增强二元混合物中少量化合物的受激拉曼散射光谱

在二元混合物构成的悬垂液滴中，用罗丹明640染料的激光增益，增强了少量化合物的受激拉曼散射光谱，并分别将甲醇-乙醇、乙醇-水混合液中的少量化合物的受激拉曼光谱可探测极限降低了近一个数量级．     

消逝波增益耦合球形微腔中的受激拉曼散射

针对球形微腔能否将腔外介质的拉曼增益耦合到腔内,并在微腔回音壁模式的支持下形成腔外介质的受激拉曼辐射的问题,通过石英球腔在纯水中的受激拉曼散射实验,首次观察到水的拉曼增益确实可以通过消逝场耦合进入球腔,并在腔内形成拉曼光的受激辐射放大.     

受激拉曼光谱系统的研制

拉曼光谱是一种包含丰富样品结构信息的光谱技术,但是拉曼光谱检测的缺点是检测灵敏度低和荧光干扰.本实验室研制的受激拉曼光谱系统,是将一束皮秒(10-12 s)脉宽的可见泵浦光和一束由飞秒(10-15 s)脉宽的探测白光共同作用于样品,产生受激拉曼信号.该光谱系统的拉曼泵浦光在可见和近紫外波段可连续调谐,可以同时获取受激拉曼光谱的增益和损失光谱,具有灵敏度高和抑制荧光干扰等优点.分别考察了拉曼泵浦光和拉曼探测光脉冲相对时序、拉曼泵浦光强度对受激拉曼光谱的影响,受激拉曼信号强度在拉曼泵浦和拉曼探测脉冲时间上完全重合时达到最大.在拉曼泵浦光强较小时,受激拉曼谱峰强度随泵浦光强度增大而增大;当拉曼泵浦光强度较大时,损失谱峰强度会趋于饱和,在研究的光强范围内增益谱峰会持续增长,未达到饱和.     

基于液芯光纤的水中甲烷拉曼检测技术

根据经典电磁理论和量子理论分析了拉曼光谱技术,探讨了共振拉曼效应对提高散射光强所起的作用．采用LRS—III型激光拉曼光谱仪对甲烷水溶液进行了拉曼检测实验,实验结果验证了水中甲烷拉曼检测的可行性．根据液芯光纤传光原理分析了输出拉曼光功率与损耗系数和光纤长度的关系,利用LabVIEW软件对液芯光纤的拉曼增益作用进行了仿真,仿真结果表明液芯光纤可提高拉曼光强达10^3倍．针对水中甲烷含量比较低的特点,提出基于液芯光纤并共振拉曼效应的方法,可提高拉曼光强接近10^9倍．     

355 nm激光泵浦BN晶体受激拉曼散射实验的研究

自从受激拉曼散射被发现以后,发现了多种拉曼介质,这些拉曼介质有气体、液体还有固体,从这些介质的受激拉曼散射中得到上百条谱线,光谱分布从紫外到近红外,有效拓宽了激光光谱范围。增益较高的拉曼晶体有碳酸盐、硝酸盐和钨酸盐晶体,在这些晶体中Ba（NO3）2晶体是最有潜力的材料之一。该文研制出一套实验系统,通过受激拉曼散射的原理和实验结合来研究硝酸钡晶体的受激拉曼散射现象。研究内容主要包括如下：搭建一级放大1064 nm激光实验系统;在1064 nm有源光基础上,完成泵浦光355 nm激光的搭建;完成355 nm激光泵浦Ba（NO3）2晶体的受激拉曼散射实验研究。     

基于透明微针拉曼原位检测H2O2

在聚甲基丙烯酸甲酯-微针（PMMA-MNs）阵列上修饰聚多巴胺（PDA）层,通过离心技术将金纳米粒子（Au NPs）组装在MNs表面,构建纳米金@聚多巴胺@聚甲基丙烯酸甲酯微针阵列（Au@PDA@MNs）.Au@PDA@MNs有强表面增强拉曼散射（SERS）效应,以罗丹明6G（R6G）作为拉曼探针,在10^-4~10^-8 mol·L^-1的范围内有良好的线性响应,检测限（LOD）可达3.1×10^-10 mol·L^-1.为了检测过氧化氢（H₂O₂）,4-巯基苯硼酸（4-MPBA）被修饰在Au@PDA@MNs上以构建功能化的MNs.利用4-MPBA分子氧化生成4-羟基硫代苯酚（4-HTP）和MNs的透光性,基于1 000 cm^-1和1 068 cm^-1处拉曼强度比（I_{1 000}/I_{1 068}）的变化,完成了H₂O₂的拉曼定量检测,I_{1 000}/I_{1 068}的变化与H₂O₂浓度成定量关系.线性响应范围为10~2 000 μmol·L^-1,LOD为0.93 μmol·L^-1.MNs和SERS技术的结合为确定具有短半衰期和弱拉曼信号的疾病相关生物标志物开辟了一条新途径.     

激光带宽对等离子体中受激拉曼散射不稳定性的抑制效应

本文研究了激光带宽对等离子体中受激拉曼散射不稳定性激发的抑制效应.通过改变激光参数和等离子体参数,利用一维粒子模拟验证了当激光带宽远大于线性增长率时,带宽对受激拉曼散射的线性增长阶段具有明显的抑制作用.模拟研究同时表明通过选择适当的调频参数和降低受激拉曼散射的线性增长率可以使带宽的抑制效应更明显.但是激光带宽并没有使受激拉曼散射完全消失,其抑制作用主要体现在延长不稳定性线性增长的时间.     

同向抽运光纤拉曼放大器增益分析方法比较

系统地研究了同向抽运光纤拉曼放大器的增益特性,并对分析增益的数值模拟和求解析解2种方法进行了比较.采用龙格库塔法的算法对增益进行数值仿真,分析了所有参量在小信号和大信号时对增益的影响.将数值仿真结果与解析解进行比较,结果发现小信号时两者结果一致,且解析解的方法更简单;大信号时,数值模拟的方法更适合分析光纤拉曼放大器的性能.     

激光与均匀大尺度等离子体相互作用中受激拉曼散射不稳定性的研究

研究了波长为810 nm、脉宽为0.81 ps的圆偏振激光脉冲与毫米量级的一维均匀等离子体相互作用中受激拉曼散射不稳定性;利用一维粒子模拟程序分析了激光沿着靶传播过程中在不同位置的受激拉曼散射,以及激光强度和等离子体密度对受激拉曼散射不稳定性的影响;发现激光强度增强和等离子体密度的增加（1/4临界密度内）均能够促进受激拉曼散射的发展.研究结果可为点火试验的设计提供参考.     

基于IS-LM-BP模型的宏观经济政策设计

对引入的IS-LM-BP模型在选取适当的状态向量、控制输入向量、输出向量及干扰输入向量后将其转化为状态空间模型，在此基础上，判断出该模型可任意极点配置，进而设计了一种纯增益反馈控制器.计算得到适当的状态反馈增益矩阵K₁，K₂，通过反馈控制，使该经济系统渐近稳定，同时可对输出进行调节，即实际总供给和实际汇率趋于计划的总供给和汇率.借助Matlab软件对模型进行数值模拟，验证了系统在该控制器下可达到输出调节.通过对IS-LM-BP模型纯增益反馈控制的设计，为该模型宏观经济政策设计提供了一定的依据.     

Study of stimulated Raman and Brillouin scattering in a finite interaction region under the convective instability condition

We discuss stimulated Raman scattering (SRS) and stimulated Brillouin scattering (SBS) under the convective instability condition with a one-dimensional three-wave interaction (3WI) model.Using linear theory,we deduce the temporal growth rate,gain exponent,and reflectivity of the backward scattered wave in a finite interaction region.We find that the growth rate is not only determined by the laser intensity and plasma density and temperature,but also related to the spatial gain.The length of the interaction region is important to the gain exponent and backscattering level.We simulate the developments and evolutions of SRS and SBS based on the 3WI equations.Our numerical results consist with the linear theory.     

SRS、SBS效应对双向光纤通信系统中光信号功率的衰减

对双向密集波分复用光纤通信系统中的ＳＢＳ（受激布里渊散射）,ＳＲＳ（受激喇曼散射）的联合作用进行了研究,从理论上给出了ＳＢＳ,ＳＲＳ效应共同作用下小信号功率的衰减公式,定量分析了目前研究中的相干光通信系统和ＨＤ－ＷＤＭ系统中由ＳＢＳ,ＳＲＳ效应产生的非线性功率衰减、研究结果表明,在考虑ＳＲＳ作用的同时,必须考虑ＳＢＳ的作用。     

同向泵浦喇曼光纤放大器的增益特性

为分析同向泵浦喇曼光纤放大器中各参量对增益的影响，根据同向耦合波方程导出了放大器输出端信号光的解析解，并给出了放大器增益的表达式。在参量取典型值的条件下，分析了光纤长度、初始信号光功率、初始泵浦光功率、光纤有效面积、拉曼增益系数等参量对放大器增益的影响，所得部分结果与文献的实验结果一致。根据各个参量对放大器增益的不同影响，可以优化放大器的增益特性，从而提高放大器的增益，进而提高其放大性能。     

An all-silicon Raman laser

The possibility of light generation and/or amplification in silicon has attracted a great deal of attention for silicon-based optoelectronic applications owing to the potential for forming inexpensive, monolithic integrated optical components. Because of its indirect bandgap, bulk silicon shows very inefficient band-to-band radiative electron-hole recombination. Light emission in silicon has thus focused on the use of silicon engineered materials such as nanocrystals, Si/SiO2 superlattices, erbium-doped silicon-rich oxides, surface-textured bulk silicon and Si/SiGe quantum cascade structures. Stimulated Raman scattering (SRS) has recently been demonstrated as a mechanism to generate optical gain in planar silicon waveguide structures. In fact, net optical gain in the range 2-11 dB due to SRS has been reported in centimetre-sized silicon waveguides using pulsed pumping. Recently, a lasing experiment involving silicon as the gain medium by way of SRS was reported, where the ring laser cavity was formed by an 8-m-long optical fibre. Here we report the experimental demonstration of Raman lasing in a compact, all-silicon, waveguide cavity on a single silicon chip. This demonstration represents an important step towards producing practical continuous-wave optical amplifiers and lasers that could be integrated with other optoelectronic components onto CMOS-compatible silicon chips.     

C band single pump photonic crystal fiber Raman amplifier

A novel twin-core photonic crystal fiber was proposed to reduce the complexity and cost of fiber Raman amplifiers.By means of a proper design,this fiber could acquire a higher and flatter Raman gain efficiency coefficient curve rR=gR/Aeff over a specified band of wavelength than a conventional fiber.A Raman amplifier was designed with this novel twin-core photonic crystal fiber to operate in C band from 1530 nm to 1565 nm.A remarkable improvement over a conventional fiber Raman amplifier was obtained.It was...     

一种宽带光纤拉曼放大器数值模拟的新算法

以后向泵浦的宽带光纤拉曼放大器为模型,基于平均功率的思想,运用矩阵迭代法模拟信号光和泵浦光在光纤中的传输特性,数值计算出拉曼增益曲线.这种算法结合了平均功率法的快速和矩阵迭代法的简单易控制的优点,在保证计算精度的情况下能提高计算速度.理论分析结果和实验结果均显示该算法可以准确模拟拉曼放大过程.该算法可以为设计制作光纤拉曼放大器提供参考.     

G652光纤喇曼增益谱的实验研究

在分析光纤喇曼放大原理的基础上,搭建14XXnm双波长泵浦光纤喇曼放大器试验系统,测量了目前光通信主干网络上广泛使用的G652光纤的喇曼增益谱,分析了其3dB带宽、增益谱波长范围、增益平坦度.结果表明,相对于EDFA,G652光纤的喇曼增益谱平坦度好,平坦增益范围大.当用峰值波长1440nm的泵浦激光器抽运时,其3dB谱宽为34nm,位于1520-1554nm,当用峰值波长1450nm的泵浦激光器抽运时,其3dB谱宽为43nm,位于1520-1563nm,当用峰值波长1440nm和1450nm的泵浦激光器双向抽运时,其3dB谱宽为40nm,位于1520-1560nm.在自建的光孤子通信系统上进行的应用表明,利用分布式喇曼光纤放大,可以明显改善光孤子的传输特性.