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无频响影响的光弹调制器定标新方法

中国激光 2024年第8期51卷 119-125页

作者：杨军营韩培高魏莹莹曲阜师范大学物理工程学院山东曲阜273165 山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165

针对现有光弹调制器定标方法受探测器频率响应的局限性,提出一种新的光弹调制器相位调制幅值(Am)定标方法。利用起偏器、光弹调制器、波片,以及检偏器构建定标光路,利用Am=5.136 rad的二次谐波分量零值点作为定标辅助点,将待定标点与定... 详细信息

针对现有光弹调制器定标方法受探测器频率响应的局限性,提出一种新的光弹调制器相位调制幅值(Am)定标方法。利用起偏器、光弹调制器、波片,以及检偏器构建定标光路,利用Am=5.136 rad的二次谐波分量零值点作为定标辅助点,将待定标点与定标辅助点间的一阶贝塞尔函数比值作为定标函数,通过测量待定标点与定标辅助点的一次谐波分量比值反推出待定标点的真实相位延迟量幅值。该方法排除了由探测系统频率响应特性带来的定标偏差,并且可以对光弹调制器整个工作区间的相位延迟量幅值进行定标。该方法操作简单、系统鲁棒性强、定标范围广。

关键词：光弹调制器定标贝塞尔函数峰值延迟量

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基于宽带光源的光声传感器用于氨气探测

大气与环境光学学报 2024年第5期19卷 580-588页

作者：孙柳雅牛明生陈加雪唐敏尹亚婕欧阳金华山东省曲阜师范大学物理工程学院激光研究所山东省激光偏振与信息技术重点实验室山东曲阜273165

对来自不同排放源的氨气进行高灵敏度探测,可以为环境治理和医疗诊断等方面提供一定的参考依据。然而,目前的氨气传感器存在在近红外波段吸收线强较弱、在中红外波段光源成本高且普遍体积大等缺点。本工作开发了一款基于宽带光源的光声... 详细信息

对来自不同排放源的氨气进行高灵敏度探测,可以为环境治理和医疗诊断等方面提供一定的参考依据。然而,目前的氨气传感器存在在近红外波段吸收线强较弱、在中红外波段光源成本高且普遍体积大等缺点。本工作开发了一款基于宽带光源的光声传感器,选择的工作波长在2239 nm附近,此处的氨气线强量级较大为10-20cm/molecule,可以有效避免CO_(2)和H_(2)O的干扰。研究结果表明:该光声池的共振频率为1830 Hz;在室温、一个大气压和光功率为2.46 m W的实验条件下,对不同浓度的氨气测量信号进行线性拟合,线性度可达0.98976,系统具有良好的线性响应特性;Allan方差分析表明该系统稳定的最优积分时间为100 s。该传感器能满足对来自不同排放源氨气的探测要求,对实现氨气的高灵敏度探测具有重要的参考价值。

关键词：气体传感器光声光谱宽带光源氨气探测

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弱测量操作后的量子纠缠态的可逆性

量子光学学报 2024年第1期30卷 1-6页

作者：杜少将张英杰夏云杰济宁学院物理与电子工程学院山东曲阜273155 曲阜师范大学物理工程学院山东曲阜273165

对弱测量操作后的量子纠缠态实施可逆性操作,采用共生纠缠的方法度量纠缠态的强度,分析对比初始纠缠态强度和弱测量操作后的纠缠强度,探究对弱测量后的量子纠缠态逆转的可行性。以两体量子纠缠态为例,将处于纠缠态的两二能级原子分别置... 详细信息

对弱测量操作后的量子纠缠态实施可逆性操作,采用共生纠缠的方法度量纠缠态的强度,分析对比初始纠缠态强度和弱测量操作后的纠缠强度,探究对弱测量后的量子纠缠态逆转的可行性。以两体量子纠缠态为例,将处于纠缠态的两二能级原子分别置于高品质真空腔场中并进行弱测量操作和可逆性操作,研究两体系统量子纠缠态纠缠强度的动力学特性。数值分析表明,弱测量操作后通过可逆性操作可以实现系统量子纠缠的恢复,弱测量后量子态纠缠强度经可逆性操作可使其恢复到初始状态值,即通过可逆性操作方案可修复弱测量对量子态的干扰影响。

关键词：量子纠缠共生纠缠弱测量可逆性操作

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椭圆氧化孔径垂直腔面发射激光器的偏振特性

中国激光 2024年第6期51卷 57-66页

作者：谢中华渠红伟周旭彦张建心隋佳桐孟凡胜宫凯郑妹茵王海玲王宇飞齐爱谊曲阜师范大学物理工程学院山东济宁273165 潍坊先进光电芯片研究院山东潍坊261000 中国科学院半导体研究所固态光电信息技术实验室北京100083 潍坊大学物理与电子信息学院山东潍坊261061

为了改善用于铷原子钟的795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的偏振稳定性,研究了不同氧化孔径和椭圆度对VCSEL偏振性能的影响。利用COMSOL Multiphysics的波动光学频域模块模拟了不同氧化孔径对有源区谐振光强的影响。结果表明,当氧化孔径... 详细信息

为了改善用于铷原子钟的795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的偏振稳定性,研究了不同氧化孔径和椭圆度对VCSEL偏振性能的影响。利用COMSOL Multiphysics的波动光学频域模块模拟了不同氧化孔径对有源区谐振光强的影响。结果表明,当氧化孔径为3.5~4.0μm时,有源区的谐振强度最高。采用可实时观察的湿法氧化系统,研究了氧化温度对氧化速率和氧化孔椭圆度的影响。随着注入电流的增加,三种不同椭圆氧化孔的VCSEL表现出不同的模式特性、偏振特性和偏振角旋转特性。测试结果表明,带有长轴径为3.7μm、椭圆度为1.7的椭圆氧化孔的VCSEL性能最佳。在85℃下,当注入电流为1.5 mA时,输出功率为0.86 mW,激光波长为795.4 nm,边模抑制比(SMSR)为43 dB,线宽为65 MHz,正交偏振抑制比(OPSR)为23.8 dB。在0.6~2.7 mA的范围内,VCSEL的主偏振方向保持不变。

关键词：激光器垂直腔面发射激光器氧化孔径湿法氧化正交偏振抑制比窄线宽

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高功率1060 nm垂直腔面发射激光器

光学学报 2024年第2期44卷 229-235页

作者：郑妹茵渠红伟周旭彦董风鑫张建心隋佳桐孟凡胜谢中华王海玲王宇飞齐爱谊曲阜师范大学物理工程学院山东曲阜273165 潍坊先进光电芯片研究院山东潍坊261000 中国科学院半导体研究所固态光电信息技术重点实验室北京100083 潍坊学院物理与电子信息学院山东潍坊261061

为了提高1060 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的性能,本文对大功率1060 nm VCSEL进行了理论模拟和实验研究。计算得到红移速度为0.40 nm/K,据此确定增益和腔模失配量为-20 nm。对比分析了6种不同InGaAs组分和厚度的量子阱,以及3种不同势... 详细信息

为了提高1060 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的性能,本文对大功率1060 nm VCSEL进行了理论模拟和实验研究。计算得到红移速度为0.40 nm/K,据此确定增益和腔模失配量为-20 nm。对比分析了6种不同InGaAs组分和厚度的量子阱,以及3种不同势垒材料的增益特性和输出特性,模拟结果表明,应变补偿的InGaAs/GaAsP量子阱有源区在温度稳定性、阈值电流以及功率方面更有优势。对P型分布式布拉格反射镜(DBR)进行优化设计,优化DBR渐变层厚度和对数,有助于获得更好的输出特性。采用金属有机化学气相沉积生长了InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱结构的VCSEL外延片,并制备了单管和阵列VCSEL,实验数据和理论分析基本吻合。实验测得,288单元VCSEL阵列在4.5 A电流下,连续输出功率为2.62 W,最高电光转换效率为36.8%,5 mm×5 mm VCSEL阵列准连续条件下(脉宽为100μs,占空比为1%),且在100 A电流下,获得峰值功率为53.4 W。

关键词：垂直腔面发射激光器高功率应变补偿分布式布拉格反射镜效率

基于不同色散模型的TiO_(2)薄膜的椭偏光谱分析

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光电子．激光 2024年第8期35卷 822-827页

作者：王梦茹管悦杨至营孙晓娟韩培高曲阜师范大学物理工程学院山东曲阜273165 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

为了研究不同色散模型对含孔隙TiO_(2)薄膜的椭偏光谱分析的影响,分别采用5种色散模型对溶胶-凝胶法制备的TiO_(2)薄膜在1.55—4 eV波长范围内的椭偏光谱进行拟合分析,并利用斜反射谱对各模型的拟合结果进行验证。结果表明:不同色散模... 详细信息

为了研究不同色散模型对含孔隙TiO_(2)薄膜的椭偏光谱分析的影响,分别采用5种色散模型对溶胶-凝胶法制备的TiO_(2)薄膜在1.55—4 eV波长范围内的椭偏光谱进行拟合分析,并利用斜反射谱对各模型的拟合结果进行验证。结果表明:不同色散模型的选择对薄膜厚度和孔隙率的拟合结果均有影响,折射率色散的拟合结果受色散模型影响明显,New-Amorphous、Tauc-Lorentz、Adachi-New Forouhi模型均适用于溶胶-凝胶法TiO_(2)薄膜在整个测试波段上的椭偏光谱拟合,而Cauchy Absorbent、Sellmeier Absorbent模型无法在整个测试波段得到较好的椭偏光谱拟合,适用波段较窄。该研究结果为含孔隙的溶胶-凝胶TiO_(2)薄膜的椭偏光谱分析提供了色散模型选择参考。

关键词：光谱学光学常数椭偏光谱色散模型

一种新型静态样品池系统应用于高温谱线参数测量

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2152-2157页

作者：黄文健张铭珂高光珍王宣杨玉冰蔡廷栋江苏师范大学物理与电子工程学院江苏徐州221116

在实际高温气体探测工况下,温度的变化往往会对所测气体谱线参数测量结果带来不同程度的影响,且有时难以实现实时在线测量。因此该研究旨在设计加工一个新型高温样品池模拟高温环境,并在其基础上搭建一套可调谐二极管激光吸收光谱测量... 详细信息

在实际高温气体探测工况下,温度的变化往往会对所测气体谱线参数测量结果带来不同程度的影响,且有时难以实现实时在线测量。因此该研究旨在设计加工一个新型高温样品池模拟高温环境,并在其基础上搭建一套可调谐二极管激光吸收光谱测量系统用来对目标气体高温环境下的光谱进行探测,实现对谱线参数的精确检测。针对高温样品池的设计,采用Comsol对样品池材料的固体导热特性进行模拟分析,从而确定最佳加工所需尺寸和材质。经检测,设计加工后的高温样品池具有良好的性能,可在300~1000 K温度范围及-0.1~10 atm压力范围内工作,在1000 K温度下样品池温度的最大偏差为20 K;在真空条件下,当温度为300和1000 K时分别测量到的气体泄漏速率为5和10 Pa·min^(-1)。使用中心波长为1573 nm的分布反馈(DFB)半导体激光器作为光源测量了HITRAN2016数据库中参数较为准确的CO分子的部分高温光谱,并把依此反演得到的谱线参数与HITRAN数据库进行对比分析,误差基本在5%以内,证明了所设计加工高温样品池的良好性能,可为高温环境下的气体谱线参数测量提供帮助。

关键词：气体探测吸收光谱高温样品池性能测试谱线反演

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金刚石结构与功能研究综述

曲阜师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期50卷 13-21,F0002页

作者：刘晓兵张晓冉张楚潼曲阜师范大学物理工程学院山东省曲阜市273165

金刚石是一种碳的同素异形体基于其sp^(3)共价结构,兼具各种卓越性能,是自然界最坚硬的材料,具有最大的热导率和最宽透光波段.传统的金刚石已经广泛应用于各个行业和领域,有趣的是,微量的元素掺杂会进一步丰富金刚石的性能,形成具有特... 详细信息

金刚石是一种碳的同素异形体基于其sp^(3)共价结构,兼具各种卓越性能,是自然界最坚硬的材料,具有最大的热导率和最宽透光波段.传统的金刚石已经广泛应用于各个行业和领域,有趣的是,微量的元素掺杂会进一步丰富金刚石的性能,形成具有特殊功能的金刚石,如半导体金刚石和量子金刚石.这种集合了传统金刚石卓越性能的功能金刚石材料,在半导体器件、量子精密探测和量子计算领域具有巨大的应用潜力.该文介绍了金刚石的结构、性能以及功能金刚石的发展和应用,并探讨了半导体金刚石和量子金刚石所面临的机遇和挑战.

关键词：金刚石掺杂半导体金刚石量子金刚石

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质心系能量200 GeV下Au-Au碰撞中的轻核产生

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曲阜师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期50卷 99-104页

作者：乔姜禾高邓浩王瑞芹邵凤兰曲阜师范大学物理工程学院山东省曲阜市273165

STAR实验组最新发布的氘、氚等一系列实验数据,为轻核产生机制的理论研究提供了新机遇.利用核子重组合模型,系统研究质心系能量200 GeV下Au-Au碰撞中氘、氚、^(3)He的横动量谱、产额快度密度以及平均横动量.氘、氚的理论计算结果能够自... 详细信息

STAR实验组最新发布的氘、氚等一系列实验数据,为轻核产生机制的理论研究提供了新机遇.利用核子重组合模型,系统研究质心系能量200 GeV下Au-Au碰撞中氘、氚、^(3)He的横动量谱、产额快度密度以及平均横动量.氘、氚的理论计算结果能够自洽描述其最新实验数据,^(3)He的理论预言为相对论重离子对撞机(RHIC)实验进一步测量提供理论依据.研究结果表明,核子重组合是RHIC高能区Au-Au碰撞中氘、氚、^(3)He等轻核的主要产生来源.

关键词：轻核产生机制核子重组合模型横动量谱产额快度密度平均横动量

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