针对地球静止轨道（Geostationary Earth Orbit，GEO）空间粒子辐射对卫星在轨运行时产生的电离总剂量效应，将高性能铈掺杂硅酸钇镥（LYSO：Ce）晶体与铝层结合，来屏蔽质子辐照影响，实现电子辐射剂量的有效探测。基于Geant4建立探测器模型，比较不同材料的屏蔽效果，分析探测器响应特性，研究影响探测器输出响应的因素。结果表明：使用0.022 mm厚的铝层作为屏蔽层包裹光纤，可排除质子辐照影响；基于LYSO：Ce晶体的探测器具有较好的线性响应，电子穿越屏蔽层时产生的次级电子、光子可以提高探测器响应灵敏度；物质对电子的电离阻止本领与入射电子速度的平方近似成反比，适当增加电子与探测器之间传输距离，可增强探测器的辐射响应；探测器对能量区间在0.04~1 MeV的电子探测效率最高。通过研究LYSO：Ce晶体与铝层结合的电子辐射剂量探测器特性，为新型闪烁体空间辐射探测器设计提供技术参考和理论支撑。
LYSO：Ce Geant4 电子辐射 剂量探测器 LYSO:Ce Geant4 Electronic radiation Dose detector
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230187
河南科技大学 材料科学与工程学院,河南 洛阳 471000
采用水热法和电化学沉积法，成功制备了包覆有SnO2纳米颗粒的WO3纳米棒阵列薄膜，退火处理后形成WO3/SnO2异质结复合薄膜。通过改变SnO2的沉积时间得到了复合薄膜的最佳制备条件。采用XRD，FESEM对WO3/SnO2复合薄膜的物相和形貌进行了分析，通过电化学工作站对WO3/SnO2复合薄膜的光电性能进行了研究，结果表明，电沉积时间为120 s时，WO3/SnO2复合薄膜具有最小的阻抗，且在0.6 V的偏压下光电流密度为0.46 mA/cm2，相比于单一WO3纳米棒薄膜，表现出更好的光电化学性能。
复合薄膜 电沉积 光电性能 WO3 WO3 SnO2 SnO2 composite film electro-deposition photoelectric property
Author Affiliations
Abstract
1 Fujian Key Laboratory of Ultrafast Laser Technology and Applications, School of Electronic Science and Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Innovation Laboratory for Sciences and Technologies of Energy Materials of Fujian Province (IKKEM), Xiamen 361005, China
3 Prokhorov General Physics Institute, Dianov Fiber Optics Research Center, Russian Academy of Sciences, Moscow 119333, Russia
4 Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod 603951, Russia
We have successfully generated a 1.3/1.4 µm random fiber laser (RFL) using bismuth (Bi)-doped phosphosilicate fiber. The Bi-doped RFL has shown excellent long-term operational stability with a standard deviation of approximately 0.34% over 1 h at a maximum output power of 549.30 mW, with a slope efficiency of approximately 29.21%. The Bi-doped phosphosilicate fiber offers an emission spectrum ranging from 1.28 to 1.57 µm, indicating that it can be tuned within this band. Here, we demonstrated a wavelength-tuning fiber laser with a wavelength of 1.3/1.4 µm, achieved through the using of a fiber Bragg grating or a tunable filter. Compared to traditional laser sources, the RFL reduces the speckle contrast of images by 11.16%. Due to its high stability, compact size, and high efficiency, this RFL is highly promising for use in biomedical imaging, communication, and sensor applications.
random fiber laser bismuth-doped fiber wavelength tuning fiber laser Chinese Optics Letters
2023, 21(7): 071401
1 中国电子科技集团公司第三十四研究所, 广西 桂林 541004
2 国防科技大学 军事基础教育学院, 长沙 410073
提出了基于加权光耦合阵列的光电任意波形产生方案, 利用不同波长加权和并行耦合的方法实现信号光域的数模转换。通过对信号的频谱分析发现, 多波加权存在拍频噪声, 经过波长预设和滤波处理, 可以将高频噪声有效滤除, 但在信号交变的时刻会有尖峰干扰出现, 进一步通过与变换信号带宽匹配的滤波平滑处理后, 尖峰干扰得到一定的抑制, 可实现输入信号速率为10Gb/s、量化精度为5bit的光学数模转换, 实现了三角波、锯齿波、高斯脉冲和方波序列等光学波形的输出。
任意波形产生 光学加权 光耦合阵列 平滑滤波 光学数模转换 arbitrary waveform generation optical weighted optical coupled array smoothing filter optical digital-to-analog conversion
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electronic Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Science and Technology on Electro-Optical Information Security Control Laboratory, Tianjin 300308, China
Conventional ultrashort pulsewidth measurement technology is autocorrelation based on second-harmonic generation; however, nonlinear crystals and bulky components are required, which usually leads to the limited wavelength range and the difficult adjustment with free-space light alignment. Here, we proposed a compact all-fiber pulsewidth measurement technology based on the interference jitter (IJ) and field-programmable gate array (FPGA) platform, without requiring a nonlinear optical device (e.g., nonlinear crystal/detector). Such a technology shows a wide measurement waveband from 1 to 2.15 µm at least, a pulsewidth range from femtoseconds to 100 ps, and a small relative error of 0.15%–3.8%. In particular, a minimum pulse energy of 219 fJ is experimentally detected with an average-power-peak-power product of . The IJ-FPGA technology may offer a new route for miniaturized, user-friendly, and broadband pulsewidth measurement.
pulse width measurement interference jitter FPGA platform optical device Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031404
1 国网福建省电力有限公司漳州供电公司，福建 漳州 363000
2 厦门大学电子科学与技术学院（国家示范性微电子学院），福建 厦门 361005
报道了全光纤耗散孤子被动锁模掺铒光纤激光器，通过调节泵浦功率和偏振态可以进一步获得2孤子和3孤子的束缚态耗散孤子。利用反常色散光纤对宽带2孤子束缚态耗散孤子进行脉宽压缩，压缩后的脉宽用双曲正割拟合为96 fs，计算得时间带宽积为0.324，表明其为近转换极限脉冲。宽带光谱的获得得益于腔内的色散管理和碳纳米管可饱和吸收体的大调制深度（20%）。在此基础上，获得了光谱宽度达35 nm的耗散孤子（中心波长为1.57 μm），这也是基于碳纳米管产生耗散孤子的最宽光谱。
激光光学 超快非线性光学 脉冲压缩 锁模激光器 束缚态孤子 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1114003
河南科技大学 材料科学与工程学院,河南 洛阳 471000
采用溶胶-凝胶法制备得到不同浓度Bi3+掺杂ZnO籽晶层, 又进一步采用水热法合成了六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒。通过X线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、光致发光(PL)谱等测试手段对样品结构、形貌和光学性能进行测试和表征。结果表明, 在不同浓度Bi掺杂ZnO籽晶层上生长纳米ZnO薄膜, ZnO的晶体结构没有改变, 均为六方纤锌矿结构,且(002)晶面的峰强明显高于其他晶面的峰强值; 在FESEM电镜观察下发现, 不同掺杂浓度Bi掺杂ZnO籽晶层上水热生长的纳米ZnO薄膜均为纳米棒状。PL光谱显示随着Bi掺杂量增加, 样品的近紫外发射峰和晶格缺陷峰等峰值明显增大,且有红移现象产生。其中禁带宽度随着Bi掺杂量的增大而减小, 说明Bi3+可以有效地调节ZnO的禁带宽度。
Bi3+掺杂 ZnO纳米棒 溶胶-凝胶法 水热法 光学性质 Bi3+ doping ZnO nanorods Sol-Gel method hydrothermal method optical property
1 中国科学技术大学纳米仿生学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室,江苏 苏州 215123
3 贵州大学大数据与信息工程学院,贵州 贵阳 550025
利用Zn扩散方法制备了倍增层厚度为1.5,1.0,0.8 μm的In0.53Ga0.47As/InP雪崩光电二极管(APDs),研究了该器件特性。随着倍增层厚度的增加,器件的贯穿电压和击穿电压均呈现增大趋势。基于Silvaco模拟计算了APD器件的倍增层厚度对电场强度、电流特性、击穿电压与贯穿电压的影响规律,结果表明,随着倍增层厚度的增加,倍增层内电场强度减小,贯穿电压和击穿电压同时增大,与实验结果吻合。进一步研究发现,当倍增层的厚度小于0.8 μm时,击穿电压随着倍增层厚度的增加会先减小后增大,贯穿电压则会单调增大。
光学学报
2020, 40(18): 1804001
利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备钴基/氧化石墨烯(GO)复合熔覆层,保持扫描速度V1=6 mm/s,送粉速率V2=1.2 r/min,光斑直径D=4 mm不变,设置4组功率P1=1000 W、P2=1300 W、P3=1600 W、P4=1900 W,研究了激光功率对钴基/GO复合熔覆层微观组织及力学性能的影响。结果表明:熔覆层中主要包含TiC、Co2Ti、γ-Co、α-Ti和Cr3C2相,GO在低功率下与TC4基体原位生成TiC,同时与半固态的Co2Ti组织共同作用,GO在高功率下迅速分解,熔覆层成分主要为Co2Ti组织。当激光功率为P2=1300 W时熔覆效果最佳,成形组织均匀,与TC4基体呈冶金结合,熔覆层硬度高达1100 HV0.2,几乎是基体硬度390 HV0.2的2.82倍。
激光光学 激光熔覆 钛合金 钴基粉末 氧化石墨烯 显微硬度 显微组织 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 091405
