紫外钙离子复合激光

钙离子复合激光器是继锶离子复合激光之后，又一种新型脉冲放电金属蒸气激光器件，其激光介质是一份钙离子，主要发射波长373．7nm紫外激光．国外已有报道瓦级平均激光功率的输出，它可作为可调谐激光器的短波长泵浦光源，还可用于激光育种、激光医学、激光生物学等诸多方面。我们已经获得稳定持续的激光输出，激光平均功率50mW。在高气压约14．7kPa氦缓冲气体环境中，通过放电自加热，并辅以外加热，控制石英放电管内壁温度约650℃，使置放于放电管中的金属钙升华形成的5．2Pa的钙原子蒸气。钙原子的2个价电子电高电位分别是6．1eV和11．…     

金属蒸气激光器发展概况

金属蒸气激光器是一类很有前途的新型激光器。它们的不断出现，使气体激光器的工作物质大大超出了周期表上的气体元素。据1978年为止的全面统计,作为气体及蒸气激光工作介质的元素现共达52种,其中金属蒸气占有36种以上；已得到的气体及蒸气的激光谱线共为5193条,其中金属蒸气的谱线有300余条。可见目前金属蒸气激光器在气体及蒸气激光器中的重要地位。     

封离式高重复率铜蒸气激光器

在脉冲金属蒸气激光器中,铜蒸气激光器是最有希望的。它有最佳的特性。第一,它运转在光谱区的黄-绿部分,在此波段缺乏很有效的激光器;第二,它有高的峰值功率(几百千瓦)和高的平均功率(几十瓦),总体效率达到1％以上。     

100GHz光谱扫描测量碱金属蒸气激光器增益介质浓度

半导体抽运碱金属蒸气激光器(DPAL)具有量子效率高、气体介质循环流动散热、全电操作、结构紧凑等特点,是极具发展潜力的新型高能激光光源。其中,增益介质内碱金属原子浓度测量是对DPAL进行诊断测试的重要研究内容。通过利用单频分布布拉格反射(DBR)激光器波长扫描测量铷蒸气的吸收光谱,采用对激光器进行温度调节与电流扫描相结合的方法进行扫描光谱范围拼接,利用无跳模调谐范围为23GHz的激光器实现了100GHz的无跳模光谱扫描范围,在此基础上测量了充入大气压量级缓冲气体铷蒸气的完整吸收光谱。通过与理论计算结果进行参数拟合得到了铷原子浓度。该方法可应用于高功率抽运条件下流动介质DPAL中碱金属原子浓度的测量。     

磁约束铜蒸气放电中亚稳态铜原子密度的测量

利用自吸收方法测量了磁约束铜蒸气放电余辉初期的铜２Ｄ５／２亚稳态原子密度。对亚稳态原子的弛豫情况，同普通铜蒸气激光器进行了对比，分析了磁约束放电条件下亚稳态原子的弛豫机制。为建立重复频率运转的磁约束铜蒸气激光器提供了基础     

金属蒸气激光脉冲放电电路的模拟比较

通过对脉冲放电金属蒸气激光放电管等离子体电阻和闸流管的开关特性的实验测量和数学拟合,给出了两者阻抗随时间变化的指数关系式,进而模拟并测量了谐振倍压电路和Blumlein电路的放电脉冲波形以及闸流管开关时间对放电特性的影响,得到了和实测波形相一致的理论模拟结果。表明,这种模拟方法对激光器实现高效脉冲放电起到辅助设计的作用。     

自终止跃迁机制和R-M激光

众所周知,以铜蒸气激光器为代表的脉冲放电激励的金属蒸气激光器件属于通常的三能级系统,其激光上能级应是与基态有最强光学联系的共振态,而激光下能级则是与基态光学跃迁禁戒的亚稳态,在玻恩近似得以成立的条件下,同一能级的电子碰撞激发速率与自发跃迁速率正关联,因此共振态有可能优于亚稳态被布居形成粒子数反转导致激光．由于激光下能级与基态之间的光学跃迁禁戒,所以激光跃迁将造成其粒子数堆积,激光最终必将自动终止,因此习惯上称作为“自终止跃迁激光器”． 我们完成了包括铜蒸气激光器在内的脉冲放电激励的多种金属蒸气“…     

脉冲金蒸气激光器

金属蒸气激光器目前是十分活跃的领域,在从红外到紫外很宽的光谱波段内已获得数十条激光振荡谱线.我们在铜蒸气激光研究的基础上,又进行了金蒸气的激光研究,获得了工作波长为6278埃的金原子的脉冲激光作用.一、实验装置金蒸气激光器的特点是工作在高温、高重复频率脉冲的状态下,实验装置包括一个具有特殊结构的气体放电管、高重复频率脉冲激发电源、光学谐振腔和检测系统,如图1所示.特殊的气体放电管是由φ_内12×300毫米的熔石英管制成,内衬有φ_内8×260毫米的透明氧化铝陶瓷管.     

氦-镉激光器的研制

He-Cd 激光器是金属蒸气激光器中结构和工艺简单又较有实用意义的一种。它可产生波长为4416埃(深蓝)和3250埃(紫外)的连续激光输出。我们研制了一种单 Cd 源直流电泳式 Hw-Cd 激光器。激光管的材料为普通的硬质玻璃,使用纯度为99.99%的天然镉。4416埃的输出功率目前可达25毫瓦。由于 He-Cd 激光器提供了蓝色的激光输出,而感光材料和大多数探测器在蓝色区域具有较大的灵敏度,因此可将其应用于全息照相存贮、测距、癌细胞检查、喇曼分光、测污和情报传真技术等。并且,He-Cd 激光器第一次用简单的方法提供了连续的紫外激光,故在光化学、喇曼光谱学和光生物学等技术领域也都能广泛应用。     

LD横向泵浦铷蒸气激光器阈值特性理论研究

基于三能级速率方程建立了横向泵浦铷蒸气激光器阈值计算模型,首次详细研究了横向泵浦铷蒸气激光器的泵浦阈值特性。论文结合实际参数,数值模拟了单Bar条半导体激光器横向泵浦铷蒸气的非线性吸收和泵浦光在蒸气室内的传播以及阈值工作状态下小信号增益的分布,仿真分析了蒸气室长度、温度、缓冲气体气压及组份配比、聚焦透镜焦距以及谐振腔诸参数对横向泵浦铷蒸气激光器出光阈值的影响。分析结果表明:对缓冲气体组份配比进行优化可以有效的降低泵浦阈值功率;蒸气室长度与温度共同影响阈值功率;较大的窗口片透过率和不大于70%的输出耦合率可以使泵浦阈值功率保持在较低的水平。文中对铷蒸气激光器等碱金属蒸气激光器的关键部件设计和系统优化可起到借鉴参考的作用。     

Smart Metal–Organic Frameworks with Reversible Luminescence/Magnetic Switch Behavior for HCl Vapor Detection

Smart luminescent metal–organic frameworks (MOFs) demonstrate promising performance in the detection of toxic gases. The incorporation of twisted or rotary organic ligands with aggregation-induced emission (AIE) characteristics can provide further opportunities in designing such smart MOFs with new topologies and stimuli-responsive behaviors. Herein, novel AIE MOFs are reported with reversible luminescence or a magnetic switch for HCl vapor detection. The twisted conformation of tetrakis(4-carboxyphenyl)ethylene (TCPE) ligand leads to the unique [M⁺–L–M⁻–L–M]_∞ (M = metal clusters, L = ligand) configuration for ZnMOF and CoMOF. Different from conventional MOFs with [M–L]_∞ topology, ZnMOF and CoMOF exhibit a blue-to-yellow greenish fluorescence transition and a ferrimagnetic-to-antiferromagnetic switch behavior, respectively, upon recognition of HCl vapor. The adsorbed HCl molecules rather than coordinated ones are determined to be the main reason, and such luminescence and magnetic switch can be induced in a reversible manner via HCl vapor adsorption/desorption processes with high reliability. This work of AIE MOFs with twisted and rotary ligands shall pave new avenue in design of smart MOFs with new topologies and stimuli-responsive behavior for real-time sensing and detection applications.     

高功率半导体激光抽运碱金属蒸汽激光器

随着半导体抽运固体激光器向更高的输出功率发展，固体激光工作物质的热效应问题成了该类器件发展的瓶颈，人们开始尝试用高功率半导体激光抽运气体工作物质来代替固体工作物质以实现良好的热管理。半导体抽运碱金属蒸汽激光器（DPAL）结合半导体激光高功率、高效率抽运和气体激光介质良好的热管理和光学特性，以及碱金属原子D线激光跃迁的高量子效率（99%）等优越性，有可能实现好的光束质量（近衍射极限）、高效率（斜率效率大于80%）、高平均功率的近红外激光，在定向能量传输、国防军事、激光钻油气井和激光工业加工等领域具有极好的应用前景。综述了DPAL激光器的工作原理、关键技术、最新研究进展和它的应用前景。     

金属蒸气激光器冷凝区结构的优化

用蒙特卡罗方法模拟了镉原子在He-Cd激光器冷凝区内的凝结,得到了不同结构下镉原子沉积量的分布。比较这些沉积量的分布,结果表明,合理地选择冷凝区的结构,可以提高冷凝区的效率,有效地防止镉原子对He-Cd激光器窗口的污染,克服光路堵塞。     

MOCVD外延生长GaN材料的技术进展

第三代半导体材料GaN由于具有优良性质使其在微电子和光电子领域有广阔的应用前景,目前制备GaN的方法主要有分子束(MBE)、氯化物气相外延(HVPE)、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)。其中HVPE技术制备GaN的速度最快,适合制备衬底材料;MBE技术制备GaN的速度最慢;而MOCVD制备速度适中。因而MOCVD在外延生长GaN材料方面得到广泛应用。介绍了MOCVD法外延生长GaN材料的基本理论、发展概况、利用MOCVD法外延生长GaN材料的技术进展。认为应结合相关技术发展大面积、高质量GaN衬底的制备技术,不断完善缓冲层技术,改进和发展横向外延技术,加快我国具有国际先进水平的MOCVD设备的研发速度,逐步打破进口设备的垄断。     

Liquid Metal/Metal Oxide Frameworks

A new platform described as the liquid metal/metal oxide (LM/MO) framework is introduced. The constituent spherical structures of these frameworks are made of micro‐ to nanosized liquid metal spheres and nanosized metal oxides, combining the advantages of both materials. It is shown that the diameters of the spheres and the stoichiometry of the structures can be actively controlled. Additionally, the liquid suspension of these spheres demonstrates tuneable plasmon resonances. These spherical structures are assembled to form LM/MO frameworks which are capable of demonstrating high sensitivity towards low concentrations of heavy metal ions, and enhanced solar light driven photocalalytic activities. These demonstrations imply that the LM/MO frameworks are a suitable candidate for the development of future high performance electronic and optical devices.     

金属纳米晶存储器件数据保持能力建模与验证

金属纳米晶存储器件具有低功耗、高速读写特性及较高的可靠性,因此近年来在非易失存储器研究领域备受关注.对比分析讨论了量子限制效应与库仑阻塞效应对金属纳米晶费密能级的影响后,发现库仑阻塞效应会严重削弱器件数据保持能力.在综合考虑金属纳米晶量子限制效应和库仑阻塞效应的基础上,提出了金属纳米晶存储器件数据保持能力分析模型,并通过与相关研究文献的实验数据对比分析,证实了本模型的合理性.     

Influence of the Silicon Substrate on Defect Formation in MCT Grown on II-VI Buffered Si Using a Combined Molecular Beam Epitaxy/Metal Organic Vapor Phase Epitaxy Technique

II-VI buffer layers grown by molecular beam epitaxy (MBE) onto silicon exhibit a uniform, slightly faceted surface morphology. However, a number of surface defects are apparent and these are amplified by the subsequent growth of mercury cadmium telluride (MCT) by metal organic vapor phase epitaxy. Some of these defects have been traced to polishing damage present within the silicon substrate. A range of analytical techniques, including x-ray topography, have been used to track the defects from the substrate through to the buffer layer and into the MCT. Defects of this type will cause dead elements in the infrared focal plane arrays and will be a major cause of low operabilities.     

Strong Tough Polyampholyte Hydrogels via the Synergistic Effect of Ionic and Metal–Ligand Bonds

Despite existing in biological systems, developing synthetic polyampholyte (PA) hydrogels constructed by both ionic and metal–ligand bonds remains challenging. Herein, a simple secondary equilibrium approach is proposed to fabricate strong and tough PA hydrogels via the synergy of ionic and metal–ligand bonds. The original PA gels (constructed by ionic bonds) are first dialyzed in multivalent metal-ion solutions to reach a swelling equilibrium and then moved to deionized water to dialyze excess free ions to achieve a new equilibrium. Through this approach, the original PA gel network can be optimized and eventually constructed by ionic and metal–ligand bonds, enabling a synergistic reinforcement. By selecting different original PA gel systems and diverse multivalent metal-ions, the proposed approach is proved to be generalizable to fabricate strong and tough PA gels. Additionally, the hydrogels have stable ion-conductivity even at the water-equilibrium state, making them promising as strain sensors. The viscoelastic and elastic contributions to the mechanical properties of the hydrogels by a viscoelastic model are also discussed to further understand the strengthening and toughening mechanisms. The proposed strategy is simple but effective for achieving strong and tough PA-based hydrogels. This study also provides new insights for PA hydrogels in electrolyte environments.     

基于RWG-MoM金属球表面天线的全波分析

提出了一种新的激励源模型,该模型成功克服了传统RWG函数不能在天线与球体连接处添加馈源的问题,同时,对格林函数进行加减自由空间格林函数的处理,解决当源点和场点接近于或位于球面时收敛慢的问题。通过计算位于球表面的单极子天线输入特性,并与相关文献结果进行了对比,结果表明分析方法的正确性和有效性。最后,分析了位于球表面的探针馈电贴片天线的特性,其分析结果与FEKO仿真结果一致性较好。