1 1.中国科学院 福建物质结构研究所, 福州 350002
2 2.中国科学院大学, 北京 100049
3 3.中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室), 福州 350108
4 4.韩国庆北国立大学智能建筑自动化中心, 大邱 41566, 韩国
采用Chzochralski方法成功生长了Dy3+掺杂的SrGdGa3O7晶体, 并对其结构和光学特性进行了详细研究。基于XRD数据, 采用Rietveld法优化了晶体的晶格参数。分析了Dy: SrGdGa3O7晶体的偏振吸收谱、偏振发射谱和荧光衰减曲线。在452 nm处, π偏振和σ偏振对应的吸收截面分别为0.594×10-21和0.555×10-21 cm2。计算得到的有效J-O强度参数Ω2、Ω4和Ω6分别为5.495×10-20、1.476×10-20和1.110×10-20 cm2。J-O理论分析和荧光光谱表明: 在452 nm激发下, Dy: SrGdGa3O7晶体4F9/2→6H13/2跃迁在可见光波段具有最高的荧光分支比和荧光强度, 在574 nm处的π和σ偏振发射截面分别为1.84×10-21和2.49×10-21 cm2。Dy3+: 4F9/2能级的辐射寿命和荧光寿命分别为0.768和0.531 ms, 量子效率为69.1%。研究结果表明: Dy3+: SrGdGa3O7晶体是一种潜在的可用于蓝光LD泵浦实现黄激光的材料。
晶体生长 Dy3+: SrGdGa3O7 光学性能 黄光发射 crystal growth Dy3+: SrGdGa3O7 optical properties yellow emission
1 国民核生化灾害防护国家重点实验室, 北京 102205
2 禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室, 北京 100085
水下爆炸当量和深度估计是全面禁止核试验条约(CTBT)国际监测系统(IMS)水声监测的一项重要任务。为有效估计海域内爆炸事件的当量和深度, 在使用气泡脉动周期半经验公式的基础上, 综合利用水下爆炸气泡脉动第一次、第二次周期比值与气泡半径、深度的关系信息, 估计了近、远场的水下爆炸当量和深度, 对不同当量、爆炸深度的近场水下爆炸分析结果为: 100 g TNT、7 m爆炸深度条件下, 估计当量均值约118 g、估计深度均值约7.96 m; 100 g TNT、25 m爆炸深度条件下, 估计当量均值约76 g, 估计深度均值约21.4 m; 1 kg TNT、50 m爆炸深度条件下, 估计当量均值约1.23 kg、估计深度均值约44 m。上述分析结果表明: 采用的联合估计方法对深度的估计要比对当量的估计更为准确。进一步分析可知: 对于50 m爆炸深度、100 g TNT小当量的爆炸信号来说, 该方法未能给出估计结果, 这表明该方法估计水下爆炸当量是在爆炸深度上受限的。最后对IMS水声台站记录的远场水下爆炸事件进行了分析, 其当量、深度估计结果与参考文献一致, 这说明该方法同样适应于对远场爆炸信号的估计。
IMS水声台站 水下爆炸 气泡脉动周期 当量估计 IMS hydrophones station underwater explosion bubble pulsation period equivalent estimation
1 中国科学院福建物质结构研究所,福州 350002
2 福州大学化学学院,福州 350106
3 西安电子科技大学光电工程学院,西安 710071
4 甘肃省全固态激光工程研究中心,天水 741001
Yb∶CaGdAlO4(简写为Yb∶CALGO)晶体具有部分无序的结构、优秀的热学和光谱性质、吸收发射带宽,适合采用商用高功率InGaAs二极管泵浦以实现高功率超快激光运转,其较高的非线性折射率系数有利于对锁模激光器的优化。该晶体还具有能级结构简单、本征量子缺陷低、辐射量子效率高等优点,是近年来新一代紧凑型、高效率、低成本激光二极管(LD)泵浦飞秒激光增益介质。本文简要介绍Yb∶CALGO的晶体结构、晶体生长、缺陷分析、热学性质和光谱性质等,并综合国内外学者近期的一些研究成果,重点综述了Yb∶CALGO晶体在半导体可饱和吸收镜、克尔透镜锁模的超快激光器及再生放大器超快激光技术中的最新研究进展。
Yb∶CaGdAlO4晶体 晶体生长 热学性质 光谱性质 超快激光 Yb∶CaGdAlO4 crystal crystal growth thermal property spectral property ultra fast laser
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100039
随着电子信息技术的飞速发展, 具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外, h-BN良好的机械强度和光学透明性使其兼具柔性探测器的潜力。然而室温条件下制备的h-BN薄膜常具有较多缺陷, 极大程度上限制了其柔性探测器的发展。本文在室温条件下采用反应磁控溅射, 以B为生长源, 在蓝宝石和Si衬底上实现了较高质量h-BN薄膜的制备, 并在此薄膜的基础上制备了高性能日盲紫外探测器。3 V电压下, 其探测器拥有极低的暗电流(0.07 pA)、较高的响应度(1.37 μA/W)和探测率(2.73×1010 Jones)。本文的研究结果证实了室温制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器的可行性, 为实现可在室温下工作的h-BN探测器的应用提供了参考。
h-BN薄膜 反应溅射法 室温 日盲紫外探测器 光电性能 响应度 h-BN film reactive sputtering method room temperature solar-blind ultraviolet detector photoelectric property responsivity
1 西北工业大学, 凝固技术国家重点实验室, 辐射探测材料与器件工信部重点实验室, 西安 710072
2 中科院福建物质结构研究所, 福州 350001
太赫兹技术的不断发展和在各个领域的进一步应用, 对碲化锌 (ZnTe)电光晶体提出越来越高的要求。采用 Te溶剂法生长碲化锌晶体, 可以有效降低晶体的生长温度, 但不可避免的会引入 Te夹杂相, 进而影响其结晶质量。本工作提出利用 Zn气氛等温退火和梯度退火 2种方法, 在不同退火温度下成功消除了 ZnTe晶体内部尺寸小于 10 μm的 Te夹杂相, 发现夹杂相去除效率与退火温度和梯度密切相关。经过 650℃, 100 h的梯度退火后, Te夹杂相去除效率可达 83%。Zn气氛退火后, 晶体内部出现 VTe-Tei复合缺陷, 表明退火中存在扩散导致的缺陷反应, 对晶体的结晶质量和光学性能产生影响。通过对退火前后晶体的 X射线摇摆曲线衍射峰的研究, 发现去除 Te夹杂后晶体结晶质量总体提高, 证明 Te夹杂相是左右 ZnTe晶体结晶质量的主要结构缺陷。
碲化锌 碲夹杂相 梯度退火 结晶质量 zinc telluride telluride inclusion gradient annealing crystal quality
1 中国科学院福建物质结构研究所 光电子材料化学与物理重点实验室,福建 福州 350002
2 福州大学 化学学院,福建 福州 350108
3 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室),福建 福州 350108
黄光激光在医疗美容、原子冷却与捕获、激光雷达等领域具有潜在的应用前景,因此,黄光激光器的研究具有重要意义。Dy3+因其4F9/2→6H13/2辐射跃迁而成为黄光激光的最佳激活离子,但是其在可见光波段为自旋禁戒跃迁,导致其吸收截面和发射截面都很小,从而引起黄光激光输出困难。本文通过提拉法成功生长了Dy3+∶Sr3Gd(BO3)3(缩写Dy3+∶SGB)、Dy3+/Tb3+∶SGB和Dy3+/Eu3+∶SGB晶体,通过室温偏振吸收谱、发射谱、荧光衰减曲线以及Judd-Ofelt理论计算分析了其光谱性能和能量传递机制。研究表明,共掺Tb3+和Eu3+增大了Dy3+在黄光波段的发射截面和荧光量子效率,有利于Dy3+的黄光输出。此外,证明了Dy3+/Tb3+∶SGB晶体中发生了Dy3+和Tb3+之间相互能量传递过程,Dy3+/Eu3+∶SGB晶体中仅有Dy3+→Eu3+的能量传递过程。
Sr3Gd(BO3)3 Dy3+ 黄光 光谱性能 能量传递 Sr3Gd(BO3)3 Dy3+ yellow emission spectral properties energy transfer
1 哈尔滨工程大学 水声技术重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 工业和信息化部, 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学), 黑龙江 哈尔滨 150001
3 哈尔滨工程大学 水声工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
水声通信系统使用传统的声压水听器接收信号, 无法获得水质点的振速信息。该文研制了直径为38 mm、高为46 mm的同振型矢量水听器, 可以同步共点地获取水质点的声压信息与振速信息, 解决水声通信系统对8~13 kHz的信号获取不全面问题。矢量水听器内部采用专门设计的一种共用惯性质量块的一体化三维加速度传感器, 空间3个轴向的灵敏度均大于328.0 pC/g(g=9.8 m/s2)。采用PZT-5压电陶瓷圆环作为矢量水听器的声压通道, 研制了具有x、y、z通道和声压p通道的矢量水听器样机, 并在水池中对矢量水听器样机进行测试。测试结果表明, 10 kHz处x、y、z通道的声压灵敏度级均大于-172 dB(0 dB参考值1 V/μPa), 且具有良好的余弦指向性; 声压通道灵敏度级达到-198 dB, 可以用于水声通信中8~13 kHz信号的获取。
水声通信 矢量水听器 高频 加速度传感器 惯性质量块 underwater acoustic communication vector hydrophone high frequency acceleration sensor inertial mass
强激光与粒子束
2022, 34(5): 055002