双光注入分布反馈半导体激光器的非线性动力学态实验研究

实验研究了分布反馈半导体激光器(DFB-SLs)在双光注入下的非线性动力学行为.研究结果表明:与单光注入相比,双光注入将使DFB-SLs呈现更丰富、更复杂的非线性动力学行为.固定两注入光的波长,获得了双光注入强度取不同值时DFB-SLs输出的光谱和功率谱信息.基于这些信息,对处于A,B和C三种不同情形下双光注入DFB-SLs所呈现的一些典型的动力学状态进行了判定.最后,给出了双光注入DFB-SLs输出的动力学状态在由两注入光的注入强度构成的参数空间的分布图,并确定了A,B和C情形所在的区域范围.     

双光注入分布反馈半导体激光器的非线性动力学态实验研究简

实验研究了分布反馈半导体激光器（DFB-SLs）在双光注入下的非线性动力学行为. 研究结果表明：与单光注入相比,双光注入将使DFB-SLs呈现更丰富、更复杂的非线性动力学行为. 固定两注入光的波长,获得了双光注入强度取不同值时DFB-SLs输出的光谱和功率谱信息. 基于这些信息,对处于A,B和C三种不同情形下双光注入DFB-SLs所呈现的一些典型的动力学状态进行了判定. 最后,给出了双光注入DFB-SLs输出的动力学状态在由两注入光的注入强度构成的参数空间的分布图,并确定了A,B和C情形所在的区域范围.     

基于半导体光放大器偏振自旋转的全光2R再生

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)偏振自旋转效应的全光2R(再放大和再整形)再生方案. 通过建立理论模型, 对全光2R再生性能进行了数值仿真, 并完成了在10 Gbit/s的速率下的实验验证. 实验结果证明: 通过全光2R再生后, 信号光的消光比提高了8.3 dB. 在误码率测试方面, 功率代价改善了6 dB. 该方案结构简单, 可以实现光子集成.     

直波导耦合输出AlGaInAs多量子阱环形激光器研究

采用InP基InAlGaAs多量子阱激光器外延材料结构, 利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术和聚酰亚胺介质平坦化工艺, 研制了多量子阱半导体环形激光器样品. 该器件通过加正偏压的环形结构谐振腔实现光激射, 然后借助紧邻的直线波导耦合将光信号输出. 环形谐振腔直径为700 μm, 波导宽度为3 μm. 用光纤对准直线波导端口耦合测试了环形激光器的光功率-电流特性曲线和激射光谱, 其阈值电流为120 mA, 在注入电流160 mA时从直波导耦合输出得到激射光谱的中心波长为1602 nm, 并结合光功率-电流特性曲线对环形激光器中的工作模式进行了初步分析.     

华北晚第四纪沉积物细颗粒组分红外释光与绿光释光测年

对华北地区不同类型的第四沉积物中31个样品进行了同一套细颗粒测样长石波长330~480 nm的红外释光(IRSL)信号与主要是石英(340 ± 25) nm波长的绿光释光(GLSL)信号的测年对比试验, 拟探讨评价沉积物细颗粒光释光测年可靠性的一种可能途径. 结果表明, 约80%的样品IRSL测得的DE值和年龄与GLSL测得的结果在1~2个标准差范围内一致. 风积黄土样品的这种一致性尤其明显, 而水沉积物样品则差些. 鉴于细颗粒长石的IRSL与石英的GLSL对剂量响应不同, 具有不同的热稳定性和光晒退行为, 从这两种光释光信号得到的DE值各自独立, 其一致性有可能作为沉积物样品OSL测年值可靠性的一种自检指标.     

同步抽运飞秒光参量振荡器中的载波-包络相位控制及其应用

同步抽运飞秒光参量振荡器(OPO)以及抽运源所构成的飞秒脉冲系统具有内在同步、多波长脉冲输出以及各脉冲的载波-包络相位(CEP)的内在关联等特性, 在超宽频率梳以及脉冲的相干合成方面具有先天的优势. 本文阐述了一系列该研究方向的最新成果, 诸如探讨了OPO内载波-包络相位与能量守恒的关系, 并通过实验进行了检验; 利用自参考法控制了作为抽运源的飞秒钛宝石激光器CEP, 并通过压电陶瓷(PZT)锁定了其脉冲重复频率; 利用OPO产生的非相位匹配可见光, 并以抽运光的超连续作为参考, 通过OPO端镜上的快速PZT控制了OPO产生的所有脉冲的CEP, 从而获得400 nm~2.4 μm超宽频率梳, 控制精度高于1.2 kHz带宽; 并利用波长相近相位锁定的抽运光以及信号光倍频实现了不同脉冲的相位相干, 为产生极窄的合成光脉冲打下了基础.     

仿生生物自发光纳米材料用于肿瘤光动力治疗

光动力疗法(PDT)具有高效的肿瘤细胞杀伤能力,因此被用于多种肿瘤的治疗,但是光在组织中穿透性较差,限制了光动力疗法的进一步发展.为解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的问题,本文仿生萤火虫生物发光特性,构建了可在组织内部进行生物自发光的纳米材料.选择ZIF-8对生物发光系统进行封装,并选择Mn O2对ZIF-8进行包裹以此来减少纳米粒子的毒性.该纳米粒子能够实现发光系统在肿瘤部位响应释放.同时,选择激发波长与生物发光波长重叠的光敏剂直接与发光系统相连,保证了高效的生物发光共振能量转移.本文研究证实了该纳米材料具有层次分明的核壳结构,以及良好的细胞生物相容性,可被肿瘤细胞大量摄取.进一步研究证明该纳米材料可在肿瘤细胞高谷胱甘肽的微环境中降解,释放催化酶及发光底物,并在腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)的作用下进行生物自发光.同时,细胞实验证实了发光底物可通过生物发光共振能量转移效应激发光敏剂产生活性氧,进行光动力治疗,对耐药肿瘤细胞具有良好的细胞杀伤效果.本文构建的生物自发光纳米材料具有在生物深层组织进行生物自发光激活光敏剂光动力的潜力,有望解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的缺...     

高增益光纤受激布里渊散射放大的大延迟可控慢光

可调控光纤慢光作为光缓存器在全光路由通信中具有重要的应用前景. 由于受限于较低的布里渊阈值和较大的信号功率, 传统的光纤布里渊散射慢光增益一般不超过30?dB. 本文提出在短光纤中实现高增益布里渊放大的可调控慢光, 利用短光纤的高阈值有效避免泵浦抽空, 实现高增益的信号放大, 从而提高慢光延迟量. 实验证实采用591.8?m长的单级光纤布里渊放大的非饱和增益达到50?dB, 慢光延迟时间可达到52?ns, 分数延迟量超过1.     

高效光能转换新媒介:中空多壳层结构材料

光能的捕获和利用为环境、能源和医学等多个领域的发展提供了广阔的前景.为了实现高效的光能转换,对作为媒介的光功能材料的设计至关重要.作为一种新兴的多级微纳材料,中空多壳层结构(hollow multi-shelled structures, HoMSs)材料在光能转换领域中具有诸多优势,其高效的光捕获能力、增强的光生电荷分离能力和灵活可调的壳壁组成等结构特性都能够有效提高材料对光能的转换效率.本文从HoMSs光功能材料在光能转换过程中的优势出发,总结了其在光催化、太阳能电池和光致发光等光能转换领域中的应用研究进展,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

金纳米棒与肝素相互作用的表征及肝素的等离子共振光散射分析法

利用等离子共振光散射(PRLS)、等离子共振吸收、扫描电子显微镜和动态光散射技术研究了金纳米棒与肝素的相互作用. 结果表明, 在溶液中, 金纳米棒呈分散状态, 具有微弱的等离子共振光散射信号. 但当其与肝素通过静电作用后发生明显的聚集, 产生显著的增强PRLS信号, 信号的增强程度与肝素浓度在一定范围内呈线性关系. 据此建立了基于金纳米棒聚集测定微量肝素的等离子共振光散射分析法. 在60 mmol/L NaCl和pH 5.33的Britton-Robinson (BR)缓冲溶液介质中, 金纳米棒浓度为6.4×10^-5 mol/L时, 测得肝素的线性范围为0.02~0.70 μg/mL, 检出限为(3σ ) 8.0 ng/mL. 该方法成功应用于临床肝素钠注射液的测定.     

无转发器式卫星轨道实时精确测量新方法

卫星实时测轨| 光纤时间频率传递| 线性化迭代方法基于GPS定位原理提出了一种卫星轨道实时、精确测定的新方法. 该方法利用了光纤时间频率传递系统的高精度同步的优势, 在可实现位置精确已知的多个地面观测站间高精度时间同步的基础上, 由地面观测站连续向卫星发射测距信号, 并通过卫星上的信号接收和信号处理芯片实时解算出卫星的精确轨道. 由于该方法没有卫星转发时延等误差, 大大地提高了卫星轨道测定的实时性. 研究表明, 在实现地面站间100 ps级时间同步的基础上, 利用该方法获得更高的卫星轨道测距精度是完全可行的. 利用本方法同样可以得到卫星姿态测量的高精度.     

基于标准光盘/光驱的数字化分子检测技术研究进展

传统的疾病诊断方法存在耗时长、工作量大、设备昂贵和操作复杂的缺点, 因此很多检测只能在专业的大型医院和生物医学实验室完成. 更重要的是由于不能及时地得到检查结果, 将最终导致病人失去最佳的治疗时机. 基层诊所和个人家庭最为需要的是低成本、操作简便的即时检测(point-of-care, POC)设备及技术. 基于标准光盘/光驱的生物分子检测技术有可能成为新一代POC检测与诊断工具, 不仅光盘塑料底片可以为生物芯片提供价格低廉的基底材料, 而且光驱可以用作精密的信号读出装置. 本文将概括介绍于化忠课题组在生物光盘检测系统开发和应用方面所取得的进展, 包括光盘塑料基底表面活化技术的开发、生物检测光盘的制备、信号识别方法的建立, 以及在医学化验和环境监测方面的应用开发.     

纳米探针在分子影像领域的研究进展

随着人们对医学诊断要求的提高, 现有的影像诊断技术已经不能满足疾病高效超前诊断的需求. 而分子影像诊断技术从分子水平对疾病的异常结构和功能进行生理、生化水平显像, 能为疾病的诊治提供更为精确的信息. 分子影像学的发展除了需要先进的成像设备外, 最关键的是要发展新型而高效的成像探针. 目前常规的造影剂和分子探针因为信噪比较低、不具备靶向性等缺点而无法满足成像要求, 而在各种纳米材料基础上发展起来的纳米影像探针显示出较好的显像效果. 本文主要综述光学成像(optical imaging)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, RI)、正电子发射断层成像(positron emission tomography, PET)、电子计算机X线断层扫描(computed tomography, CT)、单光子衍射成像技术(single-photonemission computed tomography, SPECT)、光声成像(photoacoustic imaging, PA)、多模态成像(multi-modality imaging)等各类分子影像中纳米探针的种类、应用及发展前景.     

无磁光学非互易研究进展

光学非互易器件,例如光隔离器、循环器和移相器等,是全光通信的基本单元,在光学信号处理和量子网络等方面具有重要应用。传统的实现光学非互易的方法是利用法拉第磁光效应,但所需要的强磁场会导致小型化和集成化的困难。因此,部分研究者将目光投向无磁光学非互易的研究。文章介绍了无磁光学非互易的研究现状以及华东理工大学激光物理与量子调控研究室在该方面的一些最新研究工作。     

红外光学系统中衍射面冷反射的分析与评价

研究了含有衍射面的红外光学系统中冷反射产生的原理, 并指出了衍射表面与折射表面的冷反射的差别. 光线在经过衍射表面后会发生多级衍射, 本文在考虑衍射效率的基础上定量分析了衍射表面的冷反射, 采用对衍射光线进行近轴光线追迹的方法, 给出了针对衍射表面冷反射的新评价标准. 结合一个折衍射混合中波红外光学系统实例, 具体分析了光学系统中衍射表面对冷反射的影响. 研究结果为红外光学系统中衍射表面的冷反射的分析与评价提供了一种全新的方法.     

巨轮型纳米多孔钼氧基多金属氧酸盐化合物表面活性部位的检测

利用谷氨酸盐为探针分子, 通过单晶X 射线结构解析、IR、元素分析、¹H NMR 和TG 等综合分析手段, 成功检测到可以看做MoO₃ 类似物的巨轮型纳米多孔钼氧基 多金属氧酸盐表面在特定条件下的反应活性点, 与此同时实现了用多官能团有机分子 对巨轮型金属氧簇内表面的功能型修饰. Z-扫描实验表明, 所得到的这种有机-无机杂 化化合物在能量为15 μJ 的532 nm 波长、18 ps 激光脉冲作用下, 具有显著的非线性光 学反饱和吸收和自聚焦响应.     

用于超导量子比特直流特性测试的级联低通滤波器

设计并制作了用于超导量子比特直流特性测试的级联低通滤波器, 该滤波器由LCR滤波器和铜粉滤波器级联而成. 滤波器在77 K温度下的截止频率为120 kHz, 衰减率为−40 dB/decade, 10 MHz以上迅速衰减至−60 dB以下. 频率响应优于单一的LCR滤波器或铜粉滤波器, 能在低温下有效抑制高频噪声.     

黄河流域新石器文化的空间扩张及其影响因素

黄河流域的新石器文化的发展为中华文明起源奠定了重要的基础。考古资料显示黄河流域新石器文化的发展主要经历了三个阶段：前仰韶时期(9 000~7 000 BP,BP表示距今年代,这里指距1950年)遗址数量少且分散;仰韶时期(7 000~5 000 BP)遗址数量显著增加,分布范围扩张至黄河及支流谷地;龙山时期(5 000~4 000 BP)遗址分布空间进一步扩张至丘陵地带。对比古气候和农业考古研究进展,显示黄河流域新石器时代粟黍农业的发展是推动文化扩张的主要动力,气候变 化则在此过程中起到了促进作用。     

微机监测信号设备智能诊断与管理系统

自从铁路信号系统使用微机监测以来,信号维修测试工作有了质的飞跃。但是人工检查数据不具有实时性,不能够根据微机监测实时数据变化及时发现设备隐患。文章主要介绍一种微机监测信号设备智能诊断与管理系统,该系统通过计算机技术和维修经验的结合,由计算机系统实现对设备“点对点”的智能连续跟踪,利用计算机技术的高科技性解决维修工作当中的难题,使信号维修工作产生一个质的飞跃。     

青藏高原东北部地貌演化与隆升

揭示青藏高原生长过程和重建不同时期的古高度,是备受关注的科学问题。在青藏高原东北部,广泛分布的高大山系和盆地,是高原地貌演化的结果,也成为认识高原隆升过程的重要地质记录。对西宁盆地的沉积分析表明,这里的山盆体系在距今～50 Ma就开始发育,并相对稳定地持续到了16～10 Ma,表明这段时间高原东北部已经基本形成。在16～10 Ma,盆地河湖相沉积停止,遭受侵蚀、河流开始下切,指示这时有一次重要的构造活动和地面抬升。在～2.0 Ma以来,广泛发育的河流阶地序列(高度差达400 m以上),指示了气候变化和构造活动对地貌的影响;存在的数百米的河流阶地高差、河流侵蚀速率近10倍的增加是地面构造抬升控制河流下切的证据,指示青藏高原东北部在～2.0 Ma以来的抬升。西宁盆地及其周边山系地貌发育过程,可能是高原东北部隆升对欧亚和印度板块碰撞和挤压响应的体现。