神奇的红外世界

红外线是介于可见光红端与微波之间的电磁辐射,其波长范围从0.75微米至1000微米,为人眼不可见光线部分。自从1800年英国天文学家威·赫谢耳(W.Herschel)在研究太阳光谱的热效应时发现以来,它在信息技术与通讯、保健与生命科学、国防与太空、科研与教育等领域中发挥出越来越重要的作用。根据红外辐射在地球大气层中传输特性的不同,可分为近红外(波长范围0.75～3微米)、中红外(波长范围3～6微米)、远红外(波长范围6～15微米)、极远红外(波长范围15～1000微米)四个波段。I.近红外波段近红外波段在通讯、药物检测、资源探测等领域存在大量应用…     

韦布空间望远镜与哈勃空间望远镜

波长 韦布的主要观测波段为红外,并且拥有4台用来拍摄天体图像及光谱的科学仪器.这些仪器提供的波长覆盖范围为0.6～28微米(1微米等于1×10-6米).而电磁波谱的红外部分处于0.75微米左右到几百微米之间.这意味着韦布的工作范围主要在电磁光谱的红外段,在可见光范围内(特别是在可见光谱的红色和黄色部分)也具有一定的观测能力.     

卤化物红外光导材料

在光传输技术中,目前常用的石英光纤局限在2微米以下的光波范围,而一类新型的传导媒介物——红外光纤可突破这范围,所以自1978年红外光纤被开发以来研究进展甚快。《卤化物红外光导材料》一文考察了几类红外光导材料,并通过分析和对比各类材料的优越点,阐明了红外光纤在选材上的着重点,指出了卤化物玻璃在新型红外光导材料研究中所具有的重要地位,展望了今后红外光导材料的研究趋势。     

单模光纤长波长色散测量

在光纤通信中限制通信距离的是光纤的传由于使用较长的波长及材料工艺的改进,光纤损耗已降到很低的程度,因而     

Er离子注入多孔硅的发光

硅是最重要的半导体材料,在微电子领域有着广泛的应用.室温下硅的禁带宽度为1.11 eV,相应的发光波长为1.14μm.在近红外波段,硅是间接带材料,发光效率很低,无法在光电子领域实际应用.近年来,人们用稀土离子Er掺入硅中,获得了Er~(3+)离子在1.54μm的近红外发光.这正是光纤传输的最低损耗波段.在掺Er的硅基材料上能否获得有实用功率的发光或激光器件,人们对此表现了极大兴趣.然而,理论评估表明前景不容乐     

掺Nd3+双包层光纤的泵浦波长及其光谱特性的研究

掺Nd~(3 )双包层光纤是近年来研制出的一种新型光纤,跟单包层光纤相比,它具有数值孔径大、接收面积大等优点,能直接用大功率半导体阵列激光器泵浦,而且机械调整方便。掺Nd~(3 )双包层光纤可以用来做大功率光纤激光器、高增益的光纤放大器和高功率的放大自发辐射源,在光纤通信、传感、医疗等领域具重要的应用前景。国外一些掺Nd~(3 )双包层光纤的研究工作,并未对半导体阵列激光泵浦波长进行仔细分析,大多采用808nm左右半导体阵列激光器泵浦。不同的光纤器件为了获得最佳的泵浦效率,要选择不同的泵浦波长。本文利用钛宝石激光器波长的宽调谐特性,对国产掺Nd~(3 )双包层光纤的泵浦波长和光谱特性进行了研究,发现907和1080nm光发射的最佳泵浦波长分别为833和835nm。若用808nm波长的激光泵浦,会产生很强的激发态吸收,因此在红外波段的光发射的效率较低,但这对上转换的光发射却很有利。同时,还发现用532 nm波长激光泵浦时,由于光纤外包层的光化学反应,580nm处的荧光峰强度随时间衰减。研究掺Nd~(3 )双包层光纤的泵浦波长及其光谱特性,对双包层光纤及其器件的设计和研制有重要的实际意义。     

光学纤维的未来

近几年来,光学纤维的研制工作进展非常迅速,光学纤维中,以白聚焦型(折射率呈连续分布)光学纤维为例,日本在1968年就研制出了商品名为“SE-LFOC”一种众所周知的光学纤维。这种光学纤维以多组份玻璃为原料,光的传输损耗可达10分贝/公里以下,包层型(折射率不连续分布)光学纤维的研制起步虽很早。1970年,用添加TiO_2的石英玻璃作纤芯,首先在美国制成,随后在日本也加紧进行了研究。1972年,用含B_2O_3的高硅氧玻璃作包层,制成了石英玻璃为纤芯的光学纤维(ETLOF-1),为以后研制低损耗光学纤维开创良好的开端。1973年又进一步开始研制用塑料(聚合物)作包层、石英玻     

用光纤维代替经典的折轴系统

天文望远镜中常用水平式折轴系统,射来的星光要在望远镜中附加3～6次反射,因此光能损失大,即使是新镀的铝面,总传输效率也仅59～36%,使用数月后,立即下降为49～25%.若再考虑补偿视场旋转的消转器的光损失,传输效率会降到34～18%以下.美国斯梯瓦天文台的天文学家们用一根20米长、直径125微米的光纤维把一架90厘米望远镜主焦点的星光引到固定在观测室地板下面的摄谱仪中,在波长大于4000埃的可见光及近红     

低损耗可塑光纤——实现光损耗0.1dB/m

日本电气通信研究所研究成功了世界上损耗最低的可塑光纤,每米的光损耗在0.1dB 以下。可塑光纤与石英系列光纤相比,可塑光纤轻,柔软有弹性,加工和处理都容易,富于经济性。并且,即使把传送光的中心部分(心线部分)增大到2—3mm 也能任意折弯,另外,因容易增大接收光的角度(开口角),故简化了光纤相互间和光纤与光源之间的连接技术。由于这些优点,在胃摄象机,汽车灯光用监控器等方面已开始使用可塑纤维。但是,以前的光纤光损耗最优良也在0.3dB/m 以上,要用在通信方面,存在着较大的问题,而期待着光透过性能优越的可塑光纤。     

预防家庭噪音危害

人们在充分享受现代物质文明的同时,也受到它们带来的种种危害,家庭噪音就是其中之一。据科学家测定,电视机、家庭影院、组合音响等所产生的噪音可达60～80分贝;洗衣机为42～70分贝;电冰箱为32～50分贝。而国家有关标准规定,居民区的环境噪音,白天不能超过50分贝,夜间则应低于40分贝。倘若超过这个标准,便会对人体构成危害。噪音有损人体的听觉器官。医学专家研究认为,家庭噪音是造成儿童聋哑的病因之一。据临床医学资料统计,若在80分贝以上噪音环境中生活,造成聋哑的可能性达50%。科学研究证实,噪音还会伤害人的眼睛,引起视力疲劳和视力减…     

Er~(3+)掺杂光纤中的孤子放大与最佳泵浦

为克服光纤损耗对孤子的衰减,必须进行孤子能量补偿.Er~(3+)掺杂光纤泵浦效率高,增益频带宽,插入损耗低,利用其实现孤子放大是理想的实际方案.实验研究也已见报道.为优化孤子放大系统设计,我们利用半经典理论建立了Er~(3+)掺杂光纤中孤子的传输模型,根据该模型,给出了透明传输的最佳泵浦条件.结果与分布放大实验符合较好.这一工作未见报道,对系统设计甚为有用.     

量子密码系统

一种利用量子物理学定律来使通信内容绝对保密的密码通信系统,在其走向现实应用的道路上迈出了重要的一步。今年1月,英国电报公司将一密码通信在一条光纤上传输了10公里远。而在这之前,人们用这种称为“量子密码”的技术只能将密码传输几个厘米的距离。这种量子密码技术有着显然的应用价值,比方说军事通信、银行间的电子转帐以及其他保密联络。这家公司的研究人员说,他们展示的通信系统还只是一个粗糙的系统,即使如此,它也能将密码传至几十公里远;但要把这种系统应用到商业通信网络上,还需要一段     

恒星趋死,行星新生

<正>也许,相比于让女性实现逆生长,让行星重现青春更简单。2003年8月,美国宇航局将一台红外望远镜——斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)发射升空。这是人类送入太空最大的红外望远镜,也是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。它的主要任务就是搜索日外行星,为人类寻找第二个家园。斯皮策太空望远镜的红外探测灵敏度极高,能将波长在3~180微米之间的红外辐射尽收眼底。它的红外之眼能够穿透宇宙中的各类尘埃,直击黑暗背后隐藏的无限奥秘。     

平均功率最大的紫外准分子激光器

准分子激光器是最近才开始被广为研究的一种激光器。它使用一种电子处于激发态时才存在的化合物。例如,KrF 在基态时不形成分子,在激发态时才形成分子。这类激光的主要特征是功率大、效率高、波长短(175～350毫微米的紫外区)。例如 KrF 准分子激光器的功率达1.9×10~9瓦,效率为1%,波长是248毫微米。     

氨化Si基Ga2O3/BN薄膜制备GaN纳米线及其发光特性

利用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备Ga2O3/BN薄膜,然后在氨气中退火合成了大量的一维GaN纳米线.X射线衍射、选区电子衍射和傅立叶红外吸收光谱的分析结果表明,制备的GaN纳米线为六方纤锌矿结构.利用扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜观察发现,纳米线具有十分光滑且干净的表面,其直径为40～160 nm左右,典型的纳米线长达几十微米.室温下以300 nm波长的光激发样品表面,显示出较强的363 nm的紫外光发射和422 nm处的紫光发射.另外,简单讨论了GaN纳米线的生长机制.     

光纤市场的经济评述和展望

今年世界上,传输损耗极低的光纤的总敷设长度,足以围绕地球10圈以上。 1983年耗费在光纤通信设备和线路敷设方面的资金,将继续大幅度地增长,这主要是由于各项大规模的光纤通信计划所促成的。尽管全世界经济衰退,但是全世界光纤市场的总销售额,估计将由1982年的4亿4千万美元,增至今年的6亿2千万美元,即增长41％。     

光伏双色GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器

GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器是基于量子阱导带内子能带间或子能带到扩展态间的光电子跃迁对红外辐射的吸收特性而研制成的新型红外探测器.它具有响应速度快(皮秒量级)、量子效率高、波长和带宽可调、热稳定性好、抗辐射能力强等特点,有利于制成大面积焦平面列阵红外探测器.近年来为了充分利用GaAs/AlGaAs量子阱材料的特点和优势,研究和探索新结构新器件的工作一直不断,其中光伏和双色红外探测器具有重要价值.光伏型探测器与信号处理电路易于集成,结构简单,功耗小,工作温度也较高,因而有利于发展焦平面列阵技术;3～5μm和8～12μm两个波段是重要的大气传输窗口,能同时工作在此波段的双色器件在军事、民用上有着特殊应用前景.本文的工作就是试图在理论上提出一种集光伏双色于一体的量子阱红外探测器结构.1 器件设计理论最近,AT＆T Bell实验室Capasso小组证实,在量子阱层中,波函数的局域化也可以发生在大于势垒高度的连续态中.在主量子阱结构两旁的垒区中引入方势阱叠层,这些方势阱称作Bragg反射阱,由于Bragg方势阱宽度接近主量子阱连续态电子de Broglie波长的1/4,故反射相干作用可使主量子阱区的连续激发态密度集中于某些能量处,从而增加基态到这些准束缚态的跃迁振子强度,这对于实现器件光电吸收     

红外科学技术进展

1800年,英国科学家威廉·赫胥尔首次发现在可见光长波限以外还存在着不可见的射线,即红外辐射。以后,人们又认识到自然界任何物体都以特有的方式发射、吸收、传输和反射红外辐射。红外科学技术就是以红外辐射为特定对象,研究其产生、传输、探测以及与物质相互作用的规律,并在此基础上探索红外辐射的各种实际应用。     

近红外信息辐射对肝脏影响的实验研究(Ⅰ)——CCl_4急性中毒小鼠肝脏病变的形态学观察

红外辐射(波长为0.76～15μm)生物学效应的研究及其临床应用已有很长的历史了.前人的研究结果表明,红外辐射(主要指远红外辐射其波长为3～15μm)的生物学效应是通过其透热作用而产生的.它     

红外天文学展望

红外天文卫星(IRAS)的诞生开创了红外天文学的新世纪. 红外天文学的创立及其意义红外线的发现开创了红外天文学. 1800年,W.Herschel在可见区进行太阳光谱测定时,意外地发现在红光外侧存在着肉眼看不到的热辐射.这就是红外线.从此,人们就开始利用红外线探索宇宙奥秘.从那时起至今,红外天文学已经历了将近200年历史.但是首次利用近红外(波长在5μm以下)观测太阳外恒星的则是在本世纪初实现的.而利用中间红外(波长在5μm至