Y向切割掺杂铌酸锂晶体中的光耦合

实验研究了y向切割掺杂铌酸锂晶体中入射光和反射光之间的光耦合.当异常光分别沿+y和-y轴方向入射时，二者的透射率和反射率的时间行为基本一致.而寻常光分别沿+y和-y轴方向入射时，二者的透射率和反射率的时间行为明显不同.初步探讨了该现象的物理机理. 关键词： 反射光栅 光耦合 光生伏打效应 扩散机理     

LiNbO3:Fe晶体二波耦合弱光放大的物理机理

对LiNbO₃: Fe晶体中二波耦合过程进行了动态观测.进一步探讨了LiNbO ₃:Fe晶 体中弱光放大的物理机理.发现LiNbO₃ : Fe晶体中二波耦合过程的弱光放大 对c轴指 向有明显的依赖关系，虽然光生伏打效应对光生载流子的迁移有主要贡献，但扩散机理的贡 献仍不可忽略.弱光最终得到放大是瞬态能量转移与扩散机理引起的能量转移的共同贡献.弱 光放大达到准稳态之后的下降过程为瞬态能量转移的时间指数衰减过程与光散射引起的能量 耗散的共同贡献. 关键词： 光折变效应 光放大 掺杂铌酸锂     

铁电体中的反常光生伏打效应——固体中一种新的电荷输运机构

一、反常光生伏打效应 自七十年代开始,人们发现,均匀铁电晶体在均匀光照下出现稳态短路光生电流和开路光生电压的现象,这种现象称为反常光生伏打效应(APVE)或反常光生伽伐尼效应,也称为体光生伏打效应1). 半导体中的光生伏打效应一般包括丹倍效应和势垒型光伏效应.当波长合适的光照射到半导体样品上并被样品一定厚度的表面层吸收时,光生电子和空穴将向体内扩散.由于电子和空穴的扩散系数有差异,两种载流子向内部扩散的速率不同.在光持续照射的条件下,入射表面和与它相对的表面之间将形成一定的电动势,这就是丹倍效应.如果在半导体样品内…     

α-LiIO3单晶中离子输运引起的高强度准弹性光散射

激光束通过加c向直流电压的α-LiIO₃单晶时,发生三种准弹性散射:散射光电位移矢量有特定取向且与入射光电位移矢量方向不一致者,散射光电位移矢量与入射光电位移矢量方向相同而散射带垂直c轴者以及散射光电位移矢量与入射光电位移矢量方向相同而散射带对c轴倾斜者,本文详细研究了这三种散射的空间频谱、精细结构、结构敏感性、弛豫规律以及光散射和晶体内电流密度与局部电场的关系,发现光散射发生于晶体内电流密度较大的区域,本文对三种散射的起因给予了说明:离子导体在直流电压作用下空间电荷的分布和运动引起 关键词：     

Ce：KNSBN晶体中光扇效应的响应时间特性研究

以单柬光入射Ce：KNSBN晶体，系统研究了不同入射光波长下，Ce：KNSBN晶体中光扇效应的响应时间随入射光强度及光入射角的变化情况．结果显示，相同的入射光强度及光入射角下，入射光波长较短时，光扇效应到达稳态的时间较短．相同的入射光强度下，随光入射角的增大，响应时间先减小后增大，但不同波长入射光下，最小值对应的光入射角不同，入射光波长为532nm时，响应时间最小值对应的θ为15°；入射光波长为632．8nm时，对应的臼为15．5°．同时研究发现，入射光强度逐渐增大的过程中，响应时间在逐渐减小．     

双轴晶体锥光效应光盘径向寻迹研究

根据晶体锥光效应提出一种光控制方法.在双轴晶体中光波沿光轴方向入射时,其传播方向随光偏振方向的不同而改变,通过控制磁光偏振调制器上磁场强度改变光的偏振方向,从而实现对激光束方向的控制.据此分析了双轴晶体锥光效应光盘寻迹的基本原理并设计出总体方案,数值模拟计算得到晶体入射光偏振角度与寻迹位移的关系,初步验证了此方案的合理性,该方案与传统机电跟踪寻迹方式相比具有结构轻巧,动态响应快等优点.同时,也为光开关、扫描等技术提供了一种新的思想和方法.     

双轴晶体锥光效应光盘径向寻迹研究

根据晶体锥光效应提出一种光控制方法.在双轴晶体中光波沿光轴方向入射时,其传播方向随光偏振方向的不同而改变,通过控制磁光偏振调制器上磁场强度改变光的偏振方向,从而实现对激光束方向的控制.据此分析了双轴晶体锥光效应光盘寻迹的基本原理并设计出总体方案,数值模拟计算得到晶体入射光偏振角度与寻迹位移的关系,初步验证了此方案的合理性,该方案与传统机电跟踪寻迹方式相比具有结构轻巧,动态响应快等优点.同时,也为光开关、扫描等技术提供了一种新的思想和方法.     

α-LiIO_3单晶中离子输运引起的高强度准弹性光散射

激光束通过加c向直流电压的α-LiIO_3单晶时,发生三种准弹性散射:散射光电位移矢量有特定取向且与入射光电位移矢量方向不一致者,散射光电位移矢量与入射光电位移矢量方向相同而散射带垂直c轴者以及散射光电位移矢量与入射光电位移矢量方向相同而散射带对c轴倾斜者,本文详细研究了这三种散射的空间频谱、精细结构、结构敏感性、弛豫规律以及光散射和晶体内电流密度与局部电场的关系,发现光散射发生于晶体内电流密度较大的区域,本文对三种散射的起因给予了说明:离子导体在直流电压作用下空间电荷的分布和运动引起了介电张量的涨落,使得在晶体主轴坐标系中出现非对角元,对角无数值也随空间和时间涨落,从而引起这三种散射。     

二维LiNbO3非线性光子晶体

制备了周期为13.64 μm方形格子二维周期性极化的LiNbO₃，利用二阶准相位匹 配实现了波长为1.064μm二倍频，二次谐波的内部转换效率高达42％. 测量了二次谐波输出功率随晶体温度及入射光入射方向的变化，实验值与模拟计算一致. 制备二阶准相位匹配掩模板，解决了在制备一阶准相位匹配掩模板中遇到周期尺寸太小、数据量大的难题，同时还降低了因周期太小造成的极化难度. 关键词： 二维 准相位匹配 二次谐波     

偏振态对准相位匹配线性电光效应的影响

系统研究入射光为不同偏振态时的准相位匹配线性电光效应。在准相位匹配条件满足时,若入射光为线偏振光,则o光与e光能够彻底耦合,出射光仍为线偏振光,且其偏振方向可以通过外加电场调节到任意角度;若入射光为椭圆偏振光,则o光与e光不能彻底耦合,输出光为与输入光同椭圆率的椭圆偏振光,其椭圆方位角可以通过调节外加电场旋转到任意角度;若入射光为圆偏振光,则o光与e光之间没有能量耦合,输出光仍为圆偏振光。准相位匹配条件满足的线性电光效应在保偏的偏振旋转器中有重要应用。在准相位匹配条件不满足时,o光与e光由于相位失配而没有能量耦合,输出光的偏振态取决于o光与e光的初始相位差和双折射(自然双折射和电光双折射)引起的附加相位差,特别是极化占空比为0.5时,电光效应引起的双折射总效果为零。     

光折变晶体LiNbO_3:Fe中的特殊散射现象

用柱面透镜把经针孔滤波器扩束的激光束沿某一个方向聚焦成细丝状(或长条状),细丝状光束垂直入射到LiNbO_3:Fe晶体上,在远场位置观察散射光.我们发现光散射的方向与晶体的c轴方向不一致,不仅沿着晶体的c轴方向有散射光出现,沿光束的条形方向也出现很强的散射光.     

质子与羟基碰撞的含时密度泛函理论研究

采用将含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法,研究了不同入射速度下质子与羟基碰撞的反应动力学.计算了碰撞前后质子动能和羟基动能的变化及羟基电子和质子的运动.计算结果表明,质子沿垂直羟基分子轴方向入射时,质子与羟基碰撞后,质子被反弹且动能损失并俘获了羟基中氧的一部分电子,而丢失部分电子的羟基则获得动能以伸缩振动的形式向计算边界平动.随着入射质子的初动能增加,质子从羟基中俘获的电子增多,碰撞后羟基的键长变长,羟基振动变强而伸缩振动频率降低.此外,还发现质子的入射方向对碰撞过程的激发动力学有很大的影响.质子从不同的方向入射时,质子的入射初动能越大,其损失的动能越多且损失的动能与入射初动能呈线性关系,而入射方向对质子动能损失的影响很小.在质子入射初动能较低(小于25 eV)的情况下,羟基获得的动能与质子入射初动能呈线性关系且与入射方向无关;在质子入射初动能较高(大于25 eV)时,当质子沿羟基分子轴方向入射时,羟基动能的增量远大于质子沿垂直于羟基分子轴方向入射时羟基动能的增量.     

Polarization properties of single metallic nano-spheroid using 3-D boundary element method

The polarization properties of an individual metallic nano-spheroid illuminated by the linearly polarized light are studied based on 3-D boundary element method. The scattering cross sections and the local field enhancements are investigated in detail when the incident lights are with different polarization directions and wavelengths. The numerical results show that the polarization direction of the incident light can strongly influence the scattering spectrum and the enhanced field distribution of the metallic nano-spheroid. The incident light with polarization direction parallel or perpendicular to the major axis can inspire longitudinal or transversal local surface plasmons resonance modes, respectively. The electric field enhancement and distribution around the nano-spheroid can be conveniently tuned by carefully selecting the polarization direction and wavelength of the incident light.     

γ射线在LSO晶体中的能量沉积

采用蒙特卡罗程序MCNP计算了γ射线在LSO晶体中的能量沉积分布并与相应的实验结果进行了对比,验证了该方法的正确性。在此基础上计算了不同能量的γ射线在LSO晶体中的能量沉积分布,分析了γ射线与物质的不同作用对晶体中能量沉积分布的影响,总结出在晶体轴向和径向的能量沉积分布规律。轴向上,不同能量γ射线在LSO晶体中的能量沉积近似为指数分布,在表面能量沉积密度较小;在径向方向,γ射线在入射轴线上能量沉积密度很高,在距入射轴较近的区域,主要是次级电子产生沉积能量,随着距离的增大,γ射线能量沉积逐渐减小;在距入射轴较远的区域,能量沉积主要是散射γ射线产生。     

偏振方向对涡旋光束产生的影响

在利用液晶空间光调制器(LCSLM)产生涡旋光束时,入射光的偏振方向对涡旋的产生有着明显的影响。从液晶空间光调制器的工作原理出发,研究了不同偏振方向的线偏振光在通过LCSLM的相位调制后,涡旋光束产生的变化。通过模拟仿真与实验结果的比较,发现随着线偏振光的偏振方向与液晶分子光轴夹角的增大,液晶空间光调制器的调制误差变大,所产生的涡旋光束的质量变差。当夹角大于4.725°时,涡旋光束的质量明显变差。而随着夹角继续增大,LCSLM对入射光的调制作用减弱,无法产生涡旋光束。     

白光和激光产生的调制不稳定性的比较

在非线性自散焦LiNbO_3∶Fe晶体中,实验观察了用激光作光源和用白光作光源两种情况下所产生的调制不稳定性,并从三个方面对这两种情况进行了比较。实验结果表明:在两种情况下,达到稳定状态前,MI现象都会随辐照时间的增加而变得越来越清晰,并且MI图样都会随着入射光束形状的变化而变化。不同的是,用白光作光源时,灯丝长度方向与晶体c轴方向的夹角大于等于45°时出现MI,而用激光作光源时,入射光束方向与c轴方向的夹角不大于45°才出现MI。     

Enhanced sputtering from the F/Si(100) surface with extraction of the surface bond direction

It was found that slow highly charged ions had a high ability to ionize F atoms on a F/Si(100)-2×1 surface and desorb F+ ions along the local bond direction. Actually, the F+ ion yields were proportional to the incident charge cubed, and the F+ ions were emitted along the Si-F bond directions showing a fourfold symmetry pattern. The trigger process of the F+ formation is discussed based on a charge transfer process of F 2p electrons by extending the classical over barrier model. Further, we found that the kinetic energy of highly charged ion induced F+ ions is lower than that of electron stimulated F+ ions caused by the removal of a F 2s electron.     

Electromagnetic waves in uniaxial crystals with metallized boundaries: Mode conversion,pure reflections,and bulk polaritons

A theory is constructed for the reflection of plane electromagnetic waves in uniaxial crystals with a positive definite permittivity tensor and an arbitrarily oriented metallized boundary. The problem is solved both for general-position orientations corresponding to three-partial reflection and for special conditions allowing two-partial reflections: mode conversions when the incident and reflected waves belong to different sheets of the refraction surface and “pure” reflections when both waves belong to the same sheet. The space of pure reflections is shown to be formed by two types of optical-axis orientations: arbitrary directions in the plane of the crystal surface and in the plane of incidence. The configurations of the conversion surface for optically positive and negative crystals are investigated. A subspace of pure reflections that transform into one-partial bulk polaritons with the energy flux parallel to the surface at grazing incidence has been found. The domain of existence of such bulk eigenmodes is bounded by two “lines” of solutions. These are any directions along the boundary containing the optical axis for ordinary polaritons and the direction along the projection of the optical axis onto the surface at an arbitrary orientation of the axis with respect to the boundary for extraordinary polaritons.     

温度对铌酸锂电光相位调制特性的影响

利用折射率椭球基本理论对线性电光效应进行了分析,对单轴晶体铌酸锂电光相位调制器的温度特性进行了研究。通过计算机进行数值模拟计算,分析了加电场时光通过LiNbO3电光调制器后出射光的相位变化与温度间的关系,得出在横向和纵向调制中温度对相位改变的影响。研究发现,无论在横向还是在纵向调制下,入射光偏振方向不同但其各自受温度影响的相位变化趋势大体一致,即随着晶体中温度的增加而增大。计算结果表明,LiNbO3电光调制的最佳使用方案为：电场沿x主轴方向施加,入射光偏振方向为感应主轴x’方向,且LiNbO3电光调制器粟用横向相位调制方式。