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基于交叉泵浦的受激电磁耦子散射非共线相位匹配方法

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光子学报 2023年第11期52卷 301-310页

作者：张瑞亮彭苏横王炳文耿利杰翟玉生张志峰翟凤潇杨坤郑州轻工业大学物理与电子工程学院郑州450000 郑州轻工业大学河南省磁电信息功能材料重点实验室郑州450000

提出一种基于交叉泵浦实现受激电磁耦子散射的非共线相位匹配的方法,获得频率可调谐的窄带Stokes光输出。根据参量放大理论,推导出交叉泵浦受激电磁耦子散射的单程放大增益效率表达式,揭示了交叉泵浦实现受激电磁耦子非共线相位匹配的... 详细信息

提出一种基于交叉泵浦实现受激电磁耦子散射的非共线相位匹配的方法,获得频率可调谐的窄带Stokes光输出。根据参量放大理论,推导出交叉泵浦受激电磁耦子散射的单程放大增益效率表达式,揭示了交叉泵浦实现受激电磁耦子非共线相位匹配的物理机制。实验上采用泵浦光在晶体侧面全反射的方式构建交叉泵浦,通过旋转晶体改变泵浦光全反射角,实现相位匹配条件的改变和输出Stokes光频率的调谐。输出Stokes光线宽为0.17 nm,波长调谐范围为1068~1076 nm。在15 mJ的泵浦能量下的输出能量为1.07 mJ,能量转化效率为6.8%。本研究为非线性参量转换过程中的相位匹配方法提供一种方案参考,尤其适用于泵浦光脉宽小于纳秒量级的短脉冲情况。

关键词：非线性光学非共线相位匹配交叉泵浦受激电磁耦子散射太赫兹波参量源

采用光谱技术研究[C_(4)mim][BF_(4)]的传压和测压性能

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光谱学与光谱分析 2022年第6期42卷 1674-1678页

作者：朱祥袁朝圣程学瑞李涛周松张欣董兴邦梁永福王征郑州轻工业大学物理与电子工程学院河南郑州450001 郑州轻工业大学河南省磁电信息功能材料重点实验室河南郑州450001

金刚石压腔是一种在实验室被频繁使用的高压产生装置,它在高压领域占据着重要地位。当金刚石压腔内传压介质只能提供非静水压环境时,利用传统的红宝石荧光光谱测压方法将很难准确测量样品压强,这也是目前超高压实验面临的普遍困难。若... 详细信息

金刚石压腔是一种在实验室被频繁使用的高压产生装置,它在高压领域占据着重要地位。当金刚石压腔内传压介质只能提供非静水压环境时,利用传统的红宝石荧光光谱测压方法将很难准确测量样品压强,这也是目前超高压实验面临的普遍困难。若有一种兼具“传压”和“测压”双重功能的物质,根据“相邻位置、相近压强”原则,将能够解决在非静水压环境中测不准样品压强问题。显然,探寻兼具“传压”和“测压”双重功能的物质是一项非常重要的工作。本文将红宝石微粒与离子液体[C_(4)mim][BF_(4)]装入金刚石压腔,然后利用金刚石压腔压缩[C_(4)mim][BF_(4)]使其提供高压环境,同时采集红宝石的荧光光谱及其附近[C_(4)mim][BF_(4)]的拉曼光谱。通过分析红宝石特征荧光峰R_(1)的峰位,得到了[C_(4)mim][BF_(4)]在加压过程中提供的一系列高压环境的压强值。通过分析红宝石特征荧光峰R_(1)的峰宽,发现[C_(4)mim][BF_(4)]在0~6.26和6.26~21.43 GPa两个压强范围内可分别提供静水压环境和准静水压环境,表明[C_(4)mim][BF_(4)]在0~21.43 GPa范围内可以作为传压介质使用。此外,还发现[C_(4)mim][BF_(4)]在0~2.28,2.28~6.26,6.26~14.39和14.39~21.43 GPa四个压强范围内分别为“液相Ⅰ”、“液相Ⅱ”、“非晶相Ⅰ”和“非晶相Ⅱ”。通过分析[C_(4)mim][BF_(4)]中特征拉曼峰ν(B-F)和ν(ring)的峰位,发现在[C_(4)mim][BF_(4)]四个相态内ν(B-F)和ν(ring)的峰位随压强增加均满足线性变化关系,并给出了相应的压强与峰位关系函数,这些函数是[C_(4)mim][BF_(4)]用作压标物质的重要依据。综上所述,[C_(4)mim][BF_(4)]不仅具有“传压”功能,同时还具有“测压”功能,可同时用作“传压介质”和“压标物质”。研究结果为在非静水压环境中准确测量样品压强提供了重要依据,也为超高压条件下样品压强测量不准确问题提供了新的解决思路。

关键词：荧光光谱拉曼光谱金刚石压腔离子液体传压介质压标物质

基于矢量涡旋光束和深度学习的图像信息编解码

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激光与光电子学进展 2024年

作者：孙立虎李萍萍刘素娟张晓冬刘楠楠吴鑫鹏郑州轻工业大学电子信息学院郑州轻工业大学河南省磁电信息功能材料重点实验室

为了提高矢量光通信的编码新颖性和受大气湍流影响的模式识别准确度，提出一种基于矢量涡旋光束和深度学习的信息编解码方案。设计一种新颖的编码方式将灰度图像信息嵌入矢量涡旋光束的特性参数。实验室内利用等效相位屏相应模拟无、弱... 详细信息

为了提高矢量光通信的编码新颖性和受大气湍流影响的模式识别准确度，提出一种基于矢量涡旋光束和深度学习的信息编解码方案。设计一种新颖的编码方式将灰度图像信息嵌入矢量涡旋光束的特性参数。实验室内利用等效相位屏相应模拟无、弱、中等和强大气湍流对光波前造成的影响，并构建一种由级联密集块组成的模式识别神经网络对接收端光束模式的偏振分布特性进行解调，模式识别准确度分别为100%、99.96%、99.93%、93.75%。为了验证方案的可行性，通过实验编码并在四种大气湍流环境中各传输了一张分辨率为80×80的Lena灰度图像，图像解码的误码率分别为0、1.56×10-4、7.8125×10-4和4.898×10-2。结果表明，所提方案可实现灰度图像信息的高质量加密编码、传输和解码，对大气湍流环境下结构光通信的发展具有潜在的应用价值。

关键词：矢量涡旋光束神经网络编解码大气湍流深度学习

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长光纤中拉曼光子时间模式的影响因素研究

光学学报 2022年第9期42卷 205-213页

作者：刘楠楠窦振铭贾若一赵钰丁贝贝郝蕴琦翟凤潇郑州轻工业大学物理与电子工程学院河南省磁电信息功能材料重点实验室河南郑州450001

在有损耗、色散和自相位调制的影响下,通过分段分析法计算了自发拉曼散射光子的二阶相关函数,研究了长光纤中脉冲光泵浦下自发拉曼散射的时间模式特性。研究结果表明:在无色散和自相位调制的情况下,自发拉曼散射光子的二阶相关函数不受... 详细信息

在有损耗、色散和自相位调制的影响下,通过分段分析法计算了自发拉曼散射光子的二阶相关函数,研究了长光纤中脉冲光泵浦下自发拉曼散射的时间模式特性。研究结果表明:在无色散和自相位调制的情况下,自发拉曼散射光子的二阶相关函数不受泵浦光损耗的影响,仅由泵浦光脉宽和拉曼光子相干时间之间的比值决定,与自发参量下转换光子的二阶相关函数具有相同的表达式;在有色散和自相位调制的情况下,由色散和自相位调制共同引起的泵浦光脉宽变化,以及泵浦光和拉曼光子间色散致走离,使拉曼光子的时间模式发生改变。自发拉曼散射光子的二阶相关函数取决于光纤损耗系数、色散参数和初始泵浦光脉宽等因素,不再与自发参量下的转换光子相同。

关键词：非线性光学拉曼散射光纤时间模式二阶相关函数色散自相位调制

基于POM,SAXS和Raman研究降温速率对[C_(12)mim][BF_(4)]熔体结晶过程及产物的影响

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光谱学与光谱分析 2023年第3期43卷 801-805页

作者：朱祥袁朝圣梁永福王征李海宁皇甫战彪周松周博董兴邦程学瑞杨坤郑州轻工业大学物理与电子工程学院河南郑州450001 河南省磁电信息功能材料重点实验室河南郑州450001

当前,高昂的生产和使用成本限制了离子液体规模化应用,如何回收再利用离子液体受到极大关注。离子液体结晶过程对研发新型回收技术至关重要,而降温速率对结晶过程有重要影响。基于此,以1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C_(12)mim][BF_... 详细信息

当前,高昂的生产和使用成本限制了离子液体规模化应用,如何回收再利用离子液体受到极大关注。离子液体结晶过程对研发新型回收技术至关重要,而降温速率对结晶过程有重要影响。基于此,以1-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C_(12)mim][BF_(4)])为研究对象,在60~0℃范围内对其进行快速(30℃·min^(-1))和慢速(1℃·min^(-1))降温,采用偏光(POM)、小角X射线散射(SAXS)和拉曼(Raman)等技术研究了该离子液体在降温过程中的相态转变和结构变化,揭示了降温速率对其熔体结晶过程及产物影响规律。POM研究表明:在快速降温过程中,[C_(12)mim][BF_(4)]经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变,得到了晶粒数量少但尺寸较大的“球状”晶体;在慢速降温过程中,[C_(12)mim][BF_(4)]经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变,得到了晶粒数量多但尺寸较小的“针状”晶体。SAXS研究表明:[C_(12)mim][BF_(4)]存在两种晶体结构,分别为“正交双层相”和“三斜双层相”,且同时出现在“晶态Ⅰ”中,而在“晶态Ⅱ”中只有“三斜双层相”一种晶体结构。由此可知,“晶态Ⅰ”是混合相晶体,而“晶态Ⅱ”是单一相晶体。此外,由Raman结果可知:“正交双层相”和“三斜双层相”中[C_(12)mim]^(+)构象存在较大差异,分别为“G构象”和“A构象”。综上所述,快速降温时,[C_(12)mim][BF_(4)]经历了“液态-液晶态-晶态Ⅰ”转变过程,得到了由“正交双层相”和“三斜双层相”组成的混合相晶体,该晶体同时含有[C_(12)mim]^(+)的“G构象”和“A构象”。慢速降温时,[C_(12)mim][BF_(4)]经历了“液态-液晶态-晶态Ⅱ”转变过程,得到了由“三斜双层相”组成的单一相晶体,该晶体只含有[C_(12)mim]^(+)的“A构象”。因此,降温速率对[C_(12)mim][BF_(4)]熔体结晶过程及产物具有重要影响。该研究结果为[C_(12)mim][BF_(4)]回收技术开发提供了重要实验数据,同时对研究其他同类型离子液体的相态转变和结构变化具有指导意义。

关键词：离子液体结晶晶体结构构象

Ti^(4+)掺杂对Ca_(3)Co_(2)O_(6)磁性和磁-介电性能的影响

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物理学报 2024年第17期73卷 258-265页

作者：王明豪龚高尚张会均何诗悦刘若水王利晨杨淑娴郑州轻工业大学电子信息学院郑州450000 郑州轻工业大学河南省磁电信息功能材料重点实验室郑州450000 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 中国电子信息产业发展研究院集成电路研究所北京100081

本文采用溶胶-凝胶法制备了一系列Ca_(3)Co_(2-x)Ti_(x)O_(6)(x=0,0.02,0.04,0.06)多晶样品,并对他们的磁性、介电和磁介电性能进行了研究.X射线衍射结果显示少量的Ti4^(+)并未改变Ca_(3)Co_(2)O_(6)的晶体结构.虽然非磁性的Ti4^(+)离... 详细信息

本文采用溶胶-凝胶法制备了一系列Ca_(3)Co_(2-x)Ti_(x)O_(6)(x=0,0.02,0.04,0.06)多晶样品,并对他们的磁性、介电和磁介电性能进行了研究.X射线衍射结果显示少量的Ti4^(+)并未改变Ca_(3)Co_(2)O_(6)的晶体结构.虽然非磁性的Ti4^(+)离子破坏了Ca_(3)Co_(2)O_(6)的长程铁磁链并抑制了部分铁磁相互作用,使得掺杂样品的磁化强度有所降低.但磁性测量结果拟合得到的居里-外斯温度和交换常数均为正值,说明在Ti4^(+)掺杂的Ca_(3)Co_(2-x)Ti_(x)O_(6)样品中铁磁相互作用依旧是占据主导地位的.由于Ti4^(+)离子的引入,Ca_(3)Co_(2)O_(6)的自旋阻挫得到一定程度释放,抑制了Ca_(3)Co_(2)O_(6)磁化台阶的形成.Ca_(3)Co_(2)O_(6)作为一种典型的磁介电耦合材料,Ti4^(+)离子掺杂对体系自旋阻挫的释放和精细磁结构的调控也使得样品的磁介电耦合效应受到了一定程度的抑制.

关键词： Ca_(3)Co_(2)O_(6) 磁化台阶磁介电效应

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α相和β相BiNbO_(4)∶Eu^(3+)的荧光性能

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人工晶体学报 2021年第9期50卷 1709-1714页

作者：李强皇甫战彪李海宁董兴邦朱祥郝蕴琦王征郑州轻工业大学物理与电子工程学院河南省磁电信息功能材料重点实验室郑州450002

采用高温固相法合成出正交相和三斜相结构的BiNbO_(4)∶Eu^(3+)样品,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、吸收光谱和荧光光谱对样品的结构和光学性能进行了研究。结果表明:900℃合成样品为正交相结构α-BiNbO_(4),而1200℃得到三斜相结构β-... 详细信息

采用高温固相法合成出正交相和三斜相结构的BiNbO_(4)∶Eu^(3+)样品,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、吸收光谱和荧光光谱对样品的结构和光学性能进行了研究。结果表明:900℃合成样品为正交相结构α-BiNbO_(4),而1200℃得到三斜相结构β-BiNbO_(4)。吸收光谱得到α相和β相BiNbO4的光学带隙分别为2.69 eV和2.96 eV,与第一性原理的理论结果2.640 eV和3.032 eV相吻合。Eu^(3+)掺杂诱导二者的光学带隙蓝移至2.89 eV和3.05 eV,有效改变了其光响应范围。荧光光谱表明:Eu^(3+)在两种结构的最强荧光峰均来自5D0→7F2电偶极跃迁,最强荧光峰分别位于615 nm和611 nm。Eu^(3+)在β-BiNbO_(4)中的荧光强度更高,而且其5D0→7F2和5D0→7F1的荧光强度比值更大。与Eu^(3+)相似,Er3+在β-BiNbO_(4)中具有更高的上转换荧光强度,其强度约是在α-BiNbO_(4)中荧光的近40倍,说明三斜结构BiNbO_(4)更适合做稀土离子的基质材料。

关键词：发光材料 BiNbO_(4) Eu掺杂荧光光谱拉曼光谱第一性原理光响应吸收性能

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温度对自种子直线腔光纤激光器的影响研究

光通信技术 2024年第5期48卷 113-117页

作者：郝蕴琦钟梦阳韩艺良刘楠楠翟凤潇杨坤郑州轻工业大学电子信息学院郑州450001 郑州轻工业大学河南省磁电信息功能材料重点实验室郑州450001 郑州轻工业大学郑州市信息光学与光电技术重点实验室郑州450001

为了研究温度对光纤激光器输出性能的影响,构建了一种自种子直线腔光纤激光器。该激光器采用掺铒光纤作为腔内放大增益介质,并利用光纤布喇格光栅(FBG)和光纤环镜组成线形激光腔。通过改变腔中核心器件的温度对激光器进行了实验研究。... 详细信息

为了研究温度对光纤激光器输出性能的影响,构建了一种自种子直线腔光纤激光器。该激光器采用掺铒光纤作为腔内放大增益介质,并利用光纤布喇格光栅(FBG)和光纤环镜组成线形激光腔。通过改变腔中核心器件的温度对激光器进行了实验研究。实验结果表明:随着温度的升高,激光器波长线性增加;与FBG自身加热时激光器的输出波长变化相比,激光器波长额外红移0.05243 nm。当温度从25℃升高至55℃时,激光器输出转换效率降低了4.878%,输出功率降低了33%。

关键词：掺铒光纤激光器自种子温度输出性能

Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)固溶体热学、电学和力学性质的理论研究

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人工晶体学报 2022年第3期51卷 477-484,492页

作者：邓斐然徐敏苗峰黄毅冯世全宋明泽肖晨达林园园李慧敏西南民族大学电子信息工程国家民委重点实验室成都610041 郑州轻工业大学磁电信息功能材料重点实验室郑州450002

采用第一性原理的密度泛函理论平面波赝势法,通过投影缀加波(PAW)和广义梯度近似(GGA)系统地研究了Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)的结构、能量、声子性质、电子性质和弹性性质。对MAX相Ti_(3)AlC_(2)晶体中A位置的Al元素用Zn元素进行替... 详细信息

采用第一性原理的密度泛函理论平面波赝势法,通过投影缀加波(PAW)和广义梯度近似(GGA)系统地研究了Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)的结构、能量、声子性质、电子性质和弹性性质。对MAX相Ti_(3)AlC_(2)晶体中A位置的Al元素用Zn元素进行替换掺杂,构建出Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)(x=0,0.25,0.5,0.75,1)固溶体结构模型。计算分析表明:在所研究的掺杂浓度范围内Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)均是热力学、动力学和力学稳定的脆性材料;此外,Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2)(x=0,0.25,0.5,0.75,1)均呈现金属性,在费米能级处的电子态密度主要贡献来自Ti-3d态,同时具有离子键、共价键和金属键的综合性质。随着Zn原子掺杂浓度的增加,在一定程度上其导电性和塑性均增强。

关键词： Ti_(3)(Zn_(x)Al_(1-x))C_(2) MAX相低维晶态材料第一性原理电子性质弹性性质声子性质

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