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掺镱混晶的光谱增益带宽调控与激光性能研究
1
作者 林可 张雅馨 +10 位作者 吴闻杰 李琳 林长浪 曾黄军 聂海宇 李志强 张戈 李真 张沛雄 陈玮冬 陈振强 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1849-1857,共9页
超短脉冲激光因在精密加工、生物医学等领域广泛的应用而备受关注,其发展高度依赖于具有宽带增益光谱的激光增益介质。相比激光玻璃,掺稀土离子的无序激光晶体兼具宽带增益光谱与优异的稳定性,是产生超短脉冲激光的理想增益介质。然而,... 超短脉冲激光因在精密加工、生物医学等领域广泛的应用而备受关注,其发展高度依赖于具有宽带增益光谱的激光增益介质。相比激光玻璃,掺稀土离子的无序激光晶体兼具宽带增益光谱与优异的稳定性,是产生超短脉冲激光的理想增益介质。然而,混晶组分、晶体结构及其对发射带宽及中心配体对称性间的构效关系仍缺乏系统认知。本文对多个掺镱混晶体系,包括Yb∶Y_(2)(Ca,Mg)^(3)(SiO_(4))_(3)、Yb∶Ca(Y,Gd)AlO_(4)(Yb∶CALYGO)及Yb∶(Gd,Y)AlO_(3)(Yb∶GYAP),开展了系统分析,揭示了混晶组分比例、结构无序度与Yb^(3+)增益带宽之间的内在规律。在此理论指导下,成功生长了Yb∶CALYGO和Yb∶GYAP单晶,并分别实现了25和23 fs的超短脉冲激光输出。本研究为超快无序激光晶体的理性设计与其在超快激光应用中的性能优化提供了关键理论支撑和有效实现途径。 展开更多
关键词 超短脉冲激光 第一性原理计算 结构发光关系 Yb^(3+)掺杂 无序激光晶体
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4英寸高质量GaN单晶衬底制备
2
作者 齐占国 王守志 +11 位作者 李秋波 王忠新 邵慧慧 刘磊 王国栋 孙德福 于汇东 蒋铠泽 张爽 陈秀芳 徐现刚 张雷 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期717-720,共4页
本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自... 本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自支撑GaN单晶衬底。该衬底兼具优异的结晶质量与出色的力学稳定性,表面无裂纹,应力分布均匀;阴极荧光光谱(CL)表征位错密度为9.6×10^(5)cm^(-2),高分辨X射线衍射(HRXRD)(002)面摇摆曲线半峰全宽低至57.91″;原子力显微镜(AFM)测得表面粗糙度Ra<0.2 nm,呈现原子级平整表面。制备的衬底开盒即用,能够满足蓝绿激光器及电力电子器件的需求。 展开更多
关键词 GaN单晶衬底 4英寸 氢化物气相外延 晶体生长 晶体加工
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Yb^(3+)掺杂Ca(Y,Gd)AlO_(4)混晶的生长、光谱和激光性能研究
3
作者 吴闻杰 谭俊成 +4 位作者 张雅馨 李真 吕启涛 张沛雄 陈振强 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1780-1786,共7页
结构无序晶体因局域环境多样性导致的非均匀光谱展宽特性受到广泛关注,有望在超快激光领域获得应用。本文采用提拉法生长了Yb^(3+)掺杂浓度为10%(原子数分数)的Yb∶CaY_(0.8)Gd_(0.2)AlO_(4)(CYGA)晶体,研究了Yb∶CYGA晶体的偏振光学性... 结构无序晶体因局域环境多样性导致的非均匀光谱展宽特性受到广泛关注,有望在超快激光领域获得应用。本文采用提拉法生长了Yb^(3+)掺杂浓度为10%(原子数分数)的Yb∶CaY_(0.8)Gd_(0.2)AlO_(4)(CYGA)晶体,研究了Yb∶CYGA晶体的偏振光学性能及激光特性,测试了室温下晶体样品的偏振吸收光谱,以及偏振发射光谱和荧光衰减曲线。由于CYGA混晶的强无序性,Yb∶CYGA晶体光谱得到了非均匀展宽,在π偏振方向上吸收光谱半峰全宽达到25.0 nm并且发射光谱半峰全宽达到92.2 nm,同时也在10%(原子数分数)的高掺杂浓度时荧光寿命长达1.04 ms。在短腔及V腔中均实现了~1.05μm的连续稳定激光输出。其中,短腔中最大激光输出功率为4.400 W,而在V腔中利用双折射滤光片(BF)实现了调谐范围为23 nm的可调谐激光输出。 展开更多
关键词 Yb∶CYGA 提拉法 混晶 结构无序晶体 光谱性能 激光晶体 光谱展宽
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Nd∶GdScO_(3)晶体多波长激光性能研究
4
作者 林文芳 黄从晖 +5 位作者 房倩楠 张宇航 李善明 陶斯亮 赵呈春 杭寅 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1740-1747,共8页
Nd∶GdScO_(3)晶体是一种新型激光材料,其非均匀展宽光谱特性有利于实现新波长跃迁。实验采用提拉法生长了钕掺杂浓度为0.66%(原子数分数)的Nd∶GdScO_(3)晶体,以未镀膜的b切晶体结合石英双折射片(QBP),在V型折叠腔结构中首次实现了1和1... Nd∶GdScO_(3)晶体是一种新型激光材料,其非均匀展宽光谱特性有利于实现新波长跃迁。实验采用提拉法生长了钕掺杂浓度为0.66%(原子数分数)的Nd∶GdScO_(3)晶体,以未镀膜的b切晶体结合石英双折射片(QBP),在V型折叠腔结构中首次实现了1和1.3µm波段的多波长激光输出。1µm波段,在1085.0、1071.4和1092.6 nm处分别实现了5.3、3.5和2.3 W连续激光输出,斜率效率分别为61.0%、45.0%和30.0%;1.3µm波段实现了双波长连续激光输出,输出功率1.25 W,斜率效率39.0%,波长分别为1353.6和1375.3 nm。在1375.3 nm处还获得了调谐范围为4.0 nm的可调谐激光。研究结果表明,Nd∶GdScO_(3)是一种具有非均匀展宽光谱的新型激光晶体,可以扩展钕离子的激光波长范围。 展开更多
关键词 Nd∶GdScO_(3) 激光晶体 非均匀展宽光谱 1µm激光 1.3µm激光 多波长激光
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Li_(2)MoO_(4)晶体的坩埚下降法生长及其发光性能
5
作者 刘文宇 钱露 +4 位作者 李芳建 潘尚可 孙志刚 陈红兵 潘建国 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第5期793-800,共8页
基于无中微子双β衰变低温辐射探测器的研究,本文研究了Li_(2)MoO_(4)晶体生长及发光性能。以市售Li_(2)MoO_(4)粉末为初始原料,采用水平区熔法提纯,随后通过坩埚下降法生长得到1英寸(1英寸=2.54 cm)Li_(2)MoO_(4)透明晶体。对晶体进行... 基于无中微子双β衰变低温辐射探测器的研究,本文研究了Li_(2)MoO_(4)晶体生长及发光性能。以市售Li_(2)MoO_(4)粉末为初始原料,采用水平区熔法提纯,随后通过坩埚下降法生长得到1英寸(1英寸=2.54 cm)Li_(2)MoO_(4)透明晶体。对晶体进行了物相分析与发光性能表征。X射线粉末衍射结果显示,晶体属于六方晶系,空间群为R3,晶胞参数为a=14.337?,b=14.337A,c=9.589?。电感耦合等离子体质谱表明提纯后生长的晶体Rb、Cs、Cu、Cr、Mn、Ni、Th和U杂质元素含量明显降低。差热分析表明Li_(2)MoO_(4)熔点为696℃。紫外-可见分光光度计显示,晶体透过率较高,最高可达86%,表明晶体光学质量高,杂质含量少。稳态与瞬态荧光光谱表明,在10~300 K,Li_(2)MoO_(4)晶体的变温荧光光谱与光致衰减时间随温度变化,荧光强度在10 K时达到最大,光致衰减时间则随温度降低而延长,10 K下的衰减时间为1 222.6μs。晶体的活化能Ea为6.15 meV。研究表明Li_(2)MoO_(4)晶体在低温下具有良好的发光性能,在无中微子双β衰变研究中,特别是低温辐射探测器方面,具有重要应用价值。 展开更多
关键词 无中微子双β衰变 Li_(2)MoO_(4)晶体 提纯 坩埚下降法 荧光光谱 衰减时间
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氘化对忆容材料(CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)]的界面极化调控
6
作者 路佳丽 刘兆龙 +1 位作者 金士锋 陈小龙 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1714-1721,共8页
有机-无机杂化忆容材料(CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)]因质子迁移诱导的巨大界面极化(P_(r)=31654µC/cm^(2))而备受关注,但其微观机制尚缺直接实验证据。本文通过重水同位素取代策略,合成氘化晶体(CETM)_(2)[InCl_(5)(D_(2)O)],系... 有机-无机杂化忆容材料(CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)]因质子迁移诱导的巨大界面极化(P_(r)=31654µC/cm^(2))而备受关注,但其微观机制尚缺直接实验证据。本文通过重水同位素取代策略,合成氘化晶体(CETM)_(2)[InCl_(5)(D_(2)O)],系统研究了氘化对结构、相变及电学性能的影响。X射线衍射与差示扫描量热分析表明,氘化后晶体结构(单斜空间群Pc)与相变行为(脱水温度332 K)基本不变。电学性能测试表明:氘化使离子电导率从4.35×10^(-7) S/cm降至1.28×10^(-7) S/cm,剩余极化强度由31654µC/cm^(2)显著降低至18811µC/cm^(2)。结合迁移能垒计算,证实极化衰减源于氘原子质量效应及氘键稳定性增强对质子迁移的抑制。本研究首次通过同位素效应实验验证质子迁移主导界面极化的微观机制,为调控忆容材料性能提供新策略。 展开更多
关键词 (CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)] 氘化 界面极化 质子迁移 忆容材料 离子导体
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三维光子晶体结构色织物的制备及其反射光谱的数值模拟
7
作者 李帅 王颖 +3 位作者 王继寒 张宏艳 肖远淑 单国华 《印染》 北大核心 2025年第10期21-25,共5页
为实现对结构色织物颜色的可控调节,制备了结构色织物并对其反射光谱进行模拟。以聚苯乙烯微球为基元,经垂直沉积自组装,在棉织物表面构建三维光子晶体,使用FDTD Solutions软件建立三维光子晶体模型并进行反射光谱的数值模拟,研究了聚... 为实现对结构色织物颜色的可控调节,制备了结构色织物并对其反射光谱进行模拟。以聚苯乙烯微球为基元,经垂直沉积自组装,在棉织物表面构建三维光子晶体,使用FDTD Solutions软件建立三维光子晶体模型并进行反射光谱的数值模拟,研究了聚苯乙烯微球粒径与结构色和反射光谱的关系。结果表明:由不同粒径聚苯乙烯微球组装的三维光子晶体具有面心立方结构,并在织物上呈现出明亮且色相不同的结构色。随着聚苯乙烯微球粒径的增大,结构色发生红移。反射光谱的数值模拟结果与实际值基本吻合且呈现出相同的颜色变化规律。 展开更多
关键词 三维光子晶体 结构色织物 聚苯乙烯微球 数值模拟 反射光谱
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Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8)晶体的合成及其光学性能研究
8
作者 陈鑫晨 车王飞 +4 位作者 吴雅博 李广卯 崔晨 杨志华 潘世烈 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1722-1731,共10页
本文在真空条件下采用高温溶液法自发结晶,成功合成了两例新型硫代硅酸盐化合物Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8),这两种化合物均结晶于正交晶系非中心对称的P212121空间群。能量色散X射线光谱表征结果证实,两种化合物中各目... 本文在真空条件下采用高温溶液法自发结晶,成功合成了两例新型硫代硅酸盐化合物Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8),这两种化合物均结晶于正交晶系非中心对称的P212121空间群。能量色散X射线光谱表征结果证实,两种化合物中各目标元素的比例与理论化学式相符。第一性原理计算表明,Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8)分别具有较大的双折射值(0.167@1064 nm和0.118@1064 nm),其光学各向异性主要是由[MSi_(3)Q_(8)]^(2-)二维阴离子层贡献。后续将通过优化助熔剂体系获取两种化合物的纯相粉末。 展开更多
关键词 硫代硅酸盐 高温溶液法 第一性原理 光学各向异性 双折射
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无铅液相外延法制备Bi掺杂Re_(3)Fe_(5)O_(12)磁光薄膜
9
作者 李祥 庞俊 +4 位作者 王茗 罗毅 龚瑞 赵建华 于杰 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第9期1600-1606,共7页
选用氧化铋为助溶剂、氧化铁和稀土氧化物为溶质,以掺杂钆镓石榴石(SGGG)晶片为衬底,采用无铅液相外延(LPE)法成功制备了厚度为1 140μm的Bi掺杂Re_(3)Fe_(5)O_(12)(Bi∶RIG)单晶薄膜,并对薄膜的结构和相关性能进行了分析研究。单晶X射... 选用氧化铋为助溶剂、氧化铁和稀土氧化物为溶质,以掺杂钆镓石榴石(SGGG)晶片为衬底,采用无铅液相外延(LPE)法成功制备了厚度为1 140μm的Bi掺杂Re_(3)Fe_(5)O_(12)(Bi∶RIG)单晶薄膜,并对薄膜的结构和相关性能进行了分析研究。单晶X射线衍射分析结果表明,制备的薄膜为单一的单晶石榴石相结构,结晶质量较高;扫描电子显微镜观察到薄膜表面光滑均匀,没有明显的裂纹及缺陷,并与衬底结合紧密;红外光谱测试表明,薄膜在应用波段1 310~1 550 nm的透过率接近70%;磁性测量结果表明,该薄膜呈现典型的软磁材料的磁滞回线特征,具有较小的饱和磁化强度;磁光性能结果显示,薄膜在1 310和1 550 nm波长的维尔德常数分别为16 841和11 993 rad/(T·m)。研究结果表明,采用LPE法制备的薄膜具备优异的性能,有望在光通信中用于法拉第光隔离器件。 展开更多
关键词 石榴石单晶 Bi掺杂 无铅液相外延法 磁光薄膜 法拉第光隔离器
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高色彩饱和度硅基结构色颜料的制备及其性能研究
10
作者 任蒋雪 迟聪聪 +3 位作者 许馨 徐星根 张丹洁 李嘉昊 《陕西科技大学学报》 北大核心 2025年第4期101-108,共8页
绿色低碳是人类社会的发展方向,也是印刷行业的主要发展趋势之一.颜料作为印刷油墨的主要呈色物质,包括色素颜料与结构色颜料.传统颜料为化学色,往往污染环境且易褪色,而新型结构色颜料具有绿色环保、不易褪色且色彩鲜艳等优点.本文采... 绿色低碳是人类社会的发展方向,也是印刷行业的主要发展趋势之一.颜料作为印刷油墨的主要呈色物质,包括色素颜料与结构色颜料.传统颜料为化学色,往往污染环境且易褪色,而新型结构色颜料具有绿色环保、不易褪色且色彩鲜艳等优点.本文采用两步滴加前驱体溶液法制备粒径均一、分散性良好的纳米二氧化硅,粒径范围为220~280 nm.基于重力沉积法诱导二氧化硅微球有序组装,制备不同光子禁带的光子晶体.在此基础上,研究炭黑用量对结构色饱和度的增强效果.研究发现,炭黑的优化用量范围为0.06 wt%~0.09 wt%,用10%水性丙烯酸树脂包覆后,可获得色彩饱和度较高的光子晶体颜料;其在复杂溶剂和树脂体系中结构色不易被破坏,能够稳定存在,具有绿色环保的优势,在绿色印刷、功能印刷和装饰等领域具有较大的发展潜力. 展开更多
关键词 二氧化硅 光子晶体 结构色颜料
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Li掺杂对4H-SiC光电性质影响的理论研究 被引量：1
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作者 李萍 尹伟 +6 位作者 潘学聪 庞国旺 马亚斌 杨亚宏 杨菲宇 张盼 秦彦军 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期151-158,共8页
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了Li掺杂4H-SiC体系的电子结构及光学性质.结果表明,掺杂前后的4H-SiC均为间接带隙半导体,Li原子间隙掺杂后形成n型半导体,Li原子替位式掺杂体系的禁带中出现了杂质能级,降低了电子跃迁时所... 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了Li掺杂4H-SiC体系的电子结构及光学性质.结果表明,掺杂前后的4H-SiC均为间接带隙半导体,Li原子间隙掺杂后形成n型半导体,Li原子替位式掺杂体系的禁带中出现了杂质能级,降低了电子跃迁时所需的能量;对电荷差分密度图的分析表明,Li原子失去电子,导致Li-C键和Li-Si键的共价性降低,以离子性为主;在可见光区域,相比于4H-SiC体系,掺杂体系的吸收率峰值均有所提高,其中Li间隙掺杂体系吸收带边最小,吸收率峰值最大,掺杂后的4H-SiC体系对红外、可见光、紫外均能够有所吸收,说明Li掺杂能够有效拓宽4H-SiC对光的响应范围. 展开更多
关键词 Li掺杂 4H-SIC 电子结构 光学性质 第一性原理
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辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体
12
作者 张磊磊 薛泽旭 +3 位作者 孙炼 刘阳 王鲁凯 王尊刚 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第8期1330-1351,共22页
闪烁体是一种通过粒子辐射或电离射线辐射激发发光的材料,经过100多年的发展,已广泛应用于高能物理、天体物理、辐射成像、国土安全等领域。现市面上所售闪烁体探测器材料大多为NaI∶Tl、LaBr_(3)∶Ce等离子掺杂型发光闪烁体,有易潮解... 闪烁体是一种通过粒子辐射或电离射线辐射激发发光的材料,经过100多年的发展,已广泛应用于高能物理、天体物理、辐射成像、国土安全等领域。现市面上所售闪烁体探测器材料大多为NaI∶Tl、LaBr_(3)∶Ce等离子掺杂型发光闪烁体,有易潮解、自放射性本底、高脆性等缺点,已逐渐不能满足日益复杂的辐射探测应用场景。金属卤化物钙钛矿闪烁材料因结构可调性和化学组分多样性的优势,展现出比传统无机闪烁体更优异的性能。其中金属卤化物钙钛矿单晶具有三维结构长程有序、无晶界、缺陷密度低、环境稳定性好与低成本等特点,在辐射探测领域中展现出更大的优势,成为近年来最具有竞争力的辐射探测发光材料之一。本文从分子结构、材料分类及辐射特性等角度全面总结了金属卤化钙钛矿闪烁单晶及其在辐射探测领域的研究进展,并对其在该领域未来的优化方向进行了展望,旨在使读者综合了解金属卤化物钙钛矿闪烁晶体的辐射特性,为新型闪烁晶体材料选型及结构优化提供新的研究思路。 展开更多
关键词 金属卤化物钙钛矿单晶 闪烁体 辐射探测 结构种类 光输出 能量分辨率 衰减时间
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辐射探测器用CsPbBr_(3)晶体的缺陷研究进展
13
作者 李宁 张欣雷 +1 位作者 肖宝 张滨滨 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1146-1159,共14页
CsPbBr_(3)晶体因高原子序数、优异的载流子输运性能及室温工作特性,成为新一代半导体辐射探测器的核心候选材料。然而,晶体中的缺陷(如点缺陷、孪晶、夹杂相)会显著影响其性能。本综述系统分析了CsPbBr_(3)中缺陷的形成机制及其对载流... CsPbBr_(3)晶体因高原子序数、优异的载流子输运性能及室温工作特性,成为新一代半导体辐射探测器的核心候选材料。然而,晶体中的缺陷(如点缺陷、孪晶、夹杂相)会显著影响其性能。本综述系统分析了CsPbBr_(3)中缺陷的形成机制及其对载流子传输的制约:晶格极化子效应主导本征散射,点缺陷(如Pb间隙原子)通过深能级陷阱加剧载流子复合;铁弹畴(孪晶)因界面势垒导致载流子局域化;夹杂相(如CsPb_(2)Br_(5))通过光散射和非共格界面降低迁移率与电阻率。研究揭示了熔融法与溶液法生长动力学对缺陷分布的差异,并提出了化学计量调控、溶剂工程及退火工艺等优化策略。尽管CsPbBr_(3)在X/γ射线探测中展现出接近商用CZT的能谱分辨率(如1.4%@662 keV),但缺陷动态演化与离子迁移仍限制了其稳定性。未来需聚焦极化子-缺陷协同机制的分析、精准缺陷调控技术的开发及新型器件结构设计,以推动其在核医学成像、深空探测等领域的实际应用。 展开更多
关键词 CsPbBr_(3)晶体 缺陷调控 载流子寿命 极化子 铁弹畴 夹杂相
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基于铌酸锂晶体的光束精密指向控制技术研究(特邀)
14
作者 赵卫岗 呼新荣 +2 位作者 葛锦蔓 刁文婷 冯野 《光子学报》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器... 系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器件完成封装后,利用Zygo干涉仪测得器件中心通光区域的透射波像差RMS为0.2λ(λ=632.8 nm),红外电荷耦合器件图像传感器角度测量法,测得系统在15 kV电压下的最大光束偏转角度为1.88 mrad。实验结果证明了该器件设计的有效性和可行性,为基于铌酸锂晶体的高精度光束偏转器件的研发奠定了基础,同时为星间激光干涉系统的半物理地面验证实验提供了关键技术储备。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光干涉测量 光束指向控制 电光晶体 半物理地面验证
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β-Ga_(2)O_(3)纳米带场效应晶体管及日盲紫外光电探测器研究进展
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作者 李晓旭 石蔡语 +4 位作者 沈磊 曾光 李晓茜 陈宇畅 卢红亮 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第8期1352-1368,共17页
β相氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))由于具有直接和超宽带隙(~4.9 eV)、高击穿电场(~9 MV/cm),以及优异的热稳定性和化学稳定性等优点,广泛应用于高温、高压、高频及日盲紫外光电探测器等领域。从β-Ga_(2)O_(3)单晶块体上机械剥离出β-Ga_(2)O... β相氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))由于具有直接和超宽带隙(~4.9 eV)、高击穿电场(~9 MV/cm),以及优异的热稳定性和化学稳定性等优点,广泛应用于高温、高压、高频及日盲紫外光电探测器等领域。从β-Ga_(2)O_(3)单晶块体上机械剥离出β-Ga_(2)O_(3)纳米带作为沟道来探究新型β-Ga_(2)O_(3)器件结构不仅具有很大的灵活性,也将极大地降低成本。近年来,虽然β-Ga_(2)O_(3)纳米带场效应晶体管及日盲紫外光电探测器的研究已取得了很大进展,但器件的综合性能依然受限而不能满足商业化的需求,尤其是迁移率较低且响应度低。本文首先介绍了β-Ga_(2)O_(3)材料的基本性质;接着对β-Ga_(2)O_(3)纳米带场效应晶体管及日盲紫外光电探测器的研究现状进行总结与分析;最后指出β-Ga_(2)O_(3)基器件面对的困难与挑战,例如界面优化问题、器件可靠性系统研究缺乏等。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 纳米带 场效应晶体管 日盲紫外光电探测器 光电性能
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PbMg_(6)Ga_(6)S_(16)晶体的合成与非线性光学性能的研究
16
作者 李俊哲 刘彬文 郭国聪 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1787-1795,共9页
非线性光学(NLO)晶体因在激光系统中的频率转换能力而受到广泛关注。本文采用高温固相法,在镓基硫族化物体系中引入碱土金属阳离子(Mg^(2+))和具有孤对电子的金属阳离子(Pb^(2+))的多面体结构单元,成功合成了新型NLO晶体PbMg_(6)Ga_(6)S... 非线性光学(NLO)晶体因在激光系统中的频率转换能力而受到广泛关注。本文采用高温固相法,在镓基硫族化物体系中引入碱土金属阳离子(Mg^(2+))和具有孤对电子的金属阳离子(Pb^(2+))的多面体结构单元,成功合成了新型NLO晶体PbMg_(6)Ga_(6)S_(16)。在结构方面,该晶体结晶于非中心对称的P-6空间群,而其晶体结构的特征是Pb^(2+)填充于三维[Mg-Ga-S]_(∞)框架结构中。光学性能方面,在1910 nm激光作用下,展现出可相位匹配的二次谐波(SHG)响应(为AgGaS_(2)的0.1),并具有2.85 eV的实验光学带隙。基于第一性原理的理论计算表明,PbMg_(6)Ga_(6)S_(16)为间接带隙半导体,电子从布里渊区的G点跃迁至H和K之间,理论光学带隙为2.55 eV。该工作表明倍频响应主要源自[GaS_(4)]四面体与[PbS_(6)]多面体结构单元的协同作用。 展开更多
关键词 非线性光学 镓基硫化物 倍频效应 高温固相法 第一性原理
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高双折射类菱形纤芯光子晶体光纤的特性研究
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作者 孙宏森 靳清清 +5 位作者 岳京歌 刘凯 蒲俊宇 闫煜鹏 宋锡策 余先伦 《激光技术》 北大核心 2025年第4期551-555,共5页
为了在光子晶体光纤中产生高双折射,设计了一种特殊结构的光子晶体光纤,纤芯区域设计为菱形,包层则采用六边形排列的圆形空气孔。采用全矢量有限元法进行计算,理论分析了这种光纤的双折射、约束损耗、色散、非线性系数和模场面积等传输... 为了在光子晶体光纤中产生高双折射,设计了一种特殊结构的光子晶体光纤,纤芯区域设计为菱形,包层则采用六边形排列的圆形空气孔。采用全矢量有限元法进行计算,理论分析了这种光纤的双折射、约束损耗、色散、非线性系数和模场面积等传输特性,并通过了仿真实验验证。结果表明,在波长为1.55μm时,双折射高达0.0524,x偏振方向上的约束损耗仅为2.49×10^(-6)dB/m,非线性系数可达52.512 W^(-1)·km^(-1),模场面积为2.4703μm^(2);在0.95μm~1.85μm波长范围内,x偏振方向上的色散为(0.775±2.645)×10^(-12)ps/(nm·km)。此高双折射光子晶体光纤在光通信、光传感等领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 菱形纤芯 高双折射
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大面积溶剂响应性光子晶体薄膜的制备及应用
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作者 龚立昊 虞灿义 +3 位作者 张学君 孙加龙 王梁彬 张洪吉 《精细化工》 北大核心 2025年第2期449-454,共6页
以苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)为单体,采用半逐步乳液聚合法制得了P(St-BA-AMA)胶体微球,通过热辅助自组装方法制备了光子晶体薄膜。采用FTIR、SEM、DSC、微型光纤光谱仪对样品进行了表征和测试。考察了胶体... 以苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)为单体,采用半逐步乳液聚合法制得了P(St-BA-AMA)胶体微球,通过热辅助自组装方法制备了光子晶体薄膜。采用FTIR、SEM、DSC、微型光纤光谱仪对样品进行了表征和测试。考察了胶体微球粒径、成膜温度、响应溶剂对光子晶体薄膜呈现结构色的影响,探究了光子晶体薄膜在图案化防伪、水响应纸张制备方面的应用。结果表明,通过调控种子乳液质量可以制备平均粒径在185~272 nm的胶体微球,且其粒径大小均一;由平均粒径为185、210、227、245和272 nm胶体微球制备的光子晶体薄膜结构色分别为紫色、蓝色、绿色、橙色和红色;粒径为210 nm的胶体微球制备的光子晶体薄膜经水、无水乙醇、乙酸浸润后,分别呈现紫色、蓝色、绿色的结构色;成膜温度为40~100℃时,光子晶体薄膜表面胶体微球的周期性排列保持不变,具备自身的稳定性。光子晶体薄膜已应用于图案化防伪、水响应纸张制备,可防止遇到结构色显色与背景色相同导致防伪效果不明显的问题,光子晶体薄膜可反复书写-擦除。 展开更多
关键词 光子晶体 结构色 丙烯酸酯 薄膜 溶剂响应性 图案化防伪 水响应纸张
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Dy^(3+)掺杂SrAl_(2)O_(4)∶Tb 3+余辉发光荧光粉余辉性能优化
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作者 舒建 李胜男 +1 位作者 姜义 贾振国 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期652-662,共11页
通过高温固相法在空气气氛下合成了SrAl_(2)O_(4)∶x%Tb^(3+)(SAO∶Tb,x=0.3,0.5,1.0,2.0,3.0)、SrAl_(2)O_(4)∶1.0%Tb^(3+),y%Dy^(3+)(SAO∶Tb/Dy,y=0,0.5,1.0,3.0,5.0)系列余辉发光材料。XRD图谱和SEM照片显示已经获得纯相系列样品。... 通过高温固相法在空气气氛下合成了SrAl_(2)O_(4)∶x%Tb^(3+)(SAO∶Tb,x=0.3,0.5,1.0,2.0,3.0)、SrAl_(2)O_(4)∶1.0%Tb^(3+),y%Dy^(3+)(SAO∶Tb/Dy,y=0,0.5,1.0,3.0,5.0)系列余辉发光材料。XRD图谱和SEM照片显示已经获得纯相系列样品。SAO∶Tb的激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线证明当Tb^(3+)掺杂浓度为x=1.0时余辉性能最佳。在SrAl_(2)O_(4)∶1.0%Tb^(3+)基础上进行了Dy^(3+)共掺杂实验,样品具有更好的余辉性能。SAO∶Tb/Dy系列样品的激发和发射光谱强度变化说明在此材料中可能存在能量传递(ET)过程。余辉衰减曲线进一步验证了Dy^(3+)共掺杂后,材料的陷阱数目增多。对比共掺杂Dy^(3+)的热释发光曲线强度进一步说明了材料中陷阱数目由于Dy^(3+)的掺入而增加,同时,共掺Dy^(3+)后,陷阱1和陷阱2的能级差缩小,从而更易释放更多电子。通过对灯具表面温度分析,结合热释发光曲线,Dy^(3+)掺入后,SAO∶Tb荧光粉陷阱2的电子释放温度由117℃减小到97℃,使其所有被俘获的电子均能依靠吸收灯具热量释放,从而将部分热辐射转换为可见光,因此,SAO∶Tb/Dy荧光粉不仅在制备方面可脱离还原气氛,在降低照明能耗、减小灯源热辐射方面也有潜在应用价值。 展开更多
关键词 荧光粉 光致发光 Tb^(3+)掺杂 Dy^(3+)掺杂 长余辉 余辉机理模型
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0维钙钛矿Cs_(3)CdBr_(5)的晶体生长与闪烁性能研究
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作者 贾宇桢 李政隆 +9 位作者 颜欣龙 王瑞辰 彭晨 段韦恒 杨伟虎 何伟民 宋柏君 程瑶 范潇宇 杨帆 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1221-1228,共8页
本文使用坩埚下降法制备了φ5 mm的Cs_(3)CdBr_(5)单晶,在晶锭锥部发现了CsBr包裹Cs_(3)CdBr_(5)形成的Cs_(3)CdBr_(5)-CsBr复合闪烁体。对晶体进行了物相分析,解释了复合闪烁体形成的原因,并对晶体进行了光致发光与X射线激发发光性能... 本文使用坩埚下降法制备了φ5 mm的Cs_(3)CdBr_(5)单晶,在晶锭锥部发现了CsBr包裹Cs_(3)CdBr_(5)形成的Cs_(3)CdBr_(5)-CsBr复合闪烁体。对晶体进行了物相分析,解释了复合闪烁体形成的原因,并对晶体进行了光致发光与X射线激发发光性能研究。Cs_(3)CdBr_(5)晶体属于四方晶系,空间群为I4/mcm,为0维钙钛矿结构。在荧光和X射线激发下,Cs_(3)CdBr_(5)单晶分别表现出374和365 nm弱发光,荧光激发发光衰减时间为0.4和16.6 ns,X射线激发发光衰减时间为15.9 ns,为Cs_(3)CdBr_(5)本征发光,存在自吸收。相同激发下,Cs_(3)CdBr_(5)-CsBr复合闪烁体均表现出相对更强的365 nm发光,荧光激发发光寿命为0.97和14.79 ns,X射线激发发光衰减时间为17 ns,并且在X射线激发下,还出现了发光峰值波长在438 nm的CsBr发光,贡献了亚毫秒级慢分量。Cs_(3)CdBr_(5)-CsBr复合闪烁体在241Am源激发下,具有56.9%的能量分辨率和257 photons/MeV的光产额。良好的环境稳定性与特殊的0维钙钛矿结构使以Cs_(3)CdBr_(5)为基底的掺杂晶体有望成为具有实际应用价值的闪烁晶体。 展开更多
关键词 Cs_(3)CdBr_(5) Cs_(3)CdBr_(5)-CsBr复合闪烁体 0维钙钛矿 坩埚下降法 自陷激子发光 闪烁晶体
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