纳米晶体PbSe的吸收光谱特性及光纤掺杂工艺

测量了直径为5.5nm的人工纳米晶体(量子点)PbSe的近红外吸收光谱.根据量子点浓度、量子点粒度以及Beer-Lambert定律,确定了其吸收截面的峰值.研究了实验室量子点光纤样品制备的掺杂工艺,初步探索出抽真空法、注射法、毛细渗透法几种较为可行的掺杂方案.研究了适合于用作量子点光纤纤芯的材料,得到了一种与普通石英光纤折射率非常接近的硅酸溶胶.     

CdSe/ZnS和PbSe量子点光纤及光纤放大器研究进展

近年来,纳米晶体(量子点)以及量子点光纤、量子点光纤放大器成为一个研究热点。介绍了CdSe/ZnS和PbSe量子点的光谱特性以及量子点的吸收-辐射截面,表明量子点具有强的吸收和发射。总结了低浓度和较高浓度CdSe/ZnS量子点掺杂光纤、熔融法及溶胶凝胶法制备PbSe量子点光纤材料的最新研究进展,分析了两种方法制备量子点光纤材料的优缺点,概述了PbSe量子点光纤放大器的研究近况,展望了量子点光纤的应用前景。     

PbSe量子点光纤激光器的数值模拟

提出了一种新型的光纤激光器--掺量子点的光纤激光器(QDFL).在QDFL中,利用PbSe量子点具有大发射截面的特点,将PbSe量子点作为激光器的激活介质,对QDFL进行了计算机数值模拟.数值计算了掺PbSe量子点光纤激光器的激光功率及饱和长度,并给出了不同输出镜反射率对激光功率的影响.结果表明:与传统的掺镱离子的光纤激光器相比,QDFL的输出激光功率更高,增益系数更大,光纤的饱和长度较短.QDFL的激光功率与光纤长度密切相关,饱和功率与掺杂浓度无关.改变谐振腔出射镜的反射率,可以改变激光功率.这些结果有待于实验的证实和检验.     

中红外宽带荧光PbSe量子点掺杂玻璃光纤研究

宽带可调谐中红外光源在光谱传感器以及医疗、环境监测等实际应用方面备受关注。目前,发光玻璃主要通过稀土离子掺杂来实现中红外波段发光,但其可调范围较小。PbSe量子点具有较窄的带隙、较大的玻尔半径,因而易实现量子限域效应。在低声子能量的锗酸盐玻璃中原位析出PbSe量子点,有望产生近中红外宽带可调谐荧光发射。本课题组利用管内熔融法成功制备了全固态PbSe量子点掺杂玻璃光纤,获得了覆盖1.8～2.8μm的宽带可调谐发射,有望用于宽带可调谐中红外光源。     

PbSe量子点掺杂玻璃的制备及表征

采用高温熔融法,经过两步热处理,成功制备了PbSe量子点(QD)掺杂的硅酸盐玻璃.当热处理温度为550℃、热处理时间为1～10 h时,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测量表明,玻璃中,生成的PbSe QD平均尺寸为5～6 nm.随着热处理时间的延长(3～8 h),玻璃中生成的PbSe QD尺寸增大.近红外荧光(...     

CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器增益特性分析

提出了一种半导体量子点CdSe/ZnS掺杂聚合物光纤放大器。测量了CdSe/ZnS量子点吸收和发射光谱,采用二能级结构和速率方程的方法,全面描述了CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器的增益性能。计算了放大器增益随量子点掺杂光纤长度、量子点掺杂浓度和信号光强度的变化,给出了不同泵浦光强条件下的增益谱线及半高全宽。结果表明,在mW量级的泵浦条件下,CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器可获得35dB以上的增益,获得相同增益所需泵浦光强度只有同类型染料掺杂聚合物光纤放大器的万分之一。泵浦光强与量子点掺杂浓度之间存在最佳对应关系,单位泵浦功率激发的最佳量子点数为6.33×107/mW。在室温下,CdSe/ZnS量子点掺杂聚合物光纤放大器具有550nm～610nm的带宽,含盖了聚合物光纤的低损窗口。     

掺杂纳米晶体荧光粉

近几年来发现的掺杂的纳米晶体（ＤＮＣ）荧光粉，具有很高的发光效率和超快的衰减时间，很有可能在短时间内就会在各种发光型显示器中得到应用。本文就这些荧光粉经过改进的制备方法、光学和微观特性，作了简短的介绍。     

全正常色散锁模PbSe量子点光纤激光器的数值研究

为突破传统光纤激光器因增益介质为稀土掺杂光纤,辐射波长相对固定的困境,由于量子点尺寸依赖的辐射波长,本文提出全正常色散锁模PbSe量子点光纤激光器,通过数值计算得到了1.7μm稳定的耗散孤子锁模,并系统地数值研究了使用该激光器输出耗散孤子的启动动力学、谐振腔内激光的演化和激光器的稳态输出特性,探索了增益光纤的长度和浓度、谐振腔的长度对输出特性的影响。当泵浦功率为0.1 W时,最佳的增益光纤长度为0.3 m,掺杂浓度为12×10²¹ m^-3,此时的脉冲宽度为7.59 ps,光谱的宽度为13.77 nm,耗散孤子在单模光纤长度为2～7 m范围内保持稳定。当被动光纤长度为0.1 m时,激光器输出了22个峰、包络宽度为22.33 nm的多波长激光,光谱覆盖了1678～1724 nm,此时时域中观察到一对间隔为4 ps、单脉冲宽度为0.92 ps的孤子对。该研究结果对超快量子点光纤激光器的建立和优化提供了理论指导,为特殊波长超快光纤激光提供了新的选择。     

光子晶体光纤的色散特性分析

采用有效折射率模型分析了光子晶体光纤的色散特性，并给出了无限大空气玻璃微结构中基模的本征方程。分析结果表明光子晶体光纤具有奇异的色散特性，能在极大的波长范围内支持单模传输，在单模工作时可以具有反常波导色散。同时通过调整光子晶体光纤的结构参数(包括空气孔径和孔间距)可以移动零色散点的位置。最后讨论了大空气孔光子晶体光纤的特性及其在色散补偿中的应用。     

ZnSe纳米晶材料的超快吸收谱

通过改进的溶剂热方法,以KBH4作为还原剂,在三乙胺溶液介质中制备了ZnSe纳米晶材料.与ZnSe体材料相比,其纳米材料的稳态吸收边发生了蓝移,而且纳米颗粒的尺寸越小,蓝移量越大,这是由于随着尺度减少而引起的量子限制效应增强造成的.对在溶液中的ZnSe纳米颗粒的超快吸收谱的研究表明,当纳米颗粒的平均尺寸为75nm时,电子-声子散射时间为8.74ps;当平均尺寸为45nm时,散射时间为2.77ps.随着纳米颗粒尺寸的减小,载流子与颗粒表面的非弹性碰撞几率增加,从而使载流子-声子耦合的强度增强,导致载流子-声子散射时间缩短.     

ZnSe纳米晶材料的超快吸收谱

通过改进的溶剂热方法,以KBH4作为还原剂,在三乙胺溶液介质中制备了ZnSe纳米晶材料.与ZnSe体材料相比,其纳米材料的稳态吸收边发生了蓝移,而且纳米颗粒的尺寸越小,蓝移量越大,这是由于随着尺度减少而引起的量子限制效应增强造成的.对在溶液中的ZnSe纳米颗粒的超快吸收谱的研究表明,当纳米颗粒的平均尺寸为75nm时,电子-声子散射时间为8.74ps;当平均尺寸为45nm时,散射时间为2.77ps.随着纳米颗粒尺寸的减小,载流子与颗粒表面的非弹性碰撞几率增加,从而使载流子-声子耦合的强度增强,导致载流子-声子散射时间缩短.     

掺杂硅酸铋晶体的生长及吸收光谱的研究

用提拉法生长了质量较高的Ａｌ∶Ｂｉ１２ＳｉＯ２０和Ｃｒ∶Ｂｉ１２ＳｉＯ２０（简称Ａｌ∶ＢＳＯ和Ｃｒ∶ＢＳＯ）晶体，测定了掺杂ＢＳＯ晶体的吸收光谱。首次发现：Ａｌ∶ＢＳＯ（摩尔比）为０．１％的晶体的透过率（８０％）远高于纯ＢＳＯ晶体的透过率（７０％）；Ｃｒ∶ＢＳＯ晶体中除Ｃｒ３＋外，还存在少量Ｃｒ４＋     

Organic and Inorganic Blocking Layers for Solution‐Processed Colloidal PbSe Nanocrystal Infrared Photodetectors

A PbSe solution‐processed nanocrystal‐based infrared photodetector incorporating carrier blocking layers is demonstrated, and significant reduction of dark current is achieved. Detectivity values close to 10¹² Jones are achieved by using poly[(9,9′‐dioctylfluorenyl‐2,7‐diyl)‐co‐(4,4′‐(N‐(4‐sec‐butyl))diphenylamine)] (TFB) and ZnO nanocrystals (NC) as the electron blocker and hole blocker, respectively. An improvement in lifetime is also observed in the devices with the ZnO NCs hole blocking layer.     

掺稀土光纤的光子暗化研究进展

掺稀土光纤是光纤激光器的基础,而掺杂光纤的光子暗化是影响激光输出功率稳定性的重要因素。综述了光子暗化的产生机理、光子暗化对光纤激光器的影响及其抑制方法,旨在为相关研究提供参考。     

GaAs/GaAlAs多量子阱激子吸收谱

在10K至292K温度范围内测量了GaAs/GaAlAs多量子阱结构的激子吸收谱.观察到轻、重空穴对应的激子吸收峰(LH和HH)及台阶状态密度.研究了轻、重空穴激子吸收峰的能量间隔及激子吸收峰的温度特性.发现多量子阱样品的LO声子展宽系数为6.1meV,比体GaAs的展宽系数略小.样品用国产MBE设备生长,采用化学选择腐蚀技术除去GaAs衬底.     

GaAs/AlGaAs多量子阱结构的光吸收谱和横向光电流谱

研究了MBE GaAs/AlGaAs多量子阱结构的横向光电流谱和光吸收谱。在光电流谱中观测到多种允许和禁戒的激子吸收峰以及一个阱中受主态至n=1电子态的非本征吸收峰。确定出5个空穴子带至2个电子子带的跃迁以及这些子带的间距。采用简单带方势阱模型并取参数Q_c=0.6,m_c=0.0665,m_h=0.45和m_l=0.12的计算结果与实验数据符合得相当好。将光吸收谱与光荧光谱进行了比较。     

掺铒光纤吸收截面和发射截面温度特性研究

为了获得不同温度下掺铒光纤的吸收截面谱和发射截面谱,理论分析了掺铒光纤损耗系数、吸收截面和发射截面与温度的关系。实验研究了损耗谱,吸收截面和发射截面谱随温度的变化。利用截断法测量掺铒光纤的损耗谱,通过损耗谱得到吸收截面谱,然后利用McCumber关系算出发射截面谱,研究表明波长小于1536 nm时,损耗系数随着温度降低而增大,波长大于1536 nm时损耗系数随着温度的升高而增大。     

L-波段掺铒光纤放大器增益谱特性研究

对掺铒光纤放大器 (EDFA)在L 波段 (L Band ,15 70～ 16 10nm)的增益谱特性进行了理论和实验研究。理论和实验研究得出在最佳反转粒子数密度 (N=0 39) 条件下 ,掺铒光纤L Band的平坦增益谱宽为 2 2nm(± 0 5dB) ,抽运功率与输入信号功率呈线性关系。实验测得L BandEDFA单信道小信号增益为 33dB。