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技術(shù)文章

Technical articles

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  • 20261-12
    空芯光纖為什么最近有點(diǎn)“火”?

    要理解空芯光纖,我們得先明白傳統(tǒng)光纖為何重要。高錕先生因發(fā)明光纖獲得諾貝爾獎(jiǎng),因?yàn)楣饫w是光信息和光能量遠(yuǎn)距離傳輸?shù)暮诵妮d體,它開啟了光通信和信息時(shí)代的大門。傳統(tǒng)光纖的本質(zhì)是純度的玻璃絲,利用“全反射”原理將光約束在實(shí)芯的玻璃纖芯中傳輸。其最關(guān)鍵的性能指標(biāo)是損耗,損耗越低,光能傳得越遠(yuǎn)。目前傳統(tǒng)石英光纖損耗已接近其材料理論極限,約在0.14dB/km(在1.5微米波段附近)。圖1傳統(tǒng)光纖損耗曲線這個(gè)極限從何而來?材料本身有固有缺陷:短波長(zhǎng)端受散射效應(yīng)限制,長(zhǎng)波長(zhǎng)端受材料吸收限制...

  • 20261-9
    精準(zhǔn)調(diào)控二類超晶格異質(zhì)界面應(yīng)力,為帶間級(jí)聯(lián)激光器賦新能

    封面描繪了中紅外帶間級(jí)聯(lián)激光器(ICL)的工作特點(diǎn)?;诟哔|(zhì)量二類超晶格/量子阱材料的分子束外延生長(zhǎng),以及二類量子阱人工微結(jié)構(gòu)的W形半導(dǎo)體能帶設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)注入電子的帶間躍遷和級(jí)聯(lián)發(fā)光。脊條型激光器采用上下對(duì)稱性波導(dǎo)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了激光在兩個(gè)端面的發(fā)射。ICL是一類高效的中紅外激光器,在痕量氣體檢測(cè)、工業(yè)過程控制、呼出氣體健康監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景中有重要應(yīng)用。研究背景基于III-V族半導(dǎo)體的二類超晶格(Type-IIsuperlattices)是通過能帶工程設(shè)計(jì)的一類人工微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料,由...

  • 20261-7
    【資訊】“先進(jìn)激光材料”帶間級(jí)聯(lián)激光器“又亮又準(zhǔn)”

    封面圖以中紅外激光光束為核心元素,右側(cè)為傳統(tǒng)法布里-珀羅(FP)激光器的發(fā)散光束(雙瓣?duì)?,象征高階?;旌希髠?cè)為集成多模干涉(MMI)耦合器的激光器輸出的準(zhǔn)直基模光束(單瓣?duì)?,接近衍射極限)。封面圖直觀對(duì)比了傳統(tǒng)FP激光器與集成MMI耦合器的帶間級(jí)聯(lián)激光器(ICL)的光束質(zhì)量差異,突出MMI通過自映像效應(yīng)抑制高階模、優(yōu)化光束質(zhì)量的原理,衍射極限光束象征研究目標(biāo)——實(shí)現(xiàn)高功率與高光束質(zhì)量的協(xié)同輸出,為自由空間通信等應(yīng)用提供理想光源。研究背景中紅外(3-4μm)激光在氣體檢測(cè)、...

  • 20261-6
    “拉曼激光研究進(jìn)展:晶體、光纖到片上”

    1背景介紹封面展示了拉曼激光器工作的基本原理及基于塊狀晶體、光纖和片上光波導(dǎo)三種平臺(tái)的拉曼激光產(chǎn)生。拉曼介質(zhì)內(nèi)的微觀粒子受外部激光輻照產(chǎn)生振動(dòng)形成光學(xué)聲子,并向外輻射出波長(zhǎng)紅移的斯托克斯光子,從而實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。在過去數(shù)十年的發(fā)展中,基于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激光器發(fā)展迅速,目前已能實(shí)現(xiàn)萬瓦級(jí)連續(xù)波及峰值功率拍瓦級(jí)脈沖激光輸出,但輸出波長(zhǎng)仍受到增益介質(zhì)能級(jí)結(jié)構(gòu)的限制,如氣體激光器輸出波長(zhǎng)通常為633nm(He-Ne)或10μm附近(CO2),基于鐿(Yb)、釹(Nd)、鉺(Er)、銩(T...

  • 20261-5
    GaAs基高功率半導(dǎo)體激光器十年進(jìn)展——從百瓦芯片到千瓦模塊

    封面展示了GaAs基高功率邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器泵浦固體、氣體和光纖激光器的場(chǎng)景。半導(dǎo)體激光器中的電子和空穴在量子阱結(jié)構(gòu)內(nèi)高效復(fù)合產(chǎn)生光子,經(jīng)諧振腔完成光模場(chǎng)調(diào)控,實(shí)現(xiàn)高功率、高效率、高亮度的激光輸出。工業(yè)化芯片制備、高效率波導(dǎo)設(shè)計(jì)、模式調(diào)控和片上光柵等技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)半導(dǎo)體激光器在功率、電光效率、光束質(zhì)量及光譜調(diào)控等方面不斷突破極限,為當(dāng)代高能激光技術(shù)提供核心驅(qū)動(dòng)力。一、引言GaAs基高功率邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器作為光纖激光器、固體激光器、堿金屬蒸氣激光器等激光系統(tǒng)的核心器件,其發(fā)展始...

  • 20261-4
    雙色激光場(chǎng)激發(fā)空氣等離子體,實(shí)現(xiàn)太赫茲輻射新方法

    封面展示了雙色激光聚焦形成的等離子體光絲,光絲內(nèi)正負(fù)帶電粒子的微觀運(yùn)動(dòng)軌跡被藝術(shù)化為星云,它們既在雙色激光場(chǎng)與等離子體環(huán)境中各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)又彼此相互影響。這個(gè)高度非線性過程激發(fā)了與帶電粒子運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)的太赫茲輻射,也為揭示其機(jī)理、精準(zhǔn)調(diào)控其參數(shù)提供了有效途徑與技術(shù)手段。1、背景介紹太赫茲輻射在電磁波譜中介于傳統(tǒng)光學(xué)的中紅外波段與傳統(tǒng)電子學(xué)的微波波段之間,具有單光子能量低、穿透性好的特點(diǎn),且覆蓋了化合物和生物大分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)在內(nèi)的許多物理過程的特征頻率,因而在材料科學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、通...

  • 202512-31
    飛秒激光成絲技術(shù)因其獨(dú)特的物理特性,被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。

    封面展示了利用等離子體衍射技術(shù)研究飛秒激光成絲內(nèi)部不對(duì)稱性的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。鈦寶石飛秒激光在空氣中聚焦產(chǎn)生光絲,另一束探測(cè)光穿過光絲中的等離子體,其波前會(huì)記錄下等離子體的分布情況。由此產(chǎn)生的彎曲衍射條紋表征了光絲內(nèi)部等離子體的非對(duì)稱分布。這種非對(duì)稱分布源于飛秒激光光斑本身的不對(duì)稱性,而這一特性又會(huì)進(jìn)一步引起超連續(xù)輻射的空間非對(duì)稱分布。1、背景介紹飛秒激光成絲技術(shù)因其獨(dú)特的物理特性,被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,如激光雷達(dá)、光絲引雷、自由空間激光通信、空氣激光、太赫茲波產(chǎn)生、脈沖壓縮等。光絲...

  • 202512-30
    “超快激光成絲及應(yīng)用”納米金溶液中的飛秒激光成絲研究

    封面解讀:封面展示了近紅外飛秒激光的作用場(chǎng)景:激光經(jīng)透鏡聚焦于摻有納米金顆粒的液體后,在聚焦區(qū)域附近通過克爾自聚焦與等離子體的共同作用形成光絲,并輻射出寬帶超連續(xù)譜。局部金色高亮區(qū)域代表納米金顆粒表面等離子體對(duì)局域場(chǎng)的增強(qiáng)效應(yīng),密集的氣泡象征光絲誘導(dǎo)產(chǎn)生的沖擊波以及后續(xù)的微氣泡動(dòng)力學(xué)過程。該封面旨在直觀呈現(xiàn)“超連續(xù)譜驅(qū)動(dòng)的共振增強(qiáng)”策略,即利用光絲自身產(chǎn)生的寬帶譜與納米金顆粒形成共振耦合,在不顯著吸收基波的前提下顯著提升介質(zhì)的非線性折射率。這一過程能有效延長(zhǎng)光絲長(zhǎng)度、拓寬譜帶...

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