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晶体温度对飞秒激光诱导铁电畴反转过程的影响研究
1
作者 徐天翔 王森 +3 位作者 林锦阳 赵如薇 徐铁峰 盛艳 《红外与毫米波学报》 北大核心 2025年第1期97-102,共6页
近红外飞秒激光诱导铁电畴反转技术是三维非线性光子晶体制备领域的重要手段,基于其制备的样品已在光学频率变换和非线性波前整形领域取得了一系列重要研究成果。目前,已报道的激光诱导铁电畴反转过程均在常温下进行,然而铁电体在升温... 近红外飞秒激光诱导铁电畴反转技术是三维非线性光子晶体制备领域的重要手段,基于其制备的样品已在光学频率变换和非线性波前整形领域取得了一系列重要研究成果。目前,已报道的激光诱导铁电畴反转过程均在常温下进行,然而铁电体在升温时会逐步趋近居里点,其矫顽场等与铁电畴反转特性相关的物理性质均会随温度升高而发生改变,但目前关于温度对飞秒激光诱导铁电畴反转过程的影响规律尚不明确。本文选取居里温度约70~80℃的铌酸锶钡铁电晶体作为加工基质,在温度25~65℃下利用近红外飞秒激光诱导了反转铁电畴结构,通过观测结构的二次谐波光场分布推测铁电畴反转情况,获得了不同温度下畴反转所需的激光阈值功率,并对影响规律的产生原因进行了推测。 展开更多
关键词 飞秒激光加工 铁电畴反转 非线性光子晶体 准相位匹配
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高重频飞秒激光诱导磁性镍薄膜产生LIPSS的研究
2
作者 季羽飞 王红蕊 +3 位作者 常虹 刘博文 庞冬青 胡明列 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期101-108,共8页
飞秒激光诱导周期性表面结构(Laser-Induced Periodic Surface Structures,LIPSS)是使用线偏振激光作用于材料时最常见的一种表面形貌,一直被研究人员广泛关注,但是在磁性薄膜上诱导产生LIPSS的研究仍相对较少,因此研究高重频飞秒激光... 飞秒激光诱导周期性表面结构(Laser-Induced Periodic Surface Structures,LIPSS)是使用线偏振激光作用于材料时最常见的一种表面形貌,一直被研究人员广泛关注,但是在磁性薄膜上诱导产生LIPSS的研究仍相对较少,因此研究高重频飞秒激光作用于磁性薄膜材料后材料磁学性质的变化是十分必要的。实验使用中心波长1030 nm、脉冲宽度300 fs、重复频率100 kHz的飞秒激光在厚度为100 nm的镍薄膜上进行线扫描,诱导产生了LIPSS。光学显微镜和电子显微镜图像显示,在高重频飞秒激光的热效应影响下,LIPSS条纹的周期测量值约为989 nm。通过X射线衍射仪和超导量子干涉仪对写有周期性LIPSS结构的样品进行测试并分析,证明了产生LIPSS过程中导致的材料原子重组并没有改变镍膜的颗粒大小和组成成分,飞秒激光作用后的磁性材料的饱和磁化强度也基本与原样保持一致,但其矫顽力发生了明显的变化,笔者认为这是由于加工过程中喷溅出的极少量反铁磁氧化镍颗粒产生的钉扎效应所导致的。 展开更多
关键词 飞秒激光精密加工 激光诱导周期性表面结构 高重频飞秒激光 磁性材料 饱和磁化强度
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飞秒激光赋能液晶光子学
3
作者 王钰 张一鸣 +1 位作者 谢群 张心正 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1612-1635,共24页
液晶作为一种典型的软物质材料,具有独特的物理性质和可控的分子结构,已经成为柔性光电子器件、软凝聚态物理等领域的交叉研究前沿。飞秒激光的高峰值功率、短脉冲特性与灵活且高精度的双光子聚合加工技术,为设计、制造新型可调控的液... 液晶作为一种典型的软物质材料,具有独特的物理性质和可控的分子结构,已经成为柔性光电子器件、软凝聚态物理等领域的交叉研究前沿。飞秒激光的高峰值功率、短脉冲特性与灵活且高精度的双光子聚合加工技术,为设计、制造新型可调控的液晶光子学微结构,操纵其中液晶分子的线性、非线性响应提供了有效的实验方案。利用飞秒激光赋能液晶光子学不仅能推动软物质这一新兴学科的快速发展,同时也将为未来光学器件的开发带来新的机遇。本文综述了利用飞秒激光诱导液晶中的非线性效应、飞秒激光加工液晶弹性体和利用飞秒激光加工的微结构实现液晶分子的面外取向及在液晶光子学器件方面的诸多应用,并介绍近年来有关方向在实际应用领域的研究进展。 展开更多
关键词 液晶 飞秒激光 双光子聚合加工 非线性 光子学微结构
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飞秒激光双光子荧光显微系统的构建与应用
4
作者 秦一凡 李茜 +2 位作者 夏元钦 刘斌 张盛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1-5,共5页
为进行双光子荧光显微成像研究,搭建了一套飞秒激光光源双光子荧光显微成像系统.对超短脉冲锁模激光器的成像优势、双光子激励饱和功率及系统分辨率进行了理论推导,利用飞秒激光器、显微镜、数据采集设备与控制装置及扫描控制软件搭建... 为进行双光子荧光显微成像研究,搭建了一套飞秒激光光源双光子荧光显微成像系统.对超短脉冲锁模激光器的成像优势、双光子激励饱和功率及系统分辨率进行了理论推导,利用飞秒激光器、显微镜、数据采集设备与控制装置及扫描控制软件搭建了显微成像系统,并对Rhodamine B样品进行双光子荧光显微成像实验.结果表明:相同条件下,超短脉冲锁模激光器的双光子荧光产率为连续光输出激光器的105倍;采用UPLSAPO60XO型物镜时,双光子激励饱和功率为50 m W,理论横向和轴向分辨率为303 nm与727 nm;该系统具有显微成像能力,且实际横向分辨率小于3μm. 展开更多
关键词 飞秒激光 双光子荧光 罗丹明B 显微成像
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不同气氛下飞秒激光诱导硅表面微结构 被引量：7
5
作者 袁春华 李晓红 +2 位作者 唐多昌 杨宏道 李国强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2749-2753,共5页
利用钛宝石飞秒激光脉冲对单晶硅在SF6、空气和真空环境中进行了累积脉冲辐照,研究了硅表面微结构的演化。在SF6气氛中,在激光辐照的初始阶段,硅表面形成了1维的波纹结构,随着辐照脉冲数的增加,波纹结构演化成了2维凹凸结构。累积600个... 利用钛宝石飞秒激光脉冲对单晶硅在SF6、空气和真空环境中进行了累积脉冲辐照,研究了硅表面微结构的演化。在SF6气氛中,在激光辐照的初始阶段,硅表面形成了1维的波纹结构,随着辐照脉冲数的增加,波纹结构演化成了2维凹凸结构。累积600个脉冲后,硅表面产生了准规则排列且具有大纵横比的锥形尖峰结构。该结构呈现高度相对较低、锥形尖端小球不明显的特征,分析认为主要与环境气压的大小有关。对比空气、SF6和真空中的微结构发现,尖峰的数密度依次减小;SF6中形成的尖峰高度最大,其次为真空,再次为空气。研究结果表明,真空、SF6和空气3种环境下微结构的形成及表面形貌主要由激光烧蚀、化学刻蚀和氧化决定。 展开更多
关键词 飞秒激光 激光诱导 硅 表面微结构
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飞秒激光诱导的Mn^(2+)掺杂锗酸盐玻璃上转换发光 被引量：6
6
作者 张扬 钱静 +3 位作者 李鹏飞 鲍宗杰 王承伟 赵全忠 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期738-743,共6页
研究了室温下的飞秒激光诱导过渡金属Mn2+掺杂锗酸盐玻璃的上转换发光现象。样品的激发光谱与发射光谱表明,激发过程是能级6A(6S)→4E(4G)/4A1(4G)的跃迁,该过程源于Mn2+离子的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁。由409 nm单色光激发样品得到的发射... 研究了室温下的飞秒激光诱导过渡金属Mn2+掺杂锗酸盐玻璃的上转换发光现象。样品的激发光谱与发射光谱表明,激发过程是能级6A(6S)→4E(4G)/4A1(4G)的跃迁,该过程源于Mn2+离子的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁。由409 nm单色光激发样品得到的发射光谱与800 nm飞秒激光激发的光谱相一致。通过分析飞秒激光泵浦功率密度与荧光强度的依赖关系以及飞秒激光辐照样品前后的吸收谱,认为该上转换过程为双光子同时吸收过程。随着Mn2+浓度的提高,上转换发光的中心波长发生红移。 展开更多
关键词 上转换荧光 双光子吸收 飞秒激光 Mn2+ 同时吸收
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光子晶体光纤中飞秒激光脉冲传输的研究 被引量：7
7
作者 王润轩 窦春升 岳喜成 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期555-557,共3页
为更精细地描绘飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的传输和演化,在用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程的基础上,详细考虑光纤参数随脉冲峰值频移的变化,模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤中传输和演化的过程。研究发现,光纤色散和强非线... 为更精细地描绘飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的传输和演化,在用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程的基础上,详细考虑光纤参数随脉冲峰值频移的变化,模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤中传输和演化的过程。研究发现,光纤色散和强非线性对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输、演化以及超连续谱的展宽有很大影响。 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 飞秒激光脉冲 分步傅里叶方法 超连续谱
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近红外飞秒激光在纯石英玻璃中诱导产生色心 被引量：2
8
作者 周秦岭 刘丽英 +4 位作者 徐雷 王文澄 邱建荣 朱从善 干福熹 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期360-362,366,共4页
聚焦的近红外飞秒激光在纯石英玻璃中诱导产生SiE′心 .在宏观破坏前 ,色心含量随激光功率密度、辐照脉冲数呈线性关系增长 .通过飞秒激光辐照前后石英玻璃的吸收光谱、电子自旋共振谱、荧光谱分析 ,提出了超短脉冲激光作用下SiE′心的... 聚焦的近红外飞秒激光在纯石英玻璃中诱导产生SiE′心 .在宏观破坏前 ,色心含量随激光功率密度、辐照脉冲数呈线性关系增长 .通过飞秒激光辐照前后石英玻璃的吸收光谱、电子自旋共振谱、荧光谱分析 ,提出了超短脉冲激光作用下SiE′心的形成过程 ,并认为激子自陷是色心形成的主要原因 . 展开更多
关键词 色心 飞秒激光 激子 吸收光谱 荧光谱 电子自旋共振 石英玻璃 近红外 激光功率 自陷
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基于光子晶体光纤和飞秒激光源的近红外波段宽带孤子和可见区高效色散波产生的实验 被引量：2
9
作者 杨建菊 周桂耀 +5 位作者 韩颖 侯蓝田 李曙光 王伟 赵兴涛 苑金辉 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期477-482,共6页
将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散... 将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散波的中心波长则发生蓝移进入可见光区.当泵浦功率达到0.45 W时,色散波与残余泵浦的输出功率比为42.67,色散波的带宽达到81 nm,而处于近红外波段的红移孤子带宽可达231 nm.利用高非线性光子晶体光纤产生近红外波段宽带孤子和可见区高效色敬波的实验对飞秒激光频率转换和光谱展宽具有很好的借鉴意义. 展开更多
关键词 高非线性光子晶体光纤 飞秒激光频率转换 色散波 红移孤子
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光子晶体光纤在飞秒激光技术中的应用 被引量：1
10
作者 苏红新 崔建华 +1 位作者 王坤 郭庆林 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2007年第5期61-64,共4页
简要介绍了光子晶体光纤的基本结构、导光机制和主要特性,系统综述了光子晶体光纤在锁模光纤激光器的色散补偿和偏振控制、飞秒激光脉冲的压缩、飞秒激光脉冲的光谱变换,以及飞秒激光器的频率转换等激光技术中的应用研究进展。
关键词 光子晶体光纤 飞秒激光器 色散 非线性
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飞秒激光大气等离子体通道诱导放电技术研究 被引量：4
11
作者 王毕艺 陈亚楠 《光电技术应用》 2017年第3期24-27,共4页
通过研究飞秒激光在空气中形成等离子体通道的导电特性,提出一种获得长寿命、长距离的等离子体通道的实验方法。研究结果表明,采用飞秒激光脉冲序列电离大气有望获得长寿命、长距离的导电通道,从而为激光等离子体通道诱导放电技术的发... 通过研究飞秒激光在空气中形成等离子体通道的导电特性,提出一种获得长寿命、长距离的等离子体通道的实验方法。研究结果表明,采用飞秒激光脉冲序列电离大气有望获得长寿命、长距离的导电通道,从而为激光等离子体通道诱导放电技术的发展奠定理论和技术基础。 展开更多
关键词 飞秒激光 等离子体通道 诱导放电
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飞秒激光在光子晶体光纤中传输特性的研究
12
作者 王清月 胡明列 +4 位作者 栗岩峰 王专 柴路 侯蓝田 李曙光 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期110-110,共1页
光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber-PCF)与普通光纤不同，其纤芯和包层由同种材料组成，在包层中周期分布着许多微米量级的沿光纤轴向延伸小孔，从而构成一种二维的光子晶体．光子晶体光纤的微纳米结构使其具有许多传统光纤所不具备... 光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber-PCF)与普通光纤不同，其纤芯和包层由同种材料组成，在包层中周期分布着许多微米量级的沿光纤轴向延伸小孔，从而构成一种二维的光子晶体．光子晶体光纤的微纳米结构使其具有许多传统光纤所不具备的特性：无截止单模传输，色散符号和数值大小可灵活设计，非线性效应可控等等．因此。 展开更多
关键词 飞秒激光 光子晶体光纤 微纳米结构 传输特性
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Ag掺杂对高重复频率飞秒激光诱导Gd_2O_3-MoO_3-B_2O_3玻璃析晶的影响
13
作者 韩咏梅 易传祥 +3 位作者 刘丽萍 张子辰 钟敏建 马洪良 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期600-603,共4页
将800nm高重复频率250kHz的飞秒激光分别聚焦到掺Ag和没有掺Ag的Gd2O3-MoO3-B2O3玻璃表面,研究掺Ag对飞秒激光诱导析晶的影响.对激光辐照的区域显微拉曼分析发现对于没掺Ag玻璃,诱导玻璃析晶需要的激光功率和辐照时间比掺了Ag的玻璃要... 将800nm高重复频率250kHz的飞秒激光分别聚焦到掺Ag和没有掺Ag的Gd2O3-MoO3-B2O3玻璃表面,研究掺Ag对飞秒激光诱导析晶的影响.对激光辐照的区域显微拉曼分析发现对于没掺Ag玻璃,诱导玻璃析晶需要的激光功率和辐照时间比掺了Ag的玻璃要大要长,这说明Ag的掺入促进了玻璃的析晶.其机理可能为飞秒激光的多光子吸收效应,导致玻璃基质中桥氧键断裂,产生非桥氧空穴和自由电子,玻璃中的Ag离子捕获电离出来的电子被还原成Ag原子,Ag原子在热动力的驱动下移动聚集形成银纳米颗粒,形成的银纳米团簇作为核促进了钼酸盐玻璃的析晶. 展开更多
关键词 飞秒激光 晶体生长 飞秒激光诱导析晶
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飞秒纳米光子学与飞秒激光技术
14
作者 王清月 张志刚 等 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期556-557,共2页
关键词 飞秒 纳米 光子学 飞秒激光技术
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飞秒激光双光子加工的极限分辨力 被引量：6
15
作者 宋旸 董贤子 +1 位作者 赵震声 段宣明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1780-1784,共5页
采用3维压电微移动台高速扫描方式控制曝光时间与高精密转台精确控制圆形渐变衰减片以控制曝光功率两种方法,曝光时间和曝光功率可分别精确控制至0.02 ms和7 pW。通过精确控制聚合阈值附近处的曝光时间和曝光功率,分别在玻璃基板上获得... 采用3维压电微移动台高速扫描方式控制曝光时间与高精密转台精确控制圆形渐变衰减片以控制曝光功率两种方法,曝光时间和曝光功率可分别精确控制至0.02 ms和7 pW。通过精确控制聚合阈值附近处的曝光时间和曝光功率,分别在玻璃基板上获得了35 nm和45 nm的聚合物纳米线条,分别为所使用激光波长的1/22和1/17。实验结果表明,当曝光时间或曝光功率在加工阈值附近时,曝光时间和功率的微量减少会使聚合线宽急剧下降。 展开更多
关键词 飞秒激光 双光子加工 线宽分辨力 聚合阈值 聚合度
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基于飞秒激光制备的光子晶体光纤Fabry-Perot温度传感器 被引量：4
16
作者 张东亮 周康鹏 +3 位作者 钟国舜 何巍 张雯 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1124-1129,共6页
提出并设计了一种基于飞秒激光在光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)中制备光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)传感器的方法。采用飞秒脉冲激光作为加工光源,结合放大倍率100×的物镜以及三维加工平台在PCF侧面采用逐线刻写... 提出并设计了一种基于飞秒激光在光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)中制备光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)传感器的方法。采用飞秒脉冲激光作为加工光源,结合放大倍率100×的物镜以及三维加工平台在PCF侧面采用逐线刻写方式进行加工。通过对飞秒激光光斑在光纤上的聚焦位置以及刻写功率进行优化,在PCF上刻写了深度均为80μm、间隔为800μm的两条划线,实现了周期为0.98nm的全光纤F-P结构制备;实验中,对传感器在40~120℃温度范围内的光谱特性进行了测试与分析,每隔10℃进行一次数据采集,随着温度逐渐增加波长向长波方向漂移,通过对该采样点数据进行线性拟合,得到该测试点的波长温度灵敏度为9.73pm/℃,拟合线性度为0.997。 展开更多
关键词 飞秒激光 光子晶体光纤 FABRY-PEROT 温度
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飞秒激光双光子聚合三维微纳结构加工技术 被引量：5
17
作者 赵圆圆 金峰 +2 位作者 董贤子 郑美玲 段宣明 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-33,共33页
飞秒激光双光子聚合微纳加工技术作为重要的三维微纳结构制备手段,已成为国际前沿研究热点。该技术利用激光与物质相互作用的双光子非线性吸收效应和阈值效应,可以突破经典光学理论衍射极限,实现纳米尺度的激光加工分辨力,在三维功能性... 飞秒激光双光子聚合微纳加工技术作为重要的三维微纳结构制备手段,已成为国际前沿研究热点。该技术利用激光与物质相互作用的双光子非线性吸收效应和阈值效应,可以突破经典光学理论衍射极限,实现纳米尺度的激光加工分辨力,在三维功能性微纳器件制备领域正在发挥着十分重要的作用。本文在介绍飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的光物理和光化学过程基本原理的基础上,重点回顾人们在改善加工线宽及分辨力、提高加工效率等方面的研究进展与发展概况。该技术所制备的各种微光学器件、集成光学器件、微机电系统以及生物医学器件,不仅充分展示了飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的高空间分辨力和真三维加工特点,也为其在相关前沿领域的应用提供具有启发性的思路。最后,对该技术实现高精度、高效率、低成本、大面积、多功能的三维微纳结构加工所存在的挑战和未来发展方向,进行了讨论和展望。 展开更多
关键词 飞秒激光 双光子聚合 光学衍射极限 加工分辨力 加工效率
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Ni原子双飞秒脉冲激光诱导击穿光谱的信号增强研究 被引量：3
18
作者 伏再喜 张先燚 +4 位作者 李庆 吕良宏 郑贤峰 季学韩 崔执凤 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1061-1066,共6页
在大气环境下来用波长为800 nm,脉宽为30 fs的飞秒激光研究了Ni的双脉冲激光诱导击穿光谱,与单飞秒脉冲激光诱导击穿光谱相比,双飞秒脉冲在最优的双脉冲相对延时下,其信号强度增强接近10倍,实验研究了双脉冲相对延时在0～1300 ps范围内... 在大气环境下来用波长为800 nm,脉宽为30 fs的飞秒激光研究了Ni的双脉冲激光诱导击穿光谱,与单飞秒脉冲激光诱导击穿光谱相比,双飞秒脉冲在最优的双脉冲相对延时下,其信号强度增强接近10倍,实验研究了双脉冲相对延时在0～1300 ps范围内不同延时对激光诱导击穿光谱信号强度增强因子的影响.整个相对延时区域可以分为三个阶段:在0～50 ps区域内信号增强因子是一个持续增大的过程,在50 ps左右,达到一个最大值;在50～300 ps区域内,信号增强因子呈现出一个先下降后上升的过程;在300～1300 ps,信号增强因子基本保持不变. 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 飞秒脉冲激光 双脉冲 信号增强因子 NI
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应用飞秒激光双光子吸收还原金属离子 被引量：4
19
作者 马竞 朱煜 杨开明 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期395-397,共3页
为了探讨利用有机高分子材料的飞秒激光双光子吸收来引发金属离子还原的可行性,在自行研制的双光子微细加工系统中,采用物质的量的比为1:1的硝酸银/聚乙烯吡咯烷酮混和凝胶进行还原试验,加工出宽25μm的线条以及4mm×0.4mm的测试导... 为了探讨利用有机高分子材料的飞秒激光双光子吸收来引发金属离子还原的可行性,在自行研制的双光子微细加工系统中,采用物质的量的比为1:1的硝酸银/聚乙烯吡咯烷酮混和凝胶进行还原试验,加工出宽25μm的线条以及4mm×0.4mm的测试导线。由X射线光电子能谱分析可知,加工生成物主要元素是银,通过测试导线电阻,测算其电阻率范围在10^(-3)Ω·m～10^(-5)Ω·m之间。结果表明,用双光子吸收还原金属离子,可以控制反应区域,这对加工导电金属微结构是有帮助的。 展开更多
关键词 非线性光学 双光子吸收 飞秒激光 聚乙烯吡咯烷酮
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飞秒脉冲激光辐照下硅表面光致荧光特性(英文) 被引量：2
20
作者 朱敏 李晓红 +3 位作者 谢长鑫 常利阳 杨永佳 邱荣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期151-156,共6页
采用钛宝石飞秒脉冲激光对单晶硅在空气中进行辐照,研究了硅表面在不同扫描速度和能量密度下的光致荧光特性。光致荧光谱(PL)测量表明,在样品没有退火处理的情况下,激光扫描区域观察到橙色荧光峰(603nm)和红色荧光带(680nm附近)。扫描... 采用钛宝石飞秒脉冲激光对单晶硅在空气中进行辐照,研究了硅表面在不同扫描速度和能量密度下的光致荧光特性。光致荧光谱(PL)测量表明,在样品没有退火处理的情况下,激光扫描区域观察到橙色荧光峰(603nm)和红色荧光带(680nm附近)。扫描电子显微镜(SEM)测量显示,在飞秒脉冲激光辐照硅样品的过程中硅表面沉积了大量的纳米颗粒。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)检测到了低值氧化物SiOx(x<2)的存在,并且结合能谱仪(EDS)检测结果发现氧元素在光致发光中起着重要作用。研究表明:603nm处橙色荧光峰来自微构造硅表面低值氧化物SiOx,680nm附近红色荧光带来自量子限制效应。同时样品表面硅纳米颗粒的尺寸和氧元素的浓度分别决定了红色荧光带和橙色荧光的强度,通过调节飞秒激光脉冲的扫描速度和能量密度,可以有效地控制样品的荧光强度。 展开更多
关键词 飞秒脉冲激光 单晶硅 微构造 光致荧光特性
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