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基于纳米多孔阳极氧化铝传感基底的反射干涉光谱技术灵敏度研究
1
作者 王健飞 王凯歌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期158-168,共11页
为了明确以多孔薄膜为传感基底的反射干涉光谱技术在信号强度、检测灵敏度和判断准确性方面的特性,本研究结合实验和仿真计算,定量分析了影响灵敏度的各种条件及其作用机理。首先制备了孔径相同(80 nm)、2种孔深不同(9μm、11μm)的纳... 为了明确以多孔薄膜为传感基底的反射干涉光谱技术在信号强度、检测灵敏度和判断准确性方面的特性,本研究结合实验和仿真计算,定量分析了影响灵敏度的各种条件及其作用机理。首先制备了孔径相同(80 nm)、2种孔深不同(9μm、11μm)的纳米多孔阳极氧化铝薄膜。实测表明它们对填充液的反射干涉光谱检测灵敏度分别达到了5.60×10^(3) nm/RIU、8.00×10^(3) nm/RIU。其次,构建了以纳米多孔阳极氧化铝为传感基底的反射干涉光谱物理模型,仿真结果显示当待测样品的折射率变化范围为1.00~1.60时,对于孔径为80 nm、孔深为9μm的传感基底,其灵敏度为6.20×10^(3) nm/RIU,当孔深增加为11μm时,灵敏度为8.30×10^(3) nm/RIU。实验与仿真结果具有高度一致性,孔径相同时,孔深越大,灵敏度越高。该研究方法与结果,对于以纳米多孔阳极氧化铝为传感基底的反射干涉光谱技术在原位监测生物化学药物单分子特性及其相互作用性质等方面有促进作用。 展开更多
关键词 纳米多孔阳极氧化铝 生物单分子传感器 反射干涉光谱 传感基底 灵敏度
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激光高分子聚合物纳米制造技术及应用进展(特邀) 被引量：3
2
作者 张琛 朱洁 +6 位作者 章裕 王凯歌 赵伟 杨亚平 冯晓强 陈浩伟 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期126-143,共18页
激光高分子聚合物纳米制造技术是当前国际精密制造领域研究的热点技术.基于双光子、多光子非线性效应以及光激发-光抑制机制,激光制造技术打破了光学衍射极限的限制,能够实现纳米精度的三维立体复杂结构的无掩模快速制造,有力地为相关... 激光高分子聚合物纳米制造技术是当前国际精密制造领域研究的热点技术.基于双光子、多光子非线性效应以及光激发-光抑制机制,激光制造技术打破了光学衍射极限的限制,能够实现纳米精度的三维立体复杂结构的无掩模快速制造,有力地为相关领域的纳米结构制造需求提供了解决方案.本文简单回顾了激光高分子聚合物纳米制造技术的发展历程,详细阐述了激光技术实现纳米精度制造的原理及其相应的技术特点,介绍了其在微纳光学、光信息存储、仿生材料、生物医学诊疗等多个领域的新发展及应用情况,展望了激光高分子聚合物纳米制造技术未来面临的主要挑战. 展开更多
关键词 激光制造技术 高分子聚合物 双/多光子直写 双束激光超分辨直写 光聚合 功能纳米材料 衍射极限
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激光诱发荧光漂白测速技术的发展与应用(特邀) 被引量：1
3
作者 赵伟 陈玉 +4 位作者 胡忠彦 张琛 王归仁 王凯歌 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期359-382,共24页
微纳尺度流动现象广泛存在于生命科学、界面科学、微纳芯片技术以及材料科学等领域,微纳流体测速技术是研究微纳尺度流动现象及其应用的基础。本文首先介绍了几种主要的微流体测速技术,包括显微粒子图像速度计、粒子追踪速度计、分子标... 微纳尺度流动现象广泛存在于生命科学、界面科学、微纳芯片技术以及材料科学等领域,微纳流体测速技术是研究微纳尺度流动现象及其应用的基础。本文首先介绍了几种主要的微流体测速技术,包括显微粒子图像速度计、粒子追踪速度计、分子标记速度计、光学相干层析技术、磁共振成像测速技术等。然后,详细介绍一种新型的光学微纳流体速度测量技术——激光诱发荧光漂白测速技术,该技术同时具有非侵入性、远场测速、纳米级高时空分辨率等优点,适应目前微纳流控实际研究中对高时间分辨率和高空间分辨率的迫切需求;重点介绍了基于该技术所取得的一些研究成果,包括对微流体电动力湍流和非线性交流电渗流等非稳态、非线性流动等现象和规律的最新研究成果。最后,对该技术进一步的发展进行了展望。 展开更多
关键词 微纳流控 流体测速技术 激光诱发荧光漂白测速计 非侵入 高时空分辨率
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被动锁模超短脉冲光纤激光器研究进展(特邀) 被引量：1
4
作者 陆宝乐 陈程 +3 位作者 林启蒙 张朝阳 郎嘉靖 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期48-86,共39页
超短脉冲光纤激光器是激光器领域的一个重要分支,由于输出脉冲峰值功率高、脉冲宽度窄,吸引了大量科研工作者的关注。被动锁模技术是产生超短脉冲的常用手段,通过平衡谐振腔内色散与非线性,增益与损耗之间的相互作用来实现超短脉冲输出... 超短脉冲光纤激光器是激光器领域的一个重要分支,由于输出脉冲峰值功率高、脉冲宽度窄,吸引了大量科研工作者的关注。被动锁模技术是产生超短脉冲的常用手段,通过平衡谐振腔内色散与非线性,增益与损耗之间的相互作用来实现超短脉冲输出。深入理解被动锁模机制能够进一步推动超快光源的研究走向成熟。随着输出性能的逐步提升,超短脉冲光纤激光器的适用场景越来越丰富,能在不同领域发挥更加重要的作用。本文综述了目前光纤激光器中常用的几类被动锁模技术,包括:非线性光纤环形镜、非线性偏转旋转、低维纳米材料可饱和吸收体、非线性多模干涉以及最近涌现的Mamyshev振荡器和时空锁模等,阐述了各自的原理以及技术优势,并介绍了其在超短脉冲光纤激光器研究方面的最新进展。 展开更多
关键词 光纤激光器 超短脉冲 被动锁模 可饱和吸收体
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基于石墨烯的宽带可饱和吸收体的制备及其在激光器中的应用 被引量：3
5
作者 徐翔 江曼 +5 位作者 李雕 陈浩伟 祁媚 张靖杭 任兆玉 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期93-97,共5页
将石墨烯作为宽带可饱和吸收体分别应用在1.06μm Nd∶YAG固体激光器、2μm Tm∶YAP固体激光器以及1.55μm掺铒全光纤激光中.石墨烯采用化学汽相沉积法制备,以乙炔作为碳源,25μm厚的铜箔作为生长基体和催化剂,H2为载气,Ar为辅助气体,... 将石墨烯作为宽带可饱和吸收体分别应用在1.06μm Nd∶YAG固体激光器、2μm Tm∶YAP固体激光器以及1.55μm掺铒全光纤激光中.石墨烯采用化学汽相沉积法制备,以乙炔作为碳源,25μm厚的铜箔作为生长基体和催化剂,H2为载气,Ar为辅助气体,在常压、1 000℃高温条件下进行生长.1.06μm Nd∶YAG固体激光器实验中,采用直线型侧面泵浦腔型结构,当输出功率为10W时,得到了重复频率为360kHz,脉冲宽度240ns的最短脉冲输出,其单脉冲能量为27μJ,峰值功率为115.7W;2μm Tm∶YAP固体激光器实验中,使用中心波长在795nm附近的半导体激光器作为泵浦源,采用10%透过率的输出镜获得了脉宽为1.4μs的最窄调Q脉冲;环形腔1.55μm掺铒全光纤激光器实验中,利用1.25m长的高掺铒光纤作为增益光纤,当泵浦功率为100mW时,输出功率为10mW,获得了脉冲宽度314ps的稳定被动连续锁模脉冲,脉冲重复频率为20MHz并验证了同次制备的石墨烯的宽带可饱和吸收特性. 展开更多
关键词 石墨烯 可饱和吸收体 被动调Q 被动锁模 短脉冲
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基于少模光纤被动调Q柱矢量光光纤激光器 被引量：3
6
作者 王承鑫 陆宝乐 +2 位作者 罗敏 陈浩伟 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期17-24,共8页
通过单模光纤和少模光纤熔融拉锥耦合的方法制备出模式转换器,而后将一层多壁的碳纳米管薄膜作为可饱和吸收体覆盖到拉锥光纤的锥区,形成一种可饱和吸收体柱矢量光器件.结合调Q光纤激光器和模式转换器件的优势,可以简单高效地产生脉冲... 通过单模光纤和少模光纤熔融拉锥耦合的方法制备出模式转换器,而后将一层多壁的碳纳米管薄膜作为可饱和吸收体覆盖到拉锥光纤的锥区,形成一种可饱和吸收体柱矢量光器件.结合调Q光纤激光器和模式转换器件的优势,可以简单高效地产生脉冲柱矢量光束,并得到具有峰值功率高、模式纯度高等特点的脉冲高阶模式激光输出.通过实验实现了中心波长为1560nm、最大单脉冲能量和最大峰值功率分别为116nJ和57mW的稳定调Q脉冲输出.通过调节光路中的偏振控制器,可以分别实现径向和角向偏振的调Q脉冲激光的输出. 展开更多
关键词 光纤激光器 被动调Q 碳纳米管 可饱和吸收体 柱矢量光
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基于非线性光纤环形镜被动锁模掺铒光纤激光器 被引量：3
7
作者 张朝阳 陆宝乐 +2 位作者 陈浩伟 王凯歌 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期163-169,共7页
研究了一种基于非线性光纤环形镜“8”字形谐振腔结构的波长可调谐被动锁模掺铒光纤激光器,该激光器通过将偏振控制器加在耦合比为30/70的2×2光纤耦合器首尾相连的环内,在整个谐振腔的右端搭建了一个Sagnac环形滤波器。当泵浦功率... 研究了一种基于非线性光纤环形镜“8”字形谐振腔结构的波长可调谐被动锁模掺铒光纤激光器,该激光器通过将偏振控制器加在耦合比为30/70的2×2光纤耦合器首尾相连的环内,在整个谐振腔的右端搭建了一个Sagnac环形滤波器。当泵浦功率为270 mW时,锁模光纤激光器输出了中心波长为1555.7 nm的传统孤子,其光谱的3-dB带宽为4.2 nm,重复频率为21.1 MHz,信噪比为68 dB,脉冲宽度为0.759 ps。此外,在不改变腔内其他器件的情况下只增加泵浦功率,实现了锁模光纤激光器的连续可调谐,中心波长的调谐范围为1.5 nm;在增加泵浦功率到360 mW时,调节偏振控制器出现了松束缚态孤子。 展开更多
关键词 激光器 传统孤子 非线性光纤环形镜 掺铒 被动锁模
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基于非线性放大环形镜的波长可调谐耗散孤子锁模光纤激光器 被引量：3
8
作者 丁建一 陆宝乐 +2 位作者 王凯乐 陈浩伟 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期260-267,共8页
报道了一种基于非线性放大环形镜的“8”字形腔波长可调谐锁模掺镱光纤激光器。当泵浦功率为240 mW时,光纤激光器输出中心波长在1064.1 nm处的耗散孤子,其光谱3 dB带宽为7.7 nm,重复频率为18.8 MHz,输出光信噪比高达71.2 dB,脉冲宽度为8... 报道了一种基于非线性放大环形镜的“8”字形腔波长可调谐锁模掺镱光纤激光器。当泵浦功率为240 mW时,光纤激光器输出中心波长在1064.1 nm处的耗散孤子,其光谱3 dB带宽为7.7 nm,重复频率为18.8 MHz,输出光信噪比高达71.2 dB,脉冲宽度为867 fs。分别通过调节偏振控制器和泵浦功率实现了锁模光纤激光器在1032.8~1065.1 nm以及1037.4~1041.9 nm内调谐输出。探究了不同锁模状态下的光谱与脉冲特性,获得了时间带宽积接近傅里叶变换极限的高斯型脉冲。该光纤激光器结构简单,易于调谐,稳定性好,可为实现波长调谐、耗散孤子锁模提供技术参考。 展开更多
关键词 锁模 耗散孤子 非线性放大环形镜 波长调谐 光纤激光器 掺镱
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波长可切换窄线宽单频掺镱光纤激光器(特邀)
9
作者 孟祥瑞 文瀚 +3 位作者 陈浩伟 孙博 陆宝乐 白晋涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期110-117,共8页
基于光纤环形激光器,设计出由三端口环形器、偏振控制器、未泵浦保偏掺镱光纤和光纤布拉格光栅组成的滤波器件作为高精度滤波器对谐振腔内的模式个数进行抑制,通过调谐偏振控制器,在保偏掺镱光纤内形成的梳状光谱和动态光栅,实现了窄线... 基于光纤环形激光器,设计出由三端口环形器、偏振控制器、未泵浦保偏掺镱光纤和光纤布拉格光栅组成的滤波器件作为高精度滤波器对谐振腔内的模式个数进行抑制,通过调谐偏振控制器,在保偏掺镱光纤内形成的梳状光谱和动态光栅,实现了窄线宽、单、双波长可切换单频掺镱光纤激光器。单波长运行时,在1 064.37 nm处测得激光器输出线宽346 Hz,光信噪比大于50 dB,30 min内该激光器波长及功率的不稳定性均在0.01 nm和0.2 dB范围内。通过调节偏振控制器,单波长和双波长可以实现互相切换,双波长分别位于1 064.156 nm和1 065.236 nm。该技术为超窄线宽激光器的双波长输出提供了新的途径。 展开更多
关键词 光纤激光器 窄线宽 可切换 双波长
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