采用高温熔融法制备Yb³⁺/Tm³⁺共掺的磷酸盐玻璃，探讨了Tm³⁺摩尔分数和玻璃基体中Te⁴⁺摩尔分数对玻璃上转换发光性能的影响。吸收光谱表明，玻璃中的Yb³⁺和Tm³⁺在300~1450 nm波长的吸收位置互不干扰。研究了制备的玻璃样品在980 nm波长激光二极管泵浦下的上转换发光性能。结果表明，Yb³⁺/Tm³⁺在476 nm（¹G₄→³H₆）、650 nm（¹G₄→³F₄）和793 nm（³H₄→³H₆）三个位置有上转换发光峰。其中，793 nm的近红外发光峰最强，476 nm的发光峰强度次之，650 nm的发光峰强度最弱。通过调整Tm³⁺的摩尔分数和玻璃基质中Te⁴⁺的摩尔分数可以实现对上述三个发光峰强度的调制。

采用飞秒瞬态吸收光谱技术研究了多层MoS₂在K谷最低激子形成过程中的多体效应对激子共振峰的影响及其内在的多体相互作用机制。经飞秒激光激发后,样品的两个激子峰都表现出早期的瞬间红移和后续先快速后迟缓的蓝移过程。早期的红移幅度随激发功率的提高而增大,但随样品温度的升高而减小。后续最低激子形成后的蓝移幅度随激发功率和样品温度的提高而减小。讨论了引起峰值红移的带隙重整化效应和引起蓝移的带填充效应在激子形成过程中的竞争关系,并且采用指数拟合估计了带隙重整化效应和带填充效应的持续时间随激光功率和样品温度的变化趋势。结果显示,引起共振峰红移的带隙重整化效应对激光功率和样品温度的依赖不明显,而引起共振峰蓝移的带填充效应随着激光功率和样品温度的提高而明显弱化,并且表现出明显的延迟效应。研究结果为动态调控二维材料光电响应性能提供了参考。

采用3.7 fs脉冲激光对半导体单壁碳纳米管的两个最低电子跃迁进行选择性抽运,诱导产生了沿碳管径向振荡的低频呼吸模式(RBM)和沿轴向振荡的高频伸缩模式(GM)。通过变换抽运光带宽,探测到最低单激发态抽运和双激发态抽运对两种声子振幅及初始相位的影响。研究结果表明,RBM和GM的振幅以及GM的初始相位得到了明显调制。基于相干电-声子耦合对声子场的影响,调制了碳纳米管晶格结构振荡模式的参量。提供了一种通过激发电子相干运动调控相干晶格振荡特性的可能性。

国家自然科学基金、广东工业大学“计划”启动基金;

基于特定参数下的因斯高斯Ince-Gaussian(IG)光束的奇偶模式线性叠加,提出了一种每个光瓣均为“V”字形的光束模式(VIG模式)。通过实验与数值模拟对所提VIG模式进行分析研究,结果发现VIG模式的“V”字形光瓣个数为其阶数的两倍。通过给奇偶模式施加一个初始相位差可以自由调控“V”字形光瓣连续分离为一大一小两个光瓣,并且可以对调两个光瓣的空间位置。通过力场分析发现,VIG模式有望应用于细胞分选。通过两个偶模一个奇模阶数比为1∶3∶2进行叠加,可以生成三个分支的VIG模式。

完美涡旋光场具有亮环半径不随拓扑荷值改变而改变的优点, 在微粒操纵及量子通信等领域具有重要的应用价值, 已成为近年来光场调控领域的研究热点。介绍了产生完美涡旋光场的三种典型方法, 综述了完美涡旋光场的调控技术及表征方法, 并对其应用进行了总结。

提出了一种基于奇偶模初始相位差因子调控的新型Ince-Gaussian(IG)光束, 即PIG(Ince-Gaussian beam with phase difference)光束。对传统IG光束偶模施加具有初始相位差φ的e指数相位因子, 将偶模与奇模进行线性叠加后得到了PIG光束。在其他参数相同的条件下, 重点研究了初始相位差调控因子对PIG光束空间模式的调控特性。数值模拟和实验结果表明: 当参数φ在0到π区间上连续取值时, 可实现正负涡旋PIG光束的连续变换; 当φ=π/2时, 中间状态涡旋消失; 调节φ使其为π的整数倍, 可以实现正负涡旋模式的跳变切换; 当调节φ为π的半整数倍时, 该光束可实现光瓣在椭圆轨迹上的精确位移控制。PIG光束为微粒操纵及光束微雕刻等领域提供了额外的调控自由度。

利用矢量波分析法对分数阶高阶贝塞尔涡旋光束(FBV)的电矢量特性进行了研究。在紧聚焦和非紧聚焦条件下，研究了拓扑荷(TCs)增量为0.1阶、拓扑荷从2.1增到3的过程中，Ex、Ey、Ez三个电场分量强度图的变化情况。进而对比分析了TCs值为整数阶和半整数阶FBV光束在由紧聚焦向非紧聚焦过渡过程中Ex分量强度的变化情况。数值模拟结果表明，紧聚焦和非紧聚焦情况下，三个分量的电场强度分布差异较大，其亮环圆对称性均遭到破坏；非紧聚焦情况下，Ex分量的圆对称性增强，而Ey、Ez分量与紧聚焦条件下的光强分布基本相同；在由紧聚焦向非紧聚焦过渡过程中，Ex分量整数阶TCs光束亮环圆对称性逐渐增强，而半整数阶TCs光束亮环结构基本不变，仅存在缩放关系。

研究了拉盖尔-高斯光束照射毛玻璃产生的散斑场的特性。利用空间光调制器结合计算全息法产生了拉盖尔-高斯涡旋光束；较深入地研究了拉盖尔-高斯光束照射下散斑大小与光束径向指数、角向指数及涡旋光束面积间的关系。结果显示：对同一径向指数，散斑颗粒平均大小随角向指数的增大呈直线减小趋势；对同一角向指数，散斑大小随径向指数的增大而减小；散斑大小与涡旋光束照射面积的负指数成正比；随径向指数的增大，其逐渐接近高斯光束照射的结果。

采用激光散斑的方法研究了CD光盘的刻录质量。由于标志光盘信息符的凹凸结构导致了光盘表面微结构的光学粗糙性，光盘不同区域被激光照射后在测量空间形成散斑图像，通过分析光盘不同区域产生的散斑图的统计相关性及对比度值的变化，对光盘的刻录质量进行了定性研究。结果显示，刻录质量好的光盘，其不同区域的散斑相关性好，散斑对比度值高且起伏性较小；而刻录质量有问题的光盘，信息符的统计相关性差，且散斑对比度值出现较大的起伏。研究表明，激光散斑方法是一种有效表征光盘刻录质量的新方法。