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PtSe_(2)薄膜的时间分辨太赫兹光谱特性研究(特邀) 被引量：2
1
作者 戴子杰 康黎星 +2 位作者 龚诚 刘政 刘伟伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期92-99,共8页
基于时间分辨太赫兹光谱技术,研究了不同厚度的二硒化铂(PtSe2)薄膜在太赫兹波段的光学特性。实验结果表明,当泵浦光功率从0增强至2540μJ/cm2时,11 nm-PtSe2薄膜的电导率逐渐增大,透射太赫兹信号强度减小;而197 nm-PtSe2薄膜的电导率... 基于时间分辨太赫兹光谱技术,研究了不同厚度的二硒化铂(PtSe2)薄膜在太赫兹波段的光学特性。实验结果表明,当泵浦光功率从0增强至2540μJ/cm2时,11 nm-PtSe2薄膜的电导率逐渐增大,透射太赫兹信号强度减小;而197 nm-PtSe2薄膜的电导率逐渐减小,透射太赫兹信号强度增大。由此构造的光控太赫兹调制器件的调制速度约为14 ps,工作带宽为0.2-1.8 THz,调制深度为15%-35%。研究证明PtSe2薄膜材料在高速光控太赫兹器件领域具有应用潜力。 展开更多
关键词 太赫兹 时间分辨 超快 二硒化铂 太赫兹调制
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基于激光制备的金纳米颗粒复合THz超材料传感器
2
作者 张雅博 裴广奥 +1 位作者 叶云霞 戴子杰 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期7-10,共4页
为了解决传统农药检测方法复杂预处理和低灵敏度的问题,提出了一种基于激光制备的金纳米颗粒(AuNPs)复合太赫兹(THz)超材料传感器。通过皮秒激光直写和纳秒激光扫描技术,分别制备了周期性双U形超材料阵列和AuNPs,并将两者结合以增强THz... 为了解决传统农药检测方法复杂预处理和低灵敏度的问题,提出了一种基于激光制备的金纳米颗粒(AuNPs)复合太赫兹(THz)超材料传感器。通过皮秒激光直写和纳秒激光扫描技术,分别制备了周期性双U形超材料阵列和AuNPs,并将两者结合以增强THz波与分析物的相互作用。仿真和实验结果表明,AuNPs诱导的局部电场增强显著提升了传感器的灵敏度,复合传感器的THz谐振强度相比裸传感器提高了12倍以上。实验数据进一步显示,该传感器对百菌清的检测限可达10μg/m L。 展开更多
关键词 太赫兹 金纳米颗粒 超材料 农药检测 激光加工
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基于超材料的多频带可调谐太赫兹吸收器 被引量：6
3
作者 佟艳群 汪诗妍 +7 位作者 宋效先 杨磊 姚建铨 叶云霞 任云鹏 张雅婷 辛姗姗 任旭东 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期735-741,共7页
设计了一种多频带可调谐的太赫兹超材料吸收器。在超材料吸收器的结构中,引入光敏半导体硅材料,设计特殊的顶层金属谐振器,分析开口长度、线宽、介质层厚度等参数尺寸对太赫兹超材料吸收器的吸收光谱特性影响。根据光照与光敏半导体硅... 设计了一种多频带可调谐的太赫兹超材料吸收器。在超材料吸收器的结构中,引入光敏半导体硅材料,设计特殊的顶层金属谐振器,分析开口长度、线宽、介质层厚度等参数尺寸对太赫兹超材料吸收器的吸收光谱特性影响。根据光照与光敏半导体硅电导率之间的关系,研究太赫兹超材料吸收器的频率调谐特性。仿真结果得到太赫兹波段的12个吸收频率调制,其中有10处吸收峰的吸收率超过90%近完美吸收,且有6处吸收率达到99%的完美吸收,而且吸收率调制深度和相对带宽分别达到85.9%和85.5%,具有很强的可调谐特性。设计的光激励太赫兹超材料吸收器结构简单,具有多频带可调谐和完美吸收特性,扩大了吸收器的应用范围。 展开更多
关键词 太赫兹吸收器 超材料 光激励 多频带可调谐
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飞秒激光刻蚀氧化锆表面微纳结构及其润湿与抗菌性能 被引量：10
4
作者 任乃飞 宋佳佳 +3 位作者 李保家 黄立静 李志祥 辛志铎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期359-370,共12页
目的构筑氧化锆表面微纳结构,提高表面疏水性能。方法用飞秒激光在氧化锆表面刻蚀网格结构,随后用硬脂酸修饰所得表面,系统研究了激光能量密度、激光扫描速度对氧化锆表面形貌及润湿性的影响,分析不同处理条件下氧化锆的表面形貌和润湿... 目的构筑氧化锆表面微纳结构,提高表面疏水性能。方法用飞秒激光在氧化锆表面刻蚀网格结构,随后用硬脂酸修饰所得表面,系统研究了激光能量密度、激光扫描速度对氧化锆表面形貌及润湿性的影响,分析不同处理条件下氧化锆的表面形貌和润湿性,通过润湿模型进一步揭示润湿性转变内在机理。进一步通过在饱和大肠杆菌溶液中浸泡的试验,对不同处理条件下氧化锆表面的抗菌性能进行了测试和分析。结果在9.6 J/cm^(2)的过高能量密度以及10 mm/s的过小扫描速度下会导致氧化锆表面过度烧蚀,破坏表面微结构,不利于提高表面疏水性。发现激光纹理化氧化锆的最佳参数为激光能量密度8.3 J/cm^(2),扫描速度20 mm/s,制备的微凸起结构为表面覆盖大量纳米结构的周期性锥状阵列,凹槽的平均宽度和平均深度分别为(27.598±1.376)μm和(33.825±0.559)μm,此时表面粗糙度最大为9.556μm,随着表面粗糙度的增加,微纳复合结构可以截留更多的空气,减少固液接触面积,表面具有最大的水接触角为(163.9±1.5)°,最小的水滚动角为(4.3±0.8)°。平板菌落计数法测定结果显示,此时硬脂酸修饰的激光纹理化氧化锆超疏水表面的抗菌率最高,为(89.1±3.6)%。结论采用飞秒激光刻蚀结合硬脂酸修饰的方法,通过激光参数优化,可在氧化锆表面产生微纳复合结构,增加其表面粗糙度,从而制备得到疏水甚至超疏水的氧化锆表面,超疏水氧化锆表面截留的空气层对大肠杆菌的黏附具有很好的抑制作用,表现出明显的抗菌性,有望扩展氧化锆在牙科领域的应用。 展开更多
关键词 氧化锆 飞秒激光 化学修饰 微纳结构 润湿性 抗菌性
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CFRP与不锈钢激光焊接气泡缺陷的研究
5
作者 朱嘉鑫 陈光磊 +1 位作者 张子靖 叶云霞 《电加工与模具》 2023年第2期41-46,共6页
针对激光焊接碳纤维增强树脂基复合材料与金属过程中,焊接接头处易产生气泡的问题,以碳纤维增强树脂基复合材料与不锈钢为研究对象,仿真研究了激光功率、扫描速度、填充树脂对焊接接头附近温度场的演化规律,以得到有效控制气泡的工艺参... 针对激光焊接碳纤维增强树脂基复合材料与金属过程中,焊接接头处易产生气泡的问题,以碳纤维增强树脂基复合材料与不锈钢为研究对象,仿真研究了激光功率、扫描速度、填充树脂对焊接接头附近温度场的演化规律,以得到有效控制气泡的工艺参数窗口。结果表明:激光扫描速度参数窗口范围随着激光功率的增加而增大,随着填充树脂熔点与气化点的温度差值增加而增大。因此,在高功率范围焊接过程的可控性和稳定性更好,低功率范围更需要精准控制激光扫描速度,以控制焊接接头处的气泡形成。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 激光焊接 气泡形成 仿真模拟
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激光冲击金属黏结层高温热循环应力演化规律的有限元模拟 被引量：1
6
作者 王瑞涵 花银群 +2 位作者 叶云霞 蔡杰 戴峰泽 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期123-134,共12页
目的 探索激光冲击(LSP)对高温热循环(反复升温、保温和降温)过程中热障涂层中的热生长氧化物(TGO)表面及TGO/黏结层(BC)界面应力分布的影响规律。方法 基于真实TGO形貌,建立有限元模型,从应力演化角度分析LSP改性(LSPed)与未改性(Non-L... 目的 探索激光冲击(LSP)对高温热循环(反复升温、保温和降温)过程中热障涂层中的热生长氧化物(TGO)表面及TGO/黏结层(BC)界面应力分布的影响规律。方法 基于真实TGO形貌,建立有限元模型,从应力演化角度分析LSP改性(LSPed)与未改性(Non-LSPed)试样危险区域的失效形式;使用拉曼光谱法(RFS)对氧化后的金属黏结层进行残余应力测试。结果 TGO应力分布随着形貌的起伏呈现相应的起伏变化。TGO表面压应力最大值出现在波峰位置,经10次热循环后LSPed试样TGO表面S11(平行于涂层表面的正应力)压应力最大值大于Non-LSPed试样,经50次热循环后LSPed试样TGO表面压应力最大值远小于Non-LSPed试样;随着热循环次数的增加,2类试样TGO/BC界面S11应力的差别变小。LSPed试样TGO表面S22(垂直于涂层表面的应力)应力随着热循环次数的增加逐渐增大,但S22拉应力小于250 MPa,应力总体偏低。TGO/BC界面S22、S12(平行于涂层表面的剪切应力)应力随循环次数的变化规律基本一致,经10次热循环后,LSPed试样的S22、S12应力均大于Non-LSPed试样;经50次热循环后,2类试样界面的S22、S12应力相差不大。结论 文中构建的TGO应力有限元仿真模型,模拟结果与测试结果吻合。LSP通过调控TGO生长速度,可以有效缓解TGO生长过程中应力的剧烈变化,大幅降低TGO表面S11和S12应力最大值,进而降低TGO表面产生垂直于表面贯穿裂纹和剪切破坏的风险,LSP对TGO表面(TGO/BC界面)应力状态的影响较小。 展开更多
关键词 激光冲击 热循环 热生长氧化物 黏结层 应力分布 有限元仿真
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具有高双折射特性的空芯反谐振光纤
7
作者 丁金龙 丁丽莎 +1 位作者 戴子杰 陈明阳 《光通信技术》 北大核心 2024年第4期73-76,共4页
为了解决现有提高光纤双折射率方法中光纤结构复杂、制造难度大的问题,设计了一种具有高双折射特性的空芯反谐振光纤。光纤的包层由包层环、4个半管及半管内嵌套的1对小圆组成。采用有限元法分析了光纤的结构参数对其双折射、传输损耗... 为了解决现有提高光纤双折射率方法中光纤结构复杂、制造难度大的问题,设计了一种具有高双折射特性的空芯反谐振光纤。光纤的包层由包层环、4个半管及半管内嵌套的1对小圆组成。采用有限元法分析了光纤的结构参数对其双折射、传输损耗、限制损耗及吸收损耗的影响。仿真结果表明:改变半管直径对双折射的影响较小;通过调整光纤中水平方向与垂直方向半管的厚度差异,可以使光纤获得高双折射,在0.25 THz的宽频率范围内,双折射率大于1.5×10^(-4),同时保持传输损耗小于10 dB/m。 展开更多
关键词 高双折射 反谐振光纤 空芯光纤 太赫兹传输 有限元法
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铝合金焊前激光清洗的等离子体光谱在线检测 被引量：11
8
作者 佟艳群 陆勤慧 +3 位作者 周建忠 姚红兵 叶云霞 任旭东 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期255-260,共6页
铝合金焊接技术在工业生产、制造和维修等领域有广泛的应用,焊缝内存在气孔导致焊接质量降低是铝合金焊接技术的常见问题。由于铝合金表面金属氧化物是导致气孔生成的主要来源,对激光清洗过程进行在线检测,不但可以实时分析表面氧化物... 铝合金焊接技术在工业生产、制造和维修等领域有广泛的应用,焊缝内存在气孔导致焊接质量降低是铝合金焊接技术的常见问题。由于铝合金表面金属氧化物是导致气孔生成的主要来源,对激光清洗过程进行在线检测,不但可以实时分析表面氧化物的清洗状态,而且可以避免基体表面因为过度清洗造成损伤或二次氧化。提出采用激光诱导等离子体光谱(LIBS)在线检测铝合金焊前激光清洗过程,表征清洗后铝合金基体的表面状态。LIBS技术可以对多元素成分同时检测,拥有较低的检出限和较高的准确性。搭建基于Andor Mechelle 5000光谱仪的铝合金焊前激光清洗在线检测系统,剔除空气环境对实验结果的影响,测试6061铝合金表面氧化物和铝合金基体的LIBS光谱,分析两者独特的元素特征谱线,采用X射线能谱(EDS)测试结果验证元素特征谱线的准确性,并探讨激光清洗过程LIBS技术在线检测的可行性。实验测试等离子体光谱谱线强度与激光能量密度之间的关系,获得单次脉冲激光去除铝合金表面氧化物的损伤阈值,结合X射线能谱的检测结果研究激光损伤阈值的成因及影响。研究激光清洗过程等离子体光谱特征谱线与脉冲次数之间的关系,提出基于O/Al特征谱线强度比值作为在线检测清洗效果及二次氧化损伤的评判依据。为验证该评判依据的准确性,将O/Al特征谱线强度比值随清洗次数的变化趋势与X射线能谱测试获得的氧元素原子百分比变化趋势进行对比。实验结果表明:采用200~700 nm范围内激光诱导等离子体谱线特征分析激光清洗状态,可以剔除空气环境的影响;氧元素和铝元素特征谱线准确反映出表面氧化膜与铝合金基体的成分差异;X射线能谱检测元素成分和含量表明氧元素含量随着激光清洗能量密度先减后增,单次清洗铝合金的二次氧化损伤的激光能量阈值为11.46 J·cm-2,小于损伤阈值的激光能量密度对铝合金基体的多次清洗未造成损伤,等离子体光谱特征谱线强度与表面清洗状态相关, 656.5 nm(OⅡ)/396.2 nm(AlⅠ)谱线强度比值≤1.5%为激光清洗干净的依据。研究结果有利于铝合金的激光清洗实时控制技术和焊接装置集成化。 展开更多
关键词 激光清洗 铝合金 等离子体光谱 在线检测
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