光差频产生
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作者 苗雨琇 杨雪梅 +1 位作者 胡波 梁厚昆 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期169-176,共8页
二阶非线性频率转换的片上中红外激光器因具备超短脉冲输出、宽带可调谐、设计简单、转换高效、阈值低等优点,近年来备受关注。因此,亟需探索开发新的χ(2)波导平台来实现高效且宽带可调谐的长波红外激光产生。分别使用法布里-珀罗(Fabr... 二阶非线性频率转换的片上中红外激光器因具备超短脉冲输出、宽带可调谐、设计简单、转换高效、阈值低等优点,近年来备受关注。因此,亟需探索开发新的χ(2)波导平台来实现高效且宽带可调谐的长波红外激光产生。分别使用法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振腔法和截断法测试了磷化锗锌(ZnGeP_(2) )波导在1.55μm处和2.4μm处的基模传输损耗。实验结果表明,ZnGeP_(2) (ZGP)波导在1.55μm处的横电模(TE)和横磁模(TM)传输损耗分别为0.173 1、0.199 8 dB/cm;在2.4μm处的TE模传输损耗为0.8 dB/cm。在此传输损耗条件下,基于波长可调谐的2.4μm波段飞秒泵浦源与2.8μm波段信号源,在相位匹配角度为48.4o的ZGP波导内进行了光差频实验,实现了7~10μm波长范围内的闲频光可调谐输出,为基于双折射晶体的的集成化中红外激光器的实现提供了重要指导。 展开更多
关键词 中红外激光 光差频 传输损耗 ZnGeP_(2)波导 法布里-珀罗腔 截断法
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基于RbTiOPO_(4)晶体的太赫兹波频率上转换探测特性
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作者 明娜 范书振 +11 位作者 张行愚 陈晓寒 丛振华 刘兆军 李德春 郭丽媛 焦彬哲 袁加生 王世武 王开宇 刘乃昌 戴旭涛 《光子学报》 北大核心 2025年第4期21-33,共13页
依据受激电磁耦子散射的非线性效应,以受激Stokes散射信号为频率上转换信号,对基于RbTiOPO_(4)晶体的太赫兹频率上转换探测特性进行了研究。实验装置主要由泵浦源、太赫兹参量产生器和太赫兹频率上转换探测部分组成。太赫兹参量产生器... 依据受激电磁耦子散射的非线性效应,以受激Stokes散射信号为频率上转换信号,对基于RbTiOPO_(4)晶体的太赫兹频率上转换探测特性进行了研究。实验装置主要由泵浦源、太赫兹参量产生器和太赫兹频率上转换探测部分组成。太赫兹参量产生器产生的太赫兹波,经过两个离轴抛物面镜聚焦后与探测泵浦光一同注入探测晶体中,产生上转换Stokes光。上转换Stokes光和剩余的泵浦光,通过铜制杂散光收集器和1064 nm长波通边缘滤光片进行有效隔离。上转换Stokes光的光谱成分和信号强度分别通过光谱分析仪和高灵敏度光电二极管进行测量。泵浦光、太赫兹波以及上转换Stokes信号光的相互作用距离不超过15 mm。在3.84 THz处获得的最小可探测能量为2.29 fJ,动态范围为52.7 dB,在5.58 THz处获得的最小可探测能量为0.311 fJ,动态范围为56.3 dB。实验证明:RbTiOPO_(4)晶体是一种适合于太赫兹波频率上转换探测的优秀的无机晶体,与KTiOPO_(4)、KTiOAsO_(4)的协同使用,可以覆盖3.0~6.5 THz的频谱范围。 展开更多
关键词 太赫兹技术 非线性光学 太赫兹探测 频率上转换探测 RbTiOPO_(4)晶体
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强激光驱动的梯度靶等离子块加速
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作者 黄渊凌 王加祥 《华东师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期90-99,共10页
通过粒子(particle-in-cell,PIC)模拟技术,提出了一种强激光(I_(0)~10^(18) W/cm^(2))驱动的基于非对称内爆的梯度靶等离子体块加速新方案.以质子靶为例,首先给出均匀密度靶中等离子体内爆的特征,以及靶厚、激光极化和脉冲长度等参数对... 通过粒子(particle-in-cell,PIC)模拟技术,提出了一种强激光(I_(0)~10^(18) W/cm^(2))驱动的基于非对称内爆的梯度靶等离子体块加速新方案.以质子靶为例,首先给出均匀密度靶中等离子体内爆的特征,以及靶厚、激光极化和脉冲长度等参数对内爆的影响;在此基础上,通过改变靶的密度梯度,破坏引发内爆的有质动力势的对称性,形成等离子体的非对称内爆.与均匀密度靶中的对称内爆相比,基于密度梯度靶的非对称内爆得到的等离子体块中的质子能量更高(从10 keV量级提升到10^(2) keV量级),束流品质更好.由于改进的质子能量正好处于质子-硼发生聚变反应的最大概率所在能区,因此这一研究对于利用强激光驱动质子-硼聚变的方案有着重要的潜在应用价值. 展开更多
关键词 等离子体块加速 强激光 等离子体内爆 质子-硼聚变 粒子模拟
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基于三维自监督学习的快速无标记受激拉曼散射显微成像(特邀)
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作者 李政林 沈炳林 +5 位作者 周思思 李艳萍 郭源 胡睿 屈军乐 刘丽炜 《光子学报》 北大核心 2025年第9期55-65,共11页
为了克服传统受激拉曼散射显微成像技术采集图像序列时速度慢、信噪比低的局限,提出了一种基于自监督学习的快速受激拉曼散射成像方法。通过搭建基于光谱聚焦的受激拉曼散射显微成像系统,实现了样品的光谱-图像序列的快速采集(每帧0.5 s... 为了克服传统受激拉曼散射显微成像技术采集图像序列时速度慢、信噪比低的局限,提出了一种基于自监督学习的快速受激拉曼散射成像方法。通过搭建基于光谱聚焦的受激拉曼散射显微成像系统,实现了样品的光谱-图像序列的快速采集(每帧0.5 s,总时间40 s,较传统方法速度提高8倍)。构建了新型三维自监督拉曼图像增强网络,基于改进的3D U-Net架构,利用编码器-解码器结构与跳跃连接捕捉时空相关性,分析低激发功率、低驻留时间条件下的光谱-图像序列,学习其中的噪声模式和样品结构特征,无需高信噪比的目标图像,即可有效去除激光强度噪声、散粒噪声等噪声伪影,从而获取高信噪比的图像。研究结果表明,经过网络增强后,图像序列的三维信噪比平均增加了6.87 dB,提高了105.4%,三维结构相似性指数平均增加了0.27,提高了130.0%。该研究为无标记光学成像技术在系统参数提升方面提供了一种新范式。 展开更多
关键词 受激拉曼散射成像 图像降噪 自监督学习 三维神经网络 高信噪比
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