采用化学气相沉积方法和逆向气流策略,成功地可控合成了均匀、平整、结晶良好的单层、2H相、3R相以及螺旋结构硒化钨(WSe2)单晶,利用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼和光致发光光谱等表征进行测试分析,证实了WSe2具有优异的晶体质量。通过精确控制炉腔温度分布实现了不同原子层堆垛方式的生长调控,利用过饱和度理论分析推测出螺旋堆垛及位错臂的数量与不同过饱和度分布之间的关系,在螺旋的WSe2结构中观测到了两个数量级的二次谐波产生(SHG)增强,通过SHG偏振特性表征螺旋结构的偏转角度,揭示了层间耦合作用和内部应变对螺旋堆垛的影响,有助于推动二维半导体多相可控生长和光电物性调控研究。
材料 过渡金属硫族化合物 逆向气流化学气相沉积 螺旋堆垛 二次谐波产生
南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,南京210023
为了在波导中轻松实现相互作用波之间的相位匹配,产生有效的二次谐波,设计了一种新型条形波导--二氧化硅-铌酸锂-二氧化硅(SiO2-LiNbO3-SiO2),该条形波导由SiO2和无蚀刻z切割的LiNbO3组成,通过调整波导结构分析了波导的色散,研究了不同尺寸的SiO2对基波与二次谐波相位匹配点的影响,分析了该条形波导倍频的可行性,并利用脉冲的振幅和宽度对频谱展宽的特性,实现超宽带连续谱。仿真结果表明:在覆盖层SiO2宽度为1 600 nm、高度为400 nm的条形波导结构中,使用脉冲振幅为107 a.u.,脉冲宽度为10 fs的超短脉冲,得到了一个带宽为1 302.5 nm的超宽带连续谱。
铌酸锂 相位匹配 二次谐波产生 超连续谱 光通信 lithium niobate, phase matching, second harmonic g
1 中国科学院物理研究所,北京 100190
2 清华大学物理系,北京 100084
使用强场太赫兹泵浦二次谐波产生探测、研究外尔半金属TaAs中的三阶非线性响应过程。当泵浦太赫兹电场沿着TaAs(112)晶面的不同晶向时,强场太赫兹诱导的光学二次谐波信号展现出了不同的响应,这可以用泵浦太赫兹电场引入的三阶非线性极化来定量地解释,其中较大的zzzz分量可能起着重要的作用。
非线性光学 强场太赫兹 二次谐波产生 外尔半金属 中国激光
2023, 50(17): 1714016
深圳大学物理与光电工程学院, 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
二次谐波产生(SHG)成像技术是一种针对非中心对称生物组织的免标记成像技术,已经成为生命科学研究的重要手段。衍射极限使得SHG技术无法分辨衍射极限以下的精细结构。虽然超分辨显微技术取得了突破性进展,但是SHG的相干非线性过程限制了SHG超分辨显微技术的发展。提出了一种点扫描结构光照明SHG超分辨显微(SHG-psSIM)技术,实现了氧化锌颗粒和小鼠尾腱的超分辨SHG显微成像。在传统的SHG显微系统的激发光路中引入电光调制器,通过对激发光正弦调制产生点扫描结构照明图案。基于点扫描结构照明图案与样本结构相互作用产生的莫尔条纹效应,将原本不可探测的样本高频信息搬移到显微镜通频带内,并利用光电倍增管探测。最后,利用软件重构出超分辨率图像。对比传统SHG系统,SHG-psSIM分辨率提高了1.86倍。
显微 二次谐波产生 二次谐波产生显微 结构光照明显微 超分辨显微 光学学报
2022, 42(10): 1018001
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
3 聊城大学 物理科学与信息工程学院 山东省光通信科学与技术重点实验室,山东 聊城 252059
4 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094
5 北京国科世纪激光技术有限公司,北京 102211
具有高平均功率的皮秒级脉冲激光在工业加工、空间探测等领域具有重要的应用。但是锁模产生的皮秒种子光因脉冲宽度窄、单脉冲能量低,难以直接通过传统的行波放大实现功率的高效提升,因此也限制了输出脉冲的非线性频率转换效率。文中通过光栅啁啾脉冲展宽器和狭缝,将中心波长为1030 nm、脉冲宽度7 ps、重复频率52 MHz的光纤锁模种子光脉冲宽度展宽至32 ps,且将其光谱宽度控制在1.1 nm,利用两个空气包层光子晶体光纤放大器将功率放大至190 W。最后通过温度相位匹配LiB3O5 晶体实现了平均功率为103.1 W的绿光皮秒脉冲输出,光束质量因子1.17,二次谐波转换效率54.3%。
皮秒放大器 光子晶体光纤 光栅 脉冲展宽 二次谐波产生 picosecond amplifier photonic crystal fiber grating pulse stretching second harmonic generation 红外与激光工程
2021, 50(11): 20200522
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 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),福州 350108
本文演示了紧凑的绿色和近红外双色连续波激光光源,其发射波长分别为516 nm和775 nm。设计并制造了级联的周期性极化掺镁铌酸锂晶体,用于同时转换通信波长的二次谐波(SHG)和三次谐波(THG),可以在相同温度下获得绿色和近红外激光的输出。通过建立一个单程激光测量系统,在2 W泵浦功率下获得516 nm的0.15 mW绿光和775 nm的1.19 mW的光,晶体温度控制在30.8 ℃。实验结果将为单激光器泵浦的紧凑型双波长共线激光器提供重要的案例。
周期性极化MgO∶LiNbO3 准相位匹配 二次谐波产生 三次谐波产生 periodically poled MgO∶LiNbO3 quasi phase matching second harmonic generation third harmonic generation
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 国科大杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
报道了一种结构紧凑、成本低、稳定性高、操作简单,可应用于皮肤病学及医疗美容领域的黄光激光器。该激光器采用高功率保偏掺镱光纤激光器泵浦级联拉曼嵌套腔的结构,通过使用窄带宽的1178 nm光纤布拉格光栅以及优化拉曼增益光纤的长度,获得了高功率窄线宽线偏振1178 nm激光。结合基于周期极化钽酸锂晶体的单通倍频方式,实现了10.19 W连续波589 nm激光的输出,倍频效率为18.12%。此外,研制的工程样机功率峰峰值浮动小于2%。
激光器 光纤激光器 拉曼振荡器 光纤布拉格光栅 非线性光学 二次谐波产生 中国激光
2021, 48(16): 1601006
1 杭州电子科技大学理学院物理系, 浙江 杭州 310018
2 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心, 安徽 合肥 230031
光学二次谐波产生技术是研究材料极化特性和对称性的重要工具,利用搭建的显微二次谐波产生光路,对生长在SrTiO3衬底上的BaTiO3薄膜样品进行了二次谐波产生测试。结果表明,BaTiO3薄膜在面内方向具有二重旋转对称性。在四种偏振模式下测量了样品的二次谐波信号,结果表明,随着基频光入射功率的变化,二次谐波强度的图样也发生了变化。当入射光功率为7.5~7.7 mW时,信号发生突变;当入射光功率大于7.5 mW时,水平偏振出射光的二次谐波信号图样主峰减弱,次峰增强。
非线性光学 二次谐波产生 二维材料 铁电性 薄膜