氧化锌微腔激光的模式调控

振荡模式的调控与单模激光的实现是微腔激光器走向实际应用所需解决的关键问题.本文从微腔模式的基本理论出发,按不同的调控机理梳理了ZnO微腔激光在模式调控方面的主要进展.首先,阐述了分布布拉格反射(DBR)或分布反馈(DFB)结构、腔体尺寸控制、游标效应等传统静态调控方式在ZnO微腔激光模式调控中的结构设计与研究进展;进一步讨论了通过压电、电光等物理效应调制折射率来实现ZnO微腔激光模式的动态调控;最后,综述了表面等离激元效应在实现纳米激光调控方面的最新进展,并系统分析了相关调控手段在ZnO微腔激光模式调控中的优点及存在问题.这些模式调控的方法不仅适用于ZnO紫外激光,同时也为其他材料、其他波段的微腔激光提供了参考.     

深紫外非线性光学晶体材料:发展趋势和创新探索

随着全固态激光技术在光通讯、光加工和光存储等领域的发展,深紫外非线性光学晶体材料成为目前国内外的研究热点.深紫外(λ200 nm)非线性光学(NLO)晶体是获得全固态深紫外激光的必不可少的材料.目前仅有KBe_2BO_3F_2(KBBF)晶体能够实现Nd:YAG的直接六倍频深紫外激光(波长=177.3 nm)输出.然而,KBBF晶体存在难以克服的本征缺陷,如原料氧化铍有剧毒、晶体存在严重的层状生长习性,从而极大地制约了其商业化生产和应用进程.因此,世界各国科研机构都在积极探索发展新一代的深紫外NLO晶体材料.本文通过回顾深紫外NLO晶体的发展历程,总结近十年来该领域新材料的发展趋势,重点分析限制深紫外NLO晶体发展的主要因素,讨论目前发展深紫外NLO晶体材料的主要矛盾和解决策略,以期对未来新材料的创新探索提供借鉴.     

反常的钡钛硅石结构化合物Ba_2NaClP_2O_7:从结构无序到相位匹配

正随着社会文明和科学技术的发展,高精度测试、激光医疗、激光显示和微加工等领域对激光光源的功率和波长可调谐范围提出了更高的要求,例如半导体光刻技术需要10mW量级的193nm全固态相干光源,激光光谱仪则需要毫瓦量级的170～200nm连续可调的深紫外相干光源[1].然而除电子同步辐射光源外,目前只有两种技术能产生波长小于200nm的深紫外激光的有效功率输出:一种是准分子激光器,另一种就是使用深紫外非线性光学材料,通过高次谐波的方法产生深紫外相干光;前者输出功率一般为10W量级,具有输出功率大的优点,却难以避免线宽大、     

单氟磷酸盐为深紫外非线性光学晶体探索提供新方向

<正>非线性光学晶体是一类具有重要战略价值的功能材料,可应用于红外军事对抗、激光频率转换、太赫兹光学、超高分辨光刻、医疗诊断等~([1]).其中,深紫外非线性光学晶体特指能够将激光频率转换为波长短于200nm的非线性光学晶体.自20世纪80年代起,以陈创天院士为代表的我国科学家开始了探索深紫外非线性光学材料的历程,并发现了氟硼铍酸钾KBe2BO3F2(KBBF)这一性能优良的新晶体,成功应用于Nd:YAG激光器的直接六倍频(177.3nm)激光的稳定输出.目前最高激光输出功率已经突破     

抗癌药物ACM与DNA相互作用的紫外共振拉曼研究

ACM(Adacinomycin如图1示)是蒽环类抗菌素,对许多肿瘤有抗癌活性,并且比其衍生物,临床广泛使用的阿霉素(Aclriamycin,ADM,如图1示)心脏毒性低。人们已用电子吸收光谱、荧光和~(31)P核磁共振以及共振拉曼(共振增强ACM蒽环色团的拉曼谱)研究了ACM与DNA相互作用,结果表明ACM色团插入DNA的T-A位置。至今尚未用紫外共振拉曼光谱(UVRRS)研究过ACM与DNA相互作用特性。本文用274nm紫外激光共振增强DNA碱基的拉曼光谱(而不受ACM拉曼光谱的干扰),从DNA拉曼光谱在与ACM作用前后的变化分析得出相互作用特性。     

一种潜在的半导体激光倍频新材料——MHBA晶体

在迄今报道的高效有机非线性光学材料中,3-甲氧基-4羟基苯甲醛(化学式:C_8H_8O_3,MHBA)晶体具有最深入紫外的透光性能和大的非线性光学系数。该晶体有效的解决了有机材料普遍存在的高非线性光学效应与紫外透光性能的矛盾。MHBA晶体的粉末倍频强度30倍尿素,非线性系数d_(13)=21P_mV~(-1),紫外截止边cut-off=370nm。采用溶液降温法比较容易获得优质的大单晶体。使用我们培养的MHBA单晶体,对1.064μm的激光倍频,获得     

激光武器

激光致僵武器据英国《星期日泰晤士报》报道,美国一名发明家最近研制出新概念"致僵"武器。这种非致命武器依靠"致僵射线",即利用紫外激光器发出光束来,在空气中电离出一条通道使电流导向目标,使被击中者周身肌肉神经抽搐、痉挛,直至僵硬而丧失活动能力,进而丢掉武器束手被擒。由于身体组织的保护,被击者的心脏、隔膜等重要器官不会受到影响,因此不会危及生命。     

准分子激光改变C60薄膜电导率

利用紫外激光直接改变材料电导率,具有广泛的应用前景,现正日益引起人们的重视。目前,在这一领域的研究大多集中于各种有机高分子聚合物,C_(60)是最近才出现的新材料。根据能带理论计算,C_(60)晶体为典型的直接能隙半导体,其能隙宽度为1.5eV。但多晶C_(60)薄膜却是良好的绝缘体,其本正电导率低于10~(-7)S·cm~(-1)。最近,Phillips等报道了用248nm的KrF准分子激光提高C_(60)薄膜电导率的实验研究,并提出电导率变化的主要机制是激光诱导的绝缘体-金属相变。 本文进行了准分子激光诱导C_(60)薄膜电导率提高的实验研究。在低于刻蚀阈值的激光脉冲照射下,C_(60)薄膜电导率提高了6个数量级。Raman谱的研究表明:电导率变化的主要机制是C_(60)被光致氧化分解为无定形碳,在较低能流密度的情况下,观察到微晶石墨及C_(60)聚合团簇的形成。     

波长最短的发光二极管

最近，日本物理学家创造了LED（发光二极管）发光波长最短的新纪录该LED用氯化铝制成。发光波长为210纳米，位于深紫外波段。该器件的出现，是开发小型高效超短波长光源的重要进展，它有广阔的应用前景，可以用在医药卫生、平版照排和污水杀菌等诸多领域。     

ArF准分子激光作用超螺旋PUC18 DNA的AFM研究

激光对DNA作用的机理研究,国内外尚无定论,有待进一步深入.龚立三等用YGA四倍频激光(265nm,30ps,50mJ)和准分子激光(KrF的248nm,Laser Roman的512nm)处理λ-DNA和λ-DNA/HindⅢ,用紫外分光光度计和琼脂糖凝胶电泳检测,增色效应和拖尾的出现表明DNA的结构键被激光脉冲切断.作者用YAGQ开关二倍频激光(532nm,1.5mJ,20ns)照射λ-DNA/HindⅢ、鱼精 DNA、小牛胸腺DNA和酵母RNA,测定了DNA的UV谱,并讨论了激光辐照导致DNA链断裂的分子机制.到目前为止,尚没见到采用扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)为手段研究激光对DNA作用机理的报道. 我们在文献中报道了AFM观察CO_2激光作用后的质粒DNA和小牛胸腺DNA样品的结果.本文中用ArF准分子激光(193nm,单脉冲能量为220mJ,20ns)作用超螺旋PUC18 DNA,并用AFM获得了它们的结构图象,讨论了激光和DNA的可能作用机理.     

高强钢激光深熔焊接温度场的数值模拟

建立了复合热源作用下的三维高强钢CO2激光焊接有限元分析模型,对高强铜板CO2激光焊接进行基于ANASYS平台的焊接过程数值模拟.焊接热源分为沿工件表面的高斯热源和沿激光入射方向的柱状热源两部分组成,获得了焊接温度场分布及熔池温度形态分布.结果表明,激光焊接温度场是一组具有梯度的以焊接方向为长轴的椭圆.光斑中心前半部分的等温线较为密集,后半部的等温线较稀疏,且离光斑越远,温度梯度越小.熔池高温时间短,焊缝截面熔深大,表现出了激光焊接热量集中、穿透力强的特点.试验所得的熔池温度场界面与试验结果吻合良好,对于分析其复杂的温度场具有一定的理论意义.     

单个准分子激光脉冲和位相光栅模板制作表面周期结构

近年来,准分子激光器(excimer laser)以其高能量的脉冲式紫外(193nm或248nm)激光输出特征而被人们用于部分薄膜材料的加工和制备,其原理是用聚焦后的准分子激光脉冲对靶材进行轰击,一定条件下将轰击出来的靶材颗粒均匀沉积在基片上便可以生长出薄膜结构,这种方法又称为PLD(Pulse laser deposition)技术.利用准分子激光器和石英位相光栅模板,人们已经在光敏光纤和光敏光波导中写入了性能良好的Bragg折射率光栅,由于LiNbO_3(LN)和 LITaO_3(LT)这两种重要的光学晶体均对准分子激光波长(248 nm)产生强烈吸收,所以当它们被该激光照射时,激光能量将被晶体吸收并产生热量.如果激光的能量密     

南极中山站紫外辐射的初步研究

南极春季臭氧减少,使到达地面的紫外辐射明显增加,对极区生物圈环境与全球生态系统都有重要影响.1993年起,我们在中国南极中山站(69°22′S,76°22′E)分别建立了辐射和臭氧观测系统,获得了紫外辐射和臭氧的连续观测资料.本文主要分析1993年2月～1994年12月紫外辐射和总辐射的变化特征,初步讨论南极春季臭氧减少与紫外辐射和总辐射的关系.1 观测仪器观测用的采样系统是RYJ-2全自动辐射记录仪,瞬时值分辨率为1W/m~2,时累值为0.01MJ/m~2,采样速率为1min,精度为0.6%.观测项目有紫外辐射、总辐射和反射辐射.紫外辐射和天空辐射表均系美国EPPLEY公司生产的适用于低温环境下的传感器,紫外辐射波长为290～385nm,灵敏度为160μV/W·m~(-2),仪器运往南极观测前在中国气象局计量中心进行了标定.同期进行的紫外辐射B波段(波长为285～325nm)和臭氧观测仪器在文献[1]中已作说明.2 紫外辐射的变化特征     

Ar离子激光泵浦的掺Nd光纤激光特性

用514.5nm的Ar离子激光泵浦掺Nd的石英光纤获得激光输出已有报道,最近我们进一步的工作结果表明,Ar离子激光中除了514.5nm波长外,用476.5nm、488.0am和496.5nm波长分别泵浦Nd掺杂光纤也都可获得1060nm的激光输出,实验测量了各种泵浦条件下的阈值、效率,并用高分辨率双光栅单色仪系统测量了光纤激光谱的精细结构,同时还对泵浦光和光纤激光在光纤中的场分布进行了研究。     

利用紫外激光以及H_2O_2和HF的混合溶液对硅片进行光化学蚀刻

讨论了一种在硅片上进行无抗蚀膜光化学蚀刻的方法,使用过氧化氢和氟化氢混合水溶液作为化学媒质,分别使用１９３ｎｍ准分子激光和２６６ｎｍ四倍频固体Ｎｄ︰ＹＡＧ激光作为光源．实验结果显示,可以不需要任何抗蚀膜,直接在硅表面进行图案蚀刻．对于１９３ｎｍ波长,在Ｈ２Ｏ２／ＨＦ质量比为１．３时,得到最佳蚀刻深度．在２９ｍＪ·ｃｍ～（－２）能量密度和１００００个脉冲照射下,得到２１０ｎｍ的蚀刻深度．在相同条件下,使用Ｈ２Ｏ２与ＨＦ混合液时的蚀刻深度大约是使用Ｈ２Ｏ与ＨＦ混合液时的４倍．对于２６６ｎｍ波长,在Ｈ２Ｏ２／ＨＦ　质量比为２时,　得到最佳蚀刻深度．　在１２ｍＪ·ｃｍ～（－２）能量密度和３００００个脉冲照射下,得到４２０ｎｍ的蚀刻深度．     

准分子激光在材料改性方面的应用

准分子激光由于波长短、功率大、效率高,特别是能够获得多种波长的紫外激光,因而在材料改性领域获得了广泛的应用。     

生存胁迫——紫外辐射增强对植物生态生理效应

地球上空臭氧层衰减、紫外辐射增强给陆地生态系统乃至人类带来极大影响,其中以对植物生存胁迫的影响尤为严重。近20年来,全球科学从生态、生理学的不同角度广泛开展了紫外辐射增强对植物生存胁迫影响的研究。众多实验结果显示,植物在紫外辐射（UV－B）增强胁迫下,生长、产量、品质、植物环境,光合作用、水分代谢、细胞生物膜结构完整性等生态特征与生理机能均发生明显改变,严峻的事实警示人们,减少污染排放,保护臭氧层完整性已迫在眉睫。     

广州大气气溶胶对到达地表紫外辐射的衰减

利用地表紫外辐射(UV,295～385nm)观测、太阳光度计与辐射模式定量评估了广州大气气溶胶对UV的衰减.观测表明UV谱区340nm的气溶胶光学厚度(AOD)年平均值达1.19,气溶胶光学厚度AOD340nm>1.0的年均出现频率达55%,对地表340nm紫外直接辐射的年均衰减率达68%.地表紫外辐射观测与模式评估表明全年大气对UV的平均衰减达75%,干季(10,11,12,1月)的平均衰减达72%;大气气溶胶在干季对UV的平均衰减达62%.表明目前广州城市群大气气溶胶对紫外辐射的衰减十分显著,至少一半以上的紫外辐射被大气气溶胶衰减,如此大幅度的衰减对城市生态系统、物种化学循环尤其是光化学反应过程将有重大的影响.     

激光光热瞬态畸变光谱法的分析特性

受激分子的无辐射驰豫过程,迄今已被开发为许多激光光热光谱学方法的基础.例如,激光光声光谱法、激光热透镜光谱法、激光光热偏转光谱法、激光光热折射光谱法和激光光热干涉光谱法,已经被应用于分析化学并被开发为一类高灵敏度和高空间分辨率的吸收光谱学方法.本工作首次提出了一个新型的激光光热瞬态畸变光谱学分析方法.采用一个调制的高斯激光束辐照液体样品,在被辐照的液体样品表面微区吸收激光光能并转变成热能.在被加热     

利用紫外激光以及H2O2和HF的混合溶液对硅片进行光化学蚀刻

讨论了一种在硅片上进行无抗蚀膜光化学蚀刻的方法,使用过氧化氢和氟化氢混合水溶液作为化学媒质,分别使用193nm准分子激光和266nm四倍频固体NdYAG激光作为光源.实验结果显示,可以不需要任何抗蚀膜,直接在硅表面进行图案蚀刻.对于193nm波长,在H2O2/HF质量比为1.3时,得到最佳蚀刻深度.在29mJ·cm-2能量密度和10000个脉冲照射下,得到210nm的蚀刻深度.在相同条件下,使用H2O2与HF混合液时的蚀刻深度大约是使用H2O与HF混合液时的4倍.对于266nm波长,在H2O2/HF质量比为2时,得到最佳蚀刻深度.在12mJ·cm-2能量密度和30000个脉冲照射下,得到420nm的蚀刻深度.