纳秒级窄线宽脉冲钛宝石激光注入BBO晶体光参量放大器

实验上采用纳秒级窄线宽脉冲钛宝石激光注入BBO光参量放大器 (BBO OPA) ,实现了一台纳秒级Nd∶YAG激光器作钛宝石激光器和BBO光参量激光器抽运源的高效率系统。获得了钛宝石激光作为信号光注入BBO OPA时其输出能量为无信号光注入时的 6倍 ,并实现了 5 70～ 6 70nm的连续可调谐窄线宽 (<0 1nm)参量激光输出     

YAG晶体功能薄膜制备

采用电子束蒸发方法制备Nd:YAG晶体板条功能薄膜,理论设计并镀制具有倏逝膜功能的宽带泵浦光减反膜(808 nm HT)和具有谐波功能的双色膜(808 nm HR,1 064 nm HT)。实验表明:大角度使用条件下的双色膜通带波纹加剧是导致其光谱性能下降的主要原因,同时比较了不同工艺下膜层应力对薄膜开裂的影响,使用应力缓冲层技术抑制了薄膜老化过程中裂纹的形成和扩展。激光损伤测试结果表明双色膜的单脉冲损伤阈值大于5.6 J/cm2(1 064 nm,5 ns,1-on-1),连续激光损伤阈值大于500 kW/cm2(1 064 nm),原子力显微镜分析证实初始损伤源主要来自膜层及其界面的点状吸收缺陷。     

蓝绿光咽后壁组织的光学和荧光特性

对488nm和514．5nm鼻咽癌荧光成像定位系统的灵敏度和成像的对比度进行了实验比较,得到猪离体咽后壁组织光学穿透深度为0．65nm、488nm和0．85mm、514．5nm,二者均大于鼻咽组织黏膜的厚度;当激发光功率为17．0mW／cm^2、光敏剂血卟啉单甲醚(HMME)在生理盐水溶液浓度为5μg／mL时,488nm的荧光产额约为514．5nm的1．3倍;ITT9800C第3代像增强器光阴极面上488nm辐射背景光比514．5nm的响应度低。液体光学模型的系统实验结果表明：当HMME浓度为3μg／mL、光功率密度为22．7mW／cm^2时,488nm激发光源产生的癌模型图像清晰,而514．5nm辐射产生的荧光像可分辨,所以488nm激光更适合做系统的激发光源。     

高功率中红外宽调谐全固态周期性极化铌酸锂光参量振荡器

中红外宽调谐激光器在激光光谱、拉曼光谱和大气污染探测、环保检测等领域有很多应用。目前主要采用光参量振荡 (OPO)输出中红外激光。本实验采用主动调Q的全固态Nd∶YVO4 激光器 ,输出波长为 1 0 6 4nm的准连续激光抽运周期性极化铌酸锂 (PPLN)晶体 ,实现OPO中红外激光输出。激光波长调谐范围为 2 90～ 4 0 5 μm ,最高输出功率为 2 76mW ,实验中同时输出波长范围为 1 4 4～1 6 6 μm的近红外激光。实验装置采用外腔OPO(见图 1 ) ,其抽运光源为LD抽运的Nd∶YVO4 激光器 ,输出重复频率为1 6 2kHz ,脉宽为 2 0 5ns ,平均功…     

2DPIV技术在激光辐照液体贮箱中的应用

实验研究激光对液体贮箱的辐照效应时,需测量贮箱内液体的流动状态.当壳体温度不超过液体的饱和温度时,贮箱内液体为自然对流形态.利用粒子图像测速(PIV)技术,搭建了二维数字PIV系统,实现了液体平面内的速度场测量.采用粒径1～5 μm、密度1.05 g/cm3的空心玻璃微珠微粒做为示踪粒子;利用532 nm连续波激光器和三个平凸柱透镜构建了片光系统;采用装有微透镜阵列的CCD相机记录粒子图像;利用互相关算法处理粒子图像计算速度场.将此技术应用于激光辐照液体贮箱实验之中,实验结果与数值计算结果相符较好.     

纳米Mo膜的光学特性及最小连续膜厚研究

利用Lambda-900分光光度计，在波长为310～1250nm范围内测量了离子束溅射沉积不同厚度纳米Mo膜的反射率和透射率。选定波长为310nm，350nm，400nm，500nm，550nm，632nm，800nm，1200nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随膜厚变化的关系进行了讨论。实验结果显示，纳米Mo膜的光学特性有明显的尺寸效应。提出将薄膜对光波长为550nm时的反射率和透射率随Mo膜厚度变化关系的交点对应的厚度作为特征厚度，该厚度可认为是纳米Mo膜生长从不连续膜进入连续膜的最小连续膜厚。利用原子力显微镜(AFM)观测膜厚在15．76nm时的表面形貌，此时表面形貌已呈现连续膜的特征。     

基于激光偏振技术的海洋牧场水下成像技术研究

良好的水下视觉环境是推动海洋经济发展的前提,海洋牧场的建设对水下成像技术提 出 新的要求,但是受水体环境吸收及散射影响,光信息丢失严重,用常规光学成像方式进行水 下 图像获取会有可视距离短,图像模糊不清,对比度低等缺点。为解决海洋牧场水下成像清晰 度 低的问题,提出一种通过532 nm激光光源与偏振技术相结合的方法并 集成了一款水下相机。 532 nm波段的绿色激光光源在水体环境中受到水体影响较小,传播效 果更佳,偏振成像技术在去 背景光散射中应用广泛,采用532 nm激光光源与偏振成像技术相结合 的方法进行水下图像的获 取,并在模拟海水环境的水池中进行了海参图像获取的实验,实验结果证明在某一偏振角度 下, 532 nm激光光源与偏振成像技术相结合的方式获取的海参图像相比于 自然光下获取的原图像对比 度、清晰度更高,含有的图像信息更加丰富,验证了此方法在水下成像的可行性。     

LD抽运实现Er,Yb共掺磷酸盐玻璃微片连续激光输出

掺铒激光玻璃能实现 1 .5 4μm波长的激光 ,对人眼安全 ,又处于通信窗口 ,可以应用于通信和测距仪等方面。我们利用自己制备的 Er,Yb共掺磷酸盐玻璃 (铒离子荧光寿命τ =7.5 ms,峰值发射截面σem =0 .8× 1 0 - 2 0 cm2 ,Yb2 O3浓度 :1 5 .6 wt- % ,Er2 O2 浓度 :0 .5 wt- % ) ,用中国科学院北京半导体研究所的 974nm( 2 W)半导体激光器作为抽运源 ,利用两个透镜对 LD抽运光进行整形 ,入射到铒玻璃上抽运光的光斑大小约为 5 0～ 80 μm,形状为椭圆形。铒玻璃的厚度为 2mm,一面镀 974nm增透膜 ( T =92 % ) ,1 5 40 nm全反膜 ,另一面镀 1 …     

新型非线性晶体--CsLiB6O10(CLBO)

CL BO是一种新型的非线性晶体。它的透明光谱范围宽 ( 1 75～ 2 80 0 nm) ,非线性系数高 ,是 KDP的 2 .2倍 ,离散角小。激光破坏阈值高 ,达 2 6 GW/cm2 ,倍频转换效率达 6 0 % ( SHG)。可以在室温工作 ,很适合 Nd:YAG激光器产生 4ω ( 2 6 6 nm)和 5ω ( 2 1 3nm)倍频光输出。最近我们生长出 70 mm× 2 5 mm CL BO单晶 ( 80 mm) ,光学质量已接近玻璃的水平 ,ΔN～ 1 .2× 1 0 - 5。我们用 CL BO单晶在调 Q的 Nd:YAG激光器上已成功地获得 2ω,3ω,4ω和5ω倍频激光输出。在锁模 Nd:YAG上 ,用 CLBO获得 SHG高达 6 0 %以…     

基于周期极化铌酸锂晶体的高功率可调谐光参量振荡器

研究了镁掺杂周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡(PPMgLN-OPO)产生高功率、高重复频率中红外激光的特性.采用半导体激光器(LD)抽运的声光调Q Nd:YAG激光器,1064 nm准连续激光功率最大输出为7.8 W,重复频率5～50 kHz.产生1064 nm调Q光,抽运周期为30.7 μm的掺氧化镁(摩尔分数为5%)周期性极化铌酸锂晶体,温度变化范围为40～200℃,实现了短腔双谐振红外高功率激光输出.实验中近红外激光波长调谐范围为1570～1676 nm,最高输出功率613 mW;中红外输出波长范围为2942～3300 nm,中红外光平均功率也达到了百毫瓦级,信号光单脉冲能量达40 μJ;光-光(LD-信号光)转换效率为3.4%.     

三甲川菁染料绿光高密度光存储研究

利用旋涂法制备了三甲川菁染料掺杂高分子薄膜,室温下采用波长为532nm、数值孔径为0.65聚焦物镜的绿光存储装置研究了该染料薄膜的光存储特性。结果表明,三甲川菁染料薄膜在420nm～590nm区域内有两个吸收峰,可作为与532nm绿光半导体激光器相匹配的光存储材料。在激光功率为15mW、刻录速度1m/s的条件下,得到了记录线宽约600nm、反射率对比度为21%的结果。     

基于荧光机制的光纤式农药残留测量系统

根据有机物农药的荧光发光机制,利用光纤传感技术、光栅分光技术和多通道图像传感器技术研制了一种农药残留荧光光谱测量系统。系统以脉冲氙灯为光源,以Y型球面光纤探头传输和探测荧光,以小型平场光谱仪实现荧光分光,以高速数据采集模块实现荧光信号的采集转换。该系统一次曝光即可获得农药的荧光光谱。利用该系统实现了对西维因等农药的荧光光谱特性的实验,结果表明:以319 nm紫外光激发农药溶液时,荧光光谱位于可见光340~750 nm之间,系统的最小检测质量浓度可达0.003 mg/L,当农药质量浓度在0~0.1 mg/L范围之间时系统具有较好的线性关系。利用该仪器对白菜中痕量农药浓度进行了测试,其回收率接近100%。     

Tricolor microcavity OLEDs based on P-nc-Si:H films as the complex anodes

A P+-nc-Si:H film (boron-doped nc-Si:H thin film) was used as a complex anode of an OLED. As an ideal candidate for the composite anode, the P+-nc-Si:H thin film has a good conductivity with a high work function (～5.7 eV) and outstanding optical properties of high reflectivity, transmission, and a very low absorption. As a result, the combination of the relatively high reflectivity of a P+-nc-Si:H film/ITO complex anode with the very high reflectivity of an Al cathode could form a micro-cavity structure with a certain Q to improve the efficiency of the OLED fabricated on it. An RGB pixel generated by microcavity OLEDs is beneficial for both the reduction of the light loss and the improvement of the color purity and the efficiency. The small molecule Alq would be useful for the emitting light layer (EML) of the MOLED, and the P+-nc-Si film would be used as a complex anode of the MOLED, whose configuration can be constructed as Glass/LTO/P+-nc-Si:H/ITO/MoO3/NPB/Alq/LiF/Al. By adjusting the thickness of the organic layer NPB/Alq, the optical length of the microcavity and the REB colors of the device can be obtained. The peak wavelengths of an OLED are located at 486, 550, and 608 nm, respectively.The CIE coordinates are (0.21,0.45), (0.33,0.63), and (0.54,0.54), and the full widths at half maximum (FWHM)are 35, 32, and 39 nm for red, green, and blue, respectively.     

金刚石膜MSM紫外探测器光谱响应拟合分析

应用 MSM结构光电探测器相对光谱响应的理论公式 ,得到金刚石膜 MSM紫外光电探测器相对光谱响应理论曲线 ,与实验曲线进行比较 ,发现两者吻合得很好。探测器光谱响应的截止波长都在 2 2 0～ 2 3 0 nm范围 ,紫外光与可见光的相对响应度相差一个数量级。根据 MSM结构光电探测器光谱响应曲线拟合出金刚石薄膜厚度、少子扩散长度等表征参数 ,探讨金刚石膜吸收层反射率、吸收系数、金刚石的晶粒大小及金属电极叉指指宽、指距等参数对金刚石膜 MSM光电探测器光谱响应和量子效率的影响。     

基于细菌视紫红质膜的用于滤除亮背景光学滤波器的特性分析

利用细菌视紫红质膜的互补抑制调制透射特性建立了新型光学滤波器,可用于光学图像非相干亮背景的处理．我们演示了这种新型滤波器并对它的特性进行了理论分析．计算结果表明,处理后的图像质量(对比度,透射光强及其空间分布)受膜参数(浓度,M态寿命)和偏置光强的影响．透射光强及其空间分布的弯曲度随膜浓度的变大而变小,对比度先升高至最大值后降低至0．M态寿命变大时,透射光强及其空间分布的弯曲度都变大,对比度增大至一稳定值．透射光强随偏置光强的增大而减小,但其空间分布的弯曲度保持不变,对比度可以增大至1．当膜浓度,M态寿命和偏置光强过大时,处理后的图像将发生畸变．     

聚合物复合薄膜DR13/PMMA的制备及其光学特性

薄膜的厚度、折射率和传输损耗等参数在电光系数的确定和光波导器件的设计和制作过程中都是重要的参考数据。采用旋涂法制备了三种不同质量比的偶氮化合物染料分散红13(DR13)与聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合薄膜;利用分光光度计测量样品的吸收光谱;利用棱镜耦合仪测量了薄膜的厚度和折射率,并对不同波长下的折射率进行拟合得到折射率色散曲线;采用视频摄像技术研究样品的光传输特性,利用自己编写的计算机程序来处理其实验结果。DR13/PMMA复合薄膜在300nm和500nm处有两个大的吸收峰,而在其他波段,尤其是在通信波段没有明显吸收。薄膜的膜厚大约为1~2μm,其折射率随着质量比的增加而增大,随着激光波长的增大而降低,膜厚和折射率的误差分别为3.2×10-1μm和1.5×10-3。三种质量比(10%,15%和20%)的薄膜传输损耗分别为1.5269dB/cm,2.7601dB/cm和3.6291dB/cm,可以看出随着DR13质量比的增大,光传输损耗也逐渐增大,即DR13的含量对于传输损耗的影响较大。     

基于区域灰度极小值的网孔织物图像分割算法

针对网孔织物图像的对比度低和噪声点多而导致分割结果中存在网孔连在一起和残缺等问题,提出一种基于区域灰度极小值的分割算法以期提高网孔的分割精度。首先利用高斯金字塔缩放和直方图均衡化算法处理图像以增强图像的纹理轮廓和明暗对比度。然后采用一种基于区域灰度极小值的分割算法以解决仅仅依靠灰度值大小而无法正确分割网孔的问题。最后采用一种多图像融合算法以解决基于局部灰度极小值的分割算法中阈值选择困难的问题。选择多种不同光照程度的网孔织物图像进行实验,实验结果表明所提算法的分割效果良好,能够有效地解决分割结果中网孔连在一起和残缺等问题,且网孔织物的分割错误率为0.24%。     

基于小波变换与像元对目标的短波红外图像增强算法

弱光夜视是短波红外成像的重要应用领域之一。针对短波红外弱光图像对比度低,增强后噪声也被放大的特点,提出了一种基于小波变换与像元对目标的短波红外图像增强算法。首先通过小波变换获得不同频率成分的子带图像;然后对低频子带图像进行基于像元对目标的灰度变换处理,对高频子带图像进行可变阈值降噪处理;最后通过小波反变换将处理后的子带重构得到增强结果。将该算法与基于直方图的增强算法,全局优化线性窗口色调映射算法和自然保持增强算法进行比较,采用图像的信息熵和基于Michelson法则的对比度增强度量作为客观评价指标,结果表明本文算法更为有效地提高了短波红外弱光图像的对比度,抑制了噪声的增强,提升了图像的视觉效果。     

Facile fabrication of heterostructure with p-BiOCl nanoflakes and n-ZnO thin film for UV photodetectors

Herein,high-quality n-ZnO film layer on c-sapphire and well-crystallized tetragonal p-BiOCl nanoflakes on Cu foil are prepared,respectively.According to the absorption spectra,the bandgaps of n-ZnO and p-BiOCI are confirmed as ～3.3 and ～3.5 eV,respectively.Subsequently,a p-BiOCl/n-ZnO heterostructural photodetector is constructed after a facile mechanical bonding and post annealing process.At-5 V bias,the photocurrent of the device under 350 nm irradiation is ～800 times higher than that in dark,which indicates its strong UV light response characteristic.However,the on/off ratio of In-ZnO-In photodetector is ～20 and the Cu-BiOCl-Cu photodetector depicts very weak UV light response.The heterostructure device also shows a short decay time of 0.95 s,which is much shorter than those of the devices fabricated from pure ZnO thin film and BiOCl nanoflakes.The p-BiOCl/n-ZnO heterojunction photodetector provides a promising pathway to multifunctional UV photodetectors with fast response,high signal-to-noise ratio,and high selectivity.