Author Affiliations
Abstract
1 Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations & Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
2 Shandong Key Laboratory of Optical Communication Science and Technology, School of Physics Science and Information Technology, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China
3 State Key Laboratory of Crystal Materials, Institute of Novel Semiconductors, Shandong University, Jinan 250100, China
In this paper, the high-repetition-rate passively Q-switched (PQS) and the femtosecond continuous-wave mode-locked (CWML) lasers are successfully obtained with 2D black arsenic-phosphorus (b-AsP) nanosheets as saturable absorber (SA) at 1 μm for the first time, to the best of our knowledge. The saturable absorption properties and ultrafast carrier dynamics of the 2D b-AsP SA are explored by Z-scan and pump-probe techniques. Moreover, according to the measurement of desired nonlinear optical characteristics of the relaxation time of 27 ps and the modulation depth of 7.14%, the PQS and CWML lasers are demonstrated with the highest repetition rate of 2.26 MHz in the PQS laser and the pulse width of 470 fs in the CWML laser. The results show 2D b-AsP SA has enormous potential for pulse modulation in solid-state bulk lasers.
ultrafast lasers mode-locked lasers passively Q-switched lasers nonlinearity Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021408
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
2 College of Electronics, Communication, and Physics, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China
3 e-mail: jlhe@sdu.edu.cn
Rhenium disulfide (ReS2), a member of group VII transition metal dichalcogenides (TMDs), has attracted increasing attention because of its unique distorted 1T structure and electronic and optical properties, which are much different from those of group VI TMDs (MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, etc.). It has been proved that bulk ReS2 behaves as a stack of electronically and vibrationally decoupled monolayers, which offers remarkable possibilities to prepare a monolayer ReS2 facilely and offers a novel platform to study photonic properties of TMDs. However, due to the large and layer-independent bandgap, the nonlinear optical properties of ReS2 from the visible to mid-infrared spectral range have not yet been investigated. Here, the band structure of ReS2 with the introduction of defects is simulated by the ab initio method, and the results indicate that the bandgap can be reduced from 1.38 to 0.54 eV with the introduction of defects in a suitable range. In the experiment, using a bulk ReS2 with suitable defects as the raw material, a few-layered broadband ReS2 saturable absorber (SA) is prepared by the liquid phase exfoliation method. Using the as-prepared ReS2 SA, passively Q-switched solid-state lasers at wavelengths of 0.64, 1.064, and 1.991 μm are in
Nonlinear optical materials Lasers, Q-switched Lasers, solid-state Mode-locked lasers Nanomaterials Photonics Research
2018, 6(6): 06000498
1 中国科学院太阳活动重点实验室, 北京100012
2 中国科学院国家天文台, 北京100012
3 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190
4 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650500
平场改正可以扣除日冕仪成像过程中的不均匀性, 是其数据定标的必要步骤。提出一套基于乳白玻璃测量日冕仪平场的装置和方法, 并开展了相关模拟和实地测量以验证该方法的可行性。首先, 模拟了太阳经乳白玻璃后在日冕仪观测视场内扩散光源的均匀性, 模拟结果表明其均匀度为99.98%, 十分接近理想的均匀面光源。其次, 测量了12 cm地基日冕仪的平场, 测量结果显示该方法可以测量出日冕仪成像的不均匀性, 如探测器的条纹。平场改正后的结果符合日冕和天空背景亮度的径向分布。最后, 为评价利用乳白玻璃测量平场的有效性, 将其和天空平场进行了对比, 二者相关系数为99.94%, 线性拟合斜率为1, 具有极强的相关性。
光学器件 扩散片 日冕仪 图像分析 平场 光度测量
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春130022
2 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江,嘉兴 314100
3 上海应用技术学院 理学院, 上海201418
利用倒装芯片制备LED灯丝, 并对其光学、热学的均匀性进行测试分析。采用BM-7瞄点式亮度计和Fluke Ti32成像热仪, 分别对灯丝亮度、色温和表面温度进行测试。实验测得灯丝正面的亮度与色温均高于反面, 测得灯丝反面的温度大于正面。灯丝亮度与表面温度均呈现朗伯分布。通过TracePro光学软件和FloEFD热学软件对LED倒装芯片灯丝分别进行光学和热学模拟, 模拟得到的光照度与温度分布与测试结果相同。灯丝光照度和温度均呈现中间高两端低的分布情况, 两端亮度约为中间的74.4%, 灯丝两端与中间的最大温差为12.4 ℃ , 说明倒装灯丝具有良好的光学均匀性和散热性能, 作为一种新型LED光源灯是可行的。
倒装芯片 LED灯丝 光学 热学 均匀性 flip chip LED filament optics thermology uniformity
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江 嘉兴 314100
3 上海应用技术学院 理学院, 上海 201418
基于交流(AC)110V发光二极管(LED)芯片制备了立体发光灯片, 并对AC LED的光学均匀性和热学均匀性进行研究。通过改变荧光粉胶的配比来提高正反面的光学均匀性, 研究发现, 当立体灯片反面的荧光粉胶与正面的比例达到30%时, 立体发光灯片反面的光通量与正面的比值最大, 且正反面的色温差最小, 其荧光粉的激发是最好的。另外, 测试4种样品的发光角度, 发现其发光角度分布相似, 而发光强度与积分球测试得到的光通量比值也相近。同时对热学均匀性进行研究, 发现正反面荧光粉胶配比达到30%时, 该立体灯片的稳态温度最低, 转化的热量最小, 其相对应的光通量最高, 使得立体灯片的热学均匀性更好。
交流发光二极管 立体发光 光学 热学 光通量 均匀性 alternating current light emitting diode three-dimensional light-emitting optics thermology luminous flux uniformity
1 上海应用技术学院材料科学与工程学院, 上海 201418
2 上海应用技术学院理学院, 上海 201418
3 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江 嘉兴 314100
4 上海博恩世通光电股份有限公司, 上海 201108
三维发光LED 灯片因其360°发光的优点成为制备球泡灯的首选光源。但是与其他LED 光源相比，三维发光LED 灯片的散热通道由纵向变为横向，散热要求更高。通过热模拟软件探求最佳散热三维灯片设计模型，通过对比优化其基板结构和芯片排布方式将同样驱动功率下基板的温度由130 ℃降至83 ℃。为验证模拟的准确性开模制备这两种灯片，并对两种灯片不同位置和热沉同时测温监控发现，300 s 内发光灯片和热沉上的温度达到平衡，两种灯片样品上的温度与模拟的温度基本相同。结果表明，优化后的三维发光LED 灯片具有良好的散热性能，可满足三维发光LED 灯片产业化产品需求。
光学器件 三维发光 LED 灯片 散热 热模拟 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 112303
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学,北京 100039
3 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230031
大气吸收波段对于从卫星高度向下探测空间亮目标有特殊的优势,使用辐射传输模式MODTRAN5模拟计算了中红外大气吸收波段不同光谱分辨率100 km高度大 气背景辐亮度的变化。将三个波段不同分辨率的结果平滑到统一分辨率进行对比表明: 4.3 mm不同光谱分辨率相对误差最大可超过10%; 其中0.2 cm-1光谱分辨率的计算结果与精确的逐线积分最为接近; 3.2 μm与2.7 μm波段不同光谱分辨率的计算结果误差较小,其 中2.7 μm波段最大误差小于5%。进一步将MODTRAN4和MODTRAN5的1 cm-1、5 cm-1光谱分辨率计算结果与逐线积分做了比较,表明 使用MODTRAN5的低光谱分辨率计算4.3 mm波段的辐亮度可能产生较大误差。
背景辐射 光谱分辨率 background radiation spectral resolution MODTRAN5 MODTRAN5 大气与环境光学学报
2015, 10(3): 205
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 合肥学院数学与物理系, 安徽 合肥 230601
太阳光度计是地基探测整层大气光学参数的重要仪器，而在一些研究与工程应用中更需要了解低层大气光学参数。基于均匀平行球面大气分层的假定，提出了利用太阳光度计测量的数据确定分层大气平均消光系数的算法。应用该算法处理POM-02太阳光度计的实际测量数据，研究表明这种分层算法得到的大气总光学厚度与整层算法得到的大气总光学厚度的相对误差小于3%。利用该分层算法求得的低层大气平均消光系数与激光雷达测量的消光系数进行比较，两者具有较好的一致性。因此，这种利用太阳光度计测量数据确定分层大气平均消光系数的算法是可行的，该算法拓展了太阳光度计的应用。
大气光学 太阳光度计 分层大气 消光系数 光学厚度 激光雷达 光学学报
2014, 34(12): 1201002
1 北京化工大学材料科学与工程学院, 北京 100029
2 北京石油化工学院材料科学与工程学院，特种弹性体复合材料北京市重点实验室, 北京 102617
以聚乙二醇(PEG)和异氰酸酯为单体，添加由1,4丁内酯溶解(C4H9)4NI/I2配制的液态电解质，形成一系列的聚醚型聚氨酯凝胶电解质。通过动态机械热分析(DMTA)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)等方法对聚氨酯凝胶电解质结构进行表征，测试结果表明此类电解质具有良好的热稳定性和非晶相结构。同时，研究了PEG分子量、异氰酸酯单体的改变对聚氨酯凝胶电解质电导率的影响，发现PEG分子量的增大使聚氨酯凝胶电解质的电导率先增加后降低，当PEG分子量为10000时，所合成凝胶电解质的电导率达到最大，为6.13 mS/cm，而异氰酸酯单体的改变对电解质的电导率影响不大。扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明这可能与聚氨酯中形成的不同网状结构有关。在100 mW/cm2的入射光强下，不同分子量PEG制备的聚氨酯凝胶电解质组装的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光电性能不同，其中PEG分子量为10000合成的聚氨酯凝胶电解质组装的电池的光电转化效率最高，为4.29%。
光学器件 凝胶电解质 聚醚型聚氨酯 电导率 染料敏化太阳能电池
