用微微秒光脉冲对逻辑电路直接寻址

利用微微秒光脉冲对超快集成电路直接寻址在电子学和信息处理中有广泛的应用。休斯研究实验室新近利用染料激光器的5微微秒光脉冲直接寻址和控制较简单的GaAs场效应晶体管逻辑电路(“或非”门,倒向器和D触发电路)。这些电路中的光电导用作检测机制。利用光感生微微秒逻辑电平脉冲的一个令人信服的例子是用一种微微秒逻辑采样技     

大视场天文电子照相机的实验研究

视场直径≥100毫米的电子照相机,是一种能够把≥10~8个信息元同时精确记录下来的高效率光电图象探测器.这种探测器兼备光电阴极的高灵敏度和照相底片同时全景成象的双重优点,还具有照相密度的线性响应、很高的信息存贮能力、巨大的动态范围:从远紫外直到近红外光谱区的宽广波长响应范围和极低的固有背景等一系列优良特性.因此,对于天文学和     

激光在快化学中的应用

许多有用的化学反应是缓慢的,需要数小时才能完成。然而,许多其它一些在气体或液体中进行的反应在不足一秒之内就进行完毕。研究化学反应快慢(叫做反应动力学科学)的化学家把这类反应看作是快反应。但是过去的十年中,脉冲激光技术的发展使得化学家能够观察反应时间短于十亿分子一秒(一个毫微秒)的超快化学反应。现在,我们可以买到能够产生微微秒脉冲的激光器。确实,新泽西贝尔电话实验室的查克·尚克(Chuck Shank)及其同事目前已经制成仅仅持续几个毫微微秒的激光脉冲。快化学反应首次成为可能是在1949年。当时在剑桥大学的罗伯特·诺里什(Robert Norrish)和乔治·波特(George Porter)提出这样的思想:用大功率的闪光使分子裂解进而分析所形成的碎片。这一技术即所谓的闪光光解使得诺里什和波特获得了1960年的诺贝尔奖。     

激光化学与物理学:下一个科学新领域

原子和分子是如何与光发生相互作用的 ?人们也许会认为业已成熟的现代激光光谱学已经回答了这一基本问题 ,今后只需应用好我们的知识资源就可以了。然而 ,超短、超强脉冲激光器的发展已使人们认识到在光与物质相互作用方面尚有许多问题需要研究。众所周知 ,超短脉冲激光器使人们能够在飞秒尺度上对分子过程进行实时探测。然而最新的进展并不是出自于脉冲的超短时间宽度 ,而是起源于光脉冲的极高光强。线性调频脉冲放大器的出现 ,大大地增加了超短脉冲激光器的输出能量。现在 ,即使是在大学的实验室中也可利用实验台上的高功率线性调频脉冲放…     

快响应表面电极热电探测器

随着高功率CO_2脉冲激光器的应用日益发展,需要一种方便的测量脉冲波形和能量的探测器。近年来,热电探测器在这一领域内发展很快,热电探测器有面电极和边电极两种结构。其中边电极探测器的光谱响应受材料本身吸收特性的限制,但器件电容小,能经受大的辐射功率,因而可以在保持快响应速度的同时获得较高的峰值响应。不过,边电极器     

小型高功率XeCl激光器

XeCl准分子激光器作为紫外波段的强相干光源已经有了广泛的应用,除了部分要求很高能量的情形外,对大多数应用而言,几十毫焦耳的能量、兆瓦水平峰值功率已经足够了,例如光化学、光谱学、激光医学和生物学以及泵浦染料激光器等。 从应用的角度而言,器件小型化、造价低、运转费用小、操作方便是非常重要的,本文描写了一台小型XeCl紫外预电离Blumlein放电泵浦激光器,在7cm长的激活区内,获得最大输出能量42mJ,峰值功率2MW,这是迄今报道的具有最短激活长度功率在MW以上,能量     

国家自然科学基金视角下我国光电器件领域发展的分析和展望

<正>光电器件是利用光与载流子之间的相互作用而产生特定效应或功能的器件,主要包括激光器、发光二极管(light-emitting diode, LED)、光电探测器、太阳能电池等.作为半导体光电子产业一个重要的分支,光电器件在当今社会具有极其重要的地位,在光通信、探测、遥感、成像、军事、航天等领域中得到广泛应用.光电器件是信息获取、传输、处理、显示四大系统的主要载体和核心元器件.     

世界上最短的光脉冲

1毫微微秒是一个短得令人难以置信的瞬间,它相当于10~(15)秒;一秒钟所包含的毫微微秒数就等于三千万年共有多少秒。本月上旬,国际商业机械公司的科学家宣称他们已生成了世界上最短的光脉冲,仅为12毫微微秒;同样重要的是,他们所发明的这种装置(他们称之为“光压缩器”)每秒钟能够产生800个这样短而又短的闪光。     

不同气压背景下激光烧蚀Al靶的发射光谱

激光与物质的相互作用除了与激光的特性和材料的性能相关之外,还与背景有着密切的联系.不同的气氛对激光与物质的相互作用过程带来很大的影响.本文采用时间和空间分辨谱技术,对不同气压下激光辐照Al靶的等离子体羽发射过程进行了研究,测量了不同气压下出射粒子的飞行速度,对等离子体羽产生和膨胀的机制进行了讨论.1 实验由Q开关Nd:YAG激光器(Spectra quanta ray DCR-3)发出的1.06μm,10ns的脉冲激光经由3个棱镜组成的延迟光路之后,由石英透镜(f=6.3cm)会聚在真空室中的Al靶表面上,由激光器输出的Q开关同步脉冲信号通过快速脉冲延迟器延迟后,同时触发脉宽为5ns的快速脉冲发生器和光学多道分析仪(PARC OMAⅢ)的数据采集系统,快速脉冲发生器发出了-200V高压脉冲使OMA的光电探头选通5ns的曝光时间,从而可获得高分辨率的光谱信息,调节快速脉冲延迟器的时间延迟,可摄取不同时刻的时间分辨光谱.一组柱面透镜把距靶表面一定距离处的光谱成像在谱仪的狭缝上,经谱仪色散后被探头接收.然后送到OMA的数据采集系统进行数据采集和处理.样品Al经抛光后使用,其纯度为99.999%.     

自锁模钛宝石激光器中的脉冲压缩

自锁模钛宝石激光器1991年问世以来,已取得了巨大的进展。由于其激光频谱范围宽,能够产生短的脉冲,输出功率高和工作稳定等优点而受到人们的青睐,获得广泛应用。我们在1994年自行研制的自锁模钛宝石激光器获得50fs的基础上,经过改进,由此激光器获得了19fs的激光脉冲。本文将介绍这一激光器中脉冲压缩的实验研究。 1 实验 钛宝石激光器能够自锁模产生超短脉冲的原理是利用钛宝石激光晶体中的光克尔(Kerr)效应产生自聚焦与自相位调制(SPM),使激光工作频谱展宽。由激光锁模原理可知,工作频谱△v越宽,能得到的锁模脉冲宽度△t便越窄。然而,工作频率越宽,激光器腔内元件引起的群速度色散(GVD)又会使脉冲增宽,限制了脉冲的进一步压缩。为此,人们在腔内装置了群速度补偿棱镜对,使其能产生短的脉冲。由上述可知,要使钛宝石激光器产生短脉     

激光打卫星和“补天”

最近,美国国务部正式宣布进行"激光打卫星"实验。用于实验的激光器装设在美国新墨西哥州沙漠中的白沙导弹发射基地。这种激光器为一种大功率中红外化学激光器,能产生数百万瓦特、宽达183厘米的激光光束,而美国军方称其为"奇迹"。按照计划,若天气晴朗,中红外激光器将向太空首先发出持续时间短干1秒的脉冲,以测     

北京自由电子激光光束质量的诊断

自由电子激光器具有波长可大范围调谐、光束质量好和超短脉冲结构等优点,在生物科学、医学、材料科学和非线性光学等领域有广阔的应用前景.由于北京自由电子激光器的成功运转,使我国成为继美国、荷兰、法国之后,又一个利用射频直线加速器获得红外自由电子激光的国家.1994年初北京自由电子激光器实现了饱和振荡,输出激光束的质量达到了衍射极限,在这目前世界上已建造的十多台同种类型装置中处于领先水平.     

双极性二维异质结助力图像识别的感算一体化发展

<正>传统的图像识别系统由分立的光电探测器和计算机处理系统组成,由光电探测器先探测目标光信号,然后将探测到的光信号转换成电信号,再传输到计算机系统进行处理以达到识别的目的^[1～3].但是光电探测器在探测目标图像的同时会产生大量冗余信息,     

转化PbI2相制备超高效率钙钛矿电池

<正>有机-无机杂化钙钛矿材料具有较高的光吸收系数、合适可调的带隙、较低的激子束缚能、较高的载流子迁移率和较长的扩散长度等优异的光电性质^[1],因此在太阳能电池、光电探测器、发光二极管、激光器等光电器件领域具有重要潜在应用,已被广泛地研究报道.     

欧美准备联合探测彗星

欧洲宇航局(ESA)和美国宇航局(NASA)正在紧张地准备着一次对彗星的探测.他们计划在1985年8月1日发射一个宇航装置——一个由美国提供的宇宙飞船,载有一个由欧洲提供的探测器.1985年11月底飞船以57公里/秒的速度飞近正移向近日点的哈雷彗星(这颗著名的彗星周期是76年,上一次出现在太阳附近是1909～1911年),在交会前15天飞船释放出探测器,探测器瞄准并射向哈雷彗星的彗核.     

新一代的激光器

1990年5月是激光发明30周年,那时,泰德马蒙(Ted Maiman)在马堡的实验室发现了第一束激光,当时人们认为:这是一种无应用价值的发现。现在,激光技术在工业研究和医疗保健领域得到了广泛地运用。80年代中期,激光领域升起了一颗新星——二极管激光器。目前,二极管激光器在诸多领域应用与传统的激光器相比毫不逊色。最近,美国医学界就激光器应用于眼科视网膜手术已获当局批准。此类激光仪使用了所提供的一系列激光二极管。1988年,二极管激光器的输出功率直线上升。同时,又出现了同不可见红外线二极管截然不同的可见     

基于相关光子的InSb模拟探测器绝对量子效率定标方法

利用基于参量下转换产生的相关光子可以实现"无溯源"的绝对定标.该方法推广应用于模拟探测器定标的过程中,准确获取光电脉冲对应的电荷量统计参数是主要难点.本文提出了一种新的光电流概率统计模型,假定某一时刻采集的电荷量概率是所有脉冲可能包含电荷量的概率叠加,对概率函数进行拉普拉斯变换和高阶求解偏导,获得了光电流波动与各通道一个光电脉冲包含电荷量波动之间的关系.为了精确获取该统计模型需要的平均光子计数,消除光电倍增管的非线性效应和脉冲堆积效应,本文测量了不同功率下的光子速率和输出光电流,通过对光电流输出曲线与光子计数曲线匹配,获得了定标模拟探测器时的光子速率,最终实现.按照上述理论开展了光电转换型In Sb模拟探测器在3.39?m的绝对量子效率定标实验,转换为绝对功率响应度与国内计量单位的测量结果进行了比较,相对偏差为3.00%,本文定标方法的相对合成不确定度为7.24%.该研究结果为相关光子方法定标模拟探测器提供了基本理论模型和应用参考.     

氮化镓/硅纳米孔柱阵列紫外光电探测性能

紫外光电探测器的研究与开发在工农业生产、环境监测与保护以及国防工业等领域均具有重要的现实意义.本文以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,采用化学气相沉积(CVD)法并通过改变GaN沉积时间,制备了3种GaN/Si-NPA纳米异质结构阵列,并对其表面形貌、化学组成和光致发光特性进行了表征.在此基础上,通过上、下电极制作,制备了结构为ITO/GaN/Si-NPA/sc-Si/Ag的光电探测器原型器件,并对其光电探测性能进行了测量.结果表明,在不施加偏压的情况下,采用优化条件制备的ITO/GaN/Si-NPA/sc-Si/Ag器件能够实现对紫外光的有效探测.器件对340nm单色紫外光的响应度达到~0.15mA/W,光响应和恢复时间分别为~0.12和~0.24s.实验结果对研制新型硅基GaN紫外光电探测器具有很好的借鉴意义.     

TiO_2纳米管的阳极氧化法制备及对对氯苯酚的光电降解研究

在含有乙醇的氢氟酸溶液中,用阳极氧化法制备了高度取向的TiO2纳米管阵列,并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见漫反射(DRS)和荧光光谱(PL)对样品进行表征,探讨了TiO2纳米管阵列的形成机理.结果表明,制备的TiO2纳米管阵列垂直生长于钛基底表面,分布均匀,管径约为90nm,管壁厚约20nm,管长约400～500nm,并且表现出更大的禁带宽度和良好的光致发光特性.此外,使用该纳米管对对氯苯酚的光电催化降解实验表明,光电催化效率明显高于光催化和电化学过程之和,表现出一定的光电协同作用;施加的阳极偏压也存在一个最佳值.     

纳米隧道二极管阵列神经网络结构的图像模拟

纳米隧道二极管阵列芯片可以作为一种高速并行运算的数据处理单元, 它是由大量纳米隧道二极管组成的细胞神经网络(CNN), 通过纳米隧道二极管和网络本身的特性可以在硬件层次上实现对数据的高速处理, 如图像的平滑、边界检测与加强等. 基于具有细胞神经网络结构的Ge纳米隧道二极管有序阵列, 将Esaki二极管这一古老的器件及其工艺作为现代的神经网络技术的硬件基础, 通过对这种纳米神经网络结构的模拟, 显示了这种结构在图像处理中的平滑、边界检测及加强的功能, 为进一步的实验研究提供了理论依据.