作者单位
摘要
1 中国科学院微电子研究所,北京 100029
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094
石墨烯作为一种新型半金属材料,具有良好的导电性、光学透明度和机械性能,自发现以来备受研究者关注。特别是石墨烯的零带隙狄拉克色散关系赋予其特殊的光电性质,如宽带光吸收和高载流子迁移率,使得石墨烯基光电探测器具有宽广谱检测和快速响应能力。然而,传统的石墨烯制备方法包括机械剥离法、化学气相沉积法和氧化还原法等存在产量低、设备昂贵、工艺复杂和化学污染等问题。除此之外,单层石墨烯光吸收率和载流子寿命短,严重影响了石墨烯光电探测器的响应度。为了解决上述问题,文中采用一步激光刻蚀法在三聚氰胺-聚酰亚胺复合薄膜上原位诱导生成氮掺杂的多孔石墨烯,制备了光响应增强的石墨烯宽光谱探测器。这种激光直写的制备工艺效率高、成本低、无污染,可快速制备石墨烯光电探测器。经测试,该探测器在630 nm可见光辐照下的光响应度为2.17 mA·W−1,相比未掺杂的激光诱导石墨烯光电探测器的响应度提高了一个数量级。此外,该探测器在343 nm紫外和1 550 nm红外波段都具有光响应能力,响应度分别为3.06、2.63 mA·W−1。该方法为简单、高效、低成本制备高性能石墨烯基光电器件提供了可行性方案。
激光诱导石墨烯 光电探测器 氮掺杂 宽光谱探测 laser induced graphene photodetector nitrogen doping wide spectral detection 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230140
陈磊 1,2朱嘉婧 3李磐 2,4,*刘河山 2,4[ ... ]罗子人 2,4
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094
2 中国科学院大学,北京 100049
3 北京航天控制仪器研究所,北京 100039
4 中国科学院力学研究所 国家微重力实验室,北京 100190
报道了采用DBR方式,利用8 mm的高浓度掺Yb3+单模光纤,实现了波长为1064 nm的单纵模调谐激光稳定输出的实验结果。该DBR谐振腔有效腔长为16 mm,输出最大功率为7.4 mW,通过半导体制冷器温控改变谐振腔的温度,实现了0.824 nm的单纵模无跳模调谐。采用光纤外差法,并利用低损耗环形器和光纤反射镜倍增延迟线长度提升测量精度的方式,测量得到激光最大线宽为4.4 kHz。单纵模激光的弛豫震荡峰位于900 kHz处,其相对强度噪声为−110 dB/Hz,当频率大于1.5 MHz时相对强度噪声为−145 dB/Hz。
光纤激光器 单频 温度调谐 分布布拉格反射 fiber laser single frequency temperature tuning distributed Bragg reflection 
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220570
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100190
采用纳秒激光一步刻蚀法在泡沫铜上构造了超疏水超亲油表面,并研究了激光加工参数对表面浸润性的影响。分别利用扫描电子显微镜、能谱仪、接触角测量仪对表面形貌、元素、浸润性进行表征,结果表明:泡沫铜表面的粗糙结构会随着激光扫描速度、激光功率、扫描间距的变化而发生显著变化;激光刻蚀后,表面的化学成分也发生了变化,微纳粗糙结构及元素变化的共同作用使泡沫铜获得了超疏水超亲油性,其在空气中的最大水接触角为157.4°,油接触角为0°,对油、水表现出了良好的选择性。制备的特殊浸润性表面可用于油回收,为油水分离及油回收提供了一定参考。
激光技术 纳秒激光刻蚀 泡沫铜 特殊浸润性 油回收 回收效率 
激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2314004
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100490
3 吉林大学 物理学院, 吉林 长春 435100
由于非金属材料对长波红外激光有较强的吸收, CO2 激光常被用于制备PMMA微通道。激光光强呈高斯分布, 导致常规激光静态多程刻蚀法制备的微通道截面为三角形, 无法满足微流体芯片中的实际应用需求。提出了一种激光多程平移刻蚀法, 以首次刻蚀形成的热影响区(HAZ)为界限多程横向重叠平移刻蚀, 可以快速制备出理想梯形截面的高质量微通道。通过与CO2 激光静态多程刻蚀法在横截面、热影响区、表面粗糙度等方面的对比, 结果表明, CO2 激光多程平移刻蚀法制备的PMMA微通道热影响区更小、表面更光滑、横截面更实用。
微通道 CO2激光 梯形通道 micro-channel CO2 laser trapezoidal channel PMMA PMMA 
红外与激光工程
2019, 48(3): 0306003
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
典型的TE CO2激光脉冲, 通常由高功率窄脉冲(100 ns)和低功率长拖尾部分(3~5 μs)组成。采用一种简单的小孔等离子体开关技术可以实现对低功率长拖尾部分的有效吸收和散射, 保留需要的高功率窄脉冲前沿部分, 达到激光脉冲压缩和整形目的。详细研究了小孔位于不同离焦距离时整形激光脉冲波形的变化, 获得了整形激光脉宽、能量与离焦距离的变化关系, 实现了50~110 ns的窄脉冲CO2激光输出。进一步研究发现, 小孔等离子体开关的使用寿命主要由激光脉冲能量、重复频率、整形脉冲宽度决定。通过该技术实现的窄脉冲CO2激光可以用于极紫外光刻等离子体光源、激光雷达等领域的研究。
激光脉冲整形 TE CO2激光 小孔 等离子体开关 laser pulse modification TE CO2 laser pinhole plasma shutter 
红外与激光工程
2018, 47(12): 1206007
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
处于3~5 μm波段的激光源在遥感、环境保护、医疗、通信和红外对抗等民用和军用领域都有广阔的应用前景。Fe2+:ZnSe晶体由于在材料特性和光学特性等方面都具有明显优势,是3~5 μm波段极具潜力的激光介质之一。在室温条件下利用自制非链式脉冲HF激光器作为泵浦光源, 对晶体直径为10 mm, 厚度1 mm, Fe2+离子掺杂浓度为3×1019/cm3的Fe2+:ZnSe晶体进行了研究, 获得了中心波长4 295 nm、最大输出能量78.8 mJ的中红外激光输出。输出激光能量相对于晶体吸收泵浦能量的转换效率为27.7%, 斜率效率达28.8%。采用小角度(3°)斜入射的方案很好地解决了Fe2+:ZnSe激光器谐振腔镜镀膜问题。
中红外激光 Fe2+:ZnSe晶体 脉冲HF激光 小角度斜入射泵浦 mid-infrared laser Fe2+:ZnSe crystal pulsed HF laser pump at a small angle 
红外与激光工程
2018, 47(10): 1005001
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用描述CO2激光器动力学过程的六温度模型理论,建立了计算调Q CO2激光功率放大器输出特性的数学模型,进行了理论分析和数值计算,并讨论了分光比等参数对输出脉冲特性、输出光谱的影响。结果表明:该调Q CO2激光功率放大器存在临界增益长度和临界光强分束比,低于临界值时无法获得激光输出;该调Q CO2激光功率放大器的输出激光脉冲波形、峰值功率、脉冲宽度、输出光谱与光强分束比、抽运电子数密度等参数有关,光强分束比越小,输出的调Q激光脉冲宽度越大,峰值功率越低;该调Q CO2激光功率放大器利用Q调制的高增益特性,通过控制调Q元件所在的低功率支路可以实现高平均功率的调Q脉冲CO2激光输出,很好地解决了调Q CO2激光功率放大器难以高功率运转的问题。
激光器 输出特性 六温度模型 CO2激光功率放大器 调Q 峰值功率 脉冲宽度 
光学学报
2018, 38(4): 0414001
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所先进激光技术部, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
3 西安电子科技大学, 陕西 西安 710071
4 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
Fe2+∶ZnSe晶体作为3~5 μm波段极具潜力的中红外激光介质之一, 在材料特性和转换效率等方面具有明显优势。对Fe2+∶ZnSe晶体的吸收特性进行了研究, 利用自制放电引发的非链式脉冲HF激光抽运Fe2+掺杂浓度为4×1018 cm-3、尺寸为10 mm×10 mm×5 mm的Fe2+∶ZnSe 晶体, 在室温下获得了65 mJ 的高能量Fe2+∶ZnSe中红外激光输出, 光光转换效率为31%, 输出激光能量相对于晶体吸收抽运光能量的斜率效率可达37%。
激光器 中红外激光 Fe2+∶ZnSe激光 脉冲HF激光 过渡金属离子掺杂Ⅱ-Ⅵ族化合物 
中国激光
2018, 45(1): 0101011
李志永 1,2,*谭荣清 1黄伟 1,3叶庆 2[ ... ]李辉 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所 高功率气体激光技术部, 北京 100190
2 解放军电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
3 中国科学院大学, 北京 100049
光热敏折变(photo-thermo-refractive, PTR)玻璃材质的体布拉格光栅(volume Bragg grating, VBG)在外腔半导体激光器(laser diode, LD)光谱特性改善领域具有较为广泛的应用。基于有限元分析方法, 研究了LD辐照高度、LD功率和工作温度对VBG热分布的影响。在LD功率为40 W和工作温度为25 ℃的工作条件下, 辐照高度分别为1.48、0.88和0.28 mm时, VBG的最高温升分别为8.52 、5.07、2.20 ℃。辐照区域内的温度与工作温度的偏差随LD功率升高等比例变大。升高VBG工作温度, 可以缩小辐照区域内的实际温度与工作温度的差距。结果表明, 通过优化辐照高度和LD的工作参数, 可以实现VBG工作区域较小的温度梯度分布。
半导体激光器 体布拉格光栅 外腔 窄线宽 热特性 laser diode volume Bragg grating external cavity narrow linewidth thermal properties 
红外与激光工程
2017, 46(8): 0821001
作者单位
摘要
1 中国科学院 电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
为了研发紧凑型的射频波导CO2激光器并探究影响其输出性能的因素, 采用平行平面腔内电极结构, 设计并研制了一台射频激励矩形波导CO2激光器。实验中采用透过率为20%的输出镜, 在工作气压14kPa下, 得到12W的最大激光输出功率, 电光转换效率达到9.4%。结果表明, 工作气压和射频输入功率是影响激光输出性能的最主要因素。该研究取得了预期的实验结果, 对国内今后此类器件的研究具有很好的借鉴意义。
激光器 射频波导CO2激光器 耦合损耗 输出功率 电光转换效率 lasers radio frequency-excited waveguide CO2 laser coupling loss output power electron-photon conversion efficiency 
激光技术
2017, 41(2): 159

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