研究了矩形块微纳结构吸收材料在中远红外波段的光学偏振吸收特性。该吸收材料由金属阵列-电介质层-金属膜组成, 在2.0 μm~5.0 μm波长具有双波长谐振吸收效应, 其理论吸收率大于80%。模拟计算和实验测试表明, 该吸收材料的短波吸收峰值与矩形块长轴方向入射偏振光的3阶谐振响应对应, 而长波吸收峰值与短轴方向基模谐振响应对应。实验制备了矩形阵列光吸收器并测试了它的的光学特性, 结果表明: 该吸收器结构在两个偏振方向的等效磁导率系数满足Lorentz模型, 等效磁导率谱线虚部峰值波长与吸收谐振波长相对应, 表明这种吸收材料的偏振吸收与入射电磁波的磁谐振响应有关。研究结果揭示了微纳结构吸收器的双波长频谱吸收机理, 有助于实现特定波长生物传感器及光电探测器的设计。

研究了Nd:YVO4 激光晶体对808 nm附近光的吸收, 定量给出了不同激活粒子浓度与其吸收808 nm光的关系。在测试晶体透过率基础上,通过计算, 给出了Nd:YVO4 晶体808 nm波长光的吸收系数。实验得出了在确定浓度和长度的情况下,晶体对808 nm泵浦光吸收系数是一个不与泵浦源功率相关的确定值。 计算了π 和 σ两偏振吸收,比较出它们之间的关系。

用坩埚下降法制备了Ho3+离子掺杂的LiYF4单晶。测定了Ho3+∶LiYF4晶体的偏振吸收光谱。应用Judd-Ofelt理论分别计算了Ho3+∶LiYF4晶体中Ho3+离子的有效强度参数Ω2, 4, 6、能级跃迁振子强度fexp和fcal、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β、辐射寿命τrad等光谱参数。测定了样品在640 nm光激发下的红外发射光谱,观测到由Ho3+离子的5I6→5I7跃迁所致的2.8～3 μm中红外发光,以及在1.2 μm (5I6→5I8)和2.0 μm(5I7→5I8)处较强的荧光。Ho3+∶LiYF4单晶样品的吸收峰线宽较宽,计算得到1.2 μm和2.0 μm的峰值发射截面分别达到0.20×10-20 cm2和0.51×10-20 cm2, 同时测定了1 191 nm(5I6→5I8)和2 059 nm(5I7→5I8)发射的荧光寿命。研究结果表明: Ho3+∶LiYF4晶体在2.0～3 μm波段的中红外激光器中有较大的应用前景。