【摘 要】
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研究了从亚皮秒到皮秒范围内的不同脉宽和不同能量密度的激光作用下单晶硅材料表面瞬态光学性质的演化规律.这项工作基于考虑了相变潜热的双温方程、载流子数密度模型,通过计算激光辐照过程中的载流子温度、晶格温度和激发态载流子数密度和介电常数,模拟了光子到电子以及电子到声子的能量传递过程,最终得到了单晶硅表面折射率和消光系数的变化结果.有助于揭示亚皮秒到皮秒脉冲宽度范围的超短脉冲激光辐照下,单晶硅材料瞬态光学性质的演化机理.理论结果表明,若单个激光脉冲无法使单晶硅熔化,则不同的激光能量密度和不同的激光脉宽对最小折射率
【机 构】
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南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094
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研究了从亚皮秒到皮秒范围内的不同脉宽和不同能量密度的激光作用下单晶硅材料表面瞬态光学性质的演化规律.这项工作基于考虑了相变潜热的双温方程、载流子数密度模型,通过计算激光辐照过程中的载流子温度、晶格温度和激发态载流子数密度和介电常数,模拟了光子到电子以及电子到声子的能量传递过程,最终得到了单晶硅表面折射率和消光系数的变化结果.有助于揭示亚皮秒到皮秒脉冲宽度范围的超短脉冲激光辐照下,单晶硅材料瞬态光学性质的演化机理.理论结果表明,若单个激光脉冲无法使单晶硅熔化,则不同的激光能量密度和不同的激光脉宽对最小折射率的影响非常有限,在0.3～0.4 J/cm2的激光能量密度范围内,每0.01 J/cm2的能量密度改变引起的最小折射率变化率小于0.5％.若单个激光脉冲能使单晶硅熔化,则不同能量密度和不同脉宽的激光对硅表面的折射率和消光系数有不同程度的影响.该研究结果可为基于超短脉冲激光的单晶硅材料加工和表面改性提供一定的理论指导.
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制备一种红外/被动毫米波复合诱饵.研究基于MTV型烟火药,以超细红磷替代部分镁粉,短切碳纤维作为功能添加剂,制备了一种薄片型烟火材料,对该种材料的红外辐射和毫米波辐射性能进行了测试分析.研究结果显示:少量红磷的添加有利于提高烟火药辐射面积;红磷添加量大于10％时,火焰平均温度、红外辐射强度和毫米波辐射亮温随着红磷含量的增加持续降低,在添加适量碳纤维后燃速燃温增加,红外辐射增强;烟火药的毫米波辐射亮温随碳纤维含量增加持续提高,当红磷添加量为10％,碳纤维含量从0增加到1.75％时,毫米波辐射亮温从330 K
短波红外波段作为“大气透过窗口”之一,探测器工作在该波段能获得目标更多的辐射能量.另外,短波红外对近室温目标的探测成像类似于可见光的反射式成像,一方面拥有中长波红外探测缺少的细节分辨能力,另一方面具有穿透烟雾进行成像等可见光探测不具备的能力.随着短波红外探测器在军事、民用领域的广泛应用,对短波红外探测器的性能、成本提出了更高的要求,InGaAs探测器由于高达约70％90％的量子效率、室温下约8000 cm2/(V·s)的高迁移率,以及高灵敏度、高速响应、低成本的应用优势,是目前短波红外探测器的最佳选择.为
近红外光电探测器在夜视监控、生物医学、环境监测等诸多领域有广泛应用.由于二维石墨烯材料具有独特性质(零带隙结构、高载流子迁移率、功函数可调)使其在红外探测领域具有巨大潜质.为了充分利用石墨烯的优势,并克服其吸收率低、暗电流噪声大的不足,研究者利用局域场调控设计混合结构以提高红外探测器性能.文中总结了局域场增强石墨烯近红外光电探测器的研究成果,介绍了单吸收层局域场增强器件并分析基于不同类型感光材料器件的优缺点,进一步介绍了双吸收层局域场增强器件,对笔者所做的双吸收层器件中电流极性等相关研究进行了简述.最后对
为了实现高功率光纤激光的窄线宽输出,研究了基于大模场三包层掺镱光纤(LMA-YTF)高功率窄线宽光纤激光的热效应和四波混频(FWM)效应.基于FWM效应模型,仿真分析了大模场三包层光纤(LMA-TCF)放大器光谱展宽的影响因素.建立了LMA-YTF的热分布模型,分析了大模场三包层光纤(LMA-YTF)中第二包层功率占比对光纤温度以及泵浦功率上限的影响,讨论了聚合物涂层导热系数和外部温度对光纤温度的影响,实验对比了不同反向合束器的泵浦功率上限,结果表明第二包层功率占比低的(6+1)×1合束器比(9+1)×1
目前光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要有两个方面,一是作为谐振腔腔镜,二是用来抑制激光器的非线性效应.首先论述了光纤光栅作为腔镜技术的发展现状,然后着重论述了能够抑制光纤激光器中非线性效应的特殊光纤光栅的发展状况.并详细描述了倾斜布拉格光纤光栅抑制受激拉曼散射和受激布里渊散射、长周期光纤光栅抑制受激拉曼散射以及相移长周期光纤光栅抑制自相位调制或四波混频等非线性效应引起的光谱展宽的研究进展.最后展望了光纤光栅在高功率光纤激光器领域的发展趋势,认为光纤光栅将朝着更高承载功率与长波长方向发展,同时认为基
信息技术的发展使得通讯波段集成光子技术在过去的几十年中被广泛重视并取得了突出进展,目前已走向商业化,这一技术的发展也激发了人们对于中红外波段(2～20μm)片上光子集成的兴趣.中红外波段在空间光通信、热成像、物质探测分析等关乎国家发展、国防安全、民生改善等技术领域具有重要的应用前景.利用半导体工艺实现中红外光电子系统芯片小型化在尺寸、功耗以及大规模量产部署具有重大优势.因此,发展中红外片上集成光电子技术具有重大意义.文中主要针对于中红外波段片上集成的一些关键基础器件(如:调制器、探测器)的突破性进展及代表
自1972年Roger H.Stolen等人首次基于受激拉曼散射效应在玻璃光纤中实现激光输出以来,拉曼光纤激光技术已经走过了50年的发展历程.文中首先分阶段呈现拉曼光纤激光的发展历程,介绍具有里程碑意义的经典文献和重要技术突破,勾勒出拉曼光纤激光发展的概貌.其次根据拉曼光纤激光的研究现状,整理具有代表性的最新成果;介绍随机分布式反馈拉曼光纤激光、中红外拉曼光纤激光和超快激光等最新研究热点.最后梳理拉曼激光合束、半导体激光直接泵浦和非线性效应耦合新机制等方面的发展趋势.
针对连续激光辐照硅太阳能电池的损伤特性,采用光束诱导电流(LBIC)成像方法进行表征,并对其毁伤特性进行了分析.首先采用波长为1 070 nm的连续激光聚焦在硅太阳能电池表面,诱导太阳能电池产生损伤,再通过LBIC系统扫描得到激光辐照区域的光电流分布图,进而分析太阳能电池的损伤情况.为了表征不同深度下太阳能电池的损伤情况,LBIC测量系统分别采用650nm和980nm波长激光作为探测光源.结果表明,1 070nm连续激光辐照硅太阳能电池非栅线部位时,太阳能电池损伤首先发生在内部;随着功率密度的增加,在太阳
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