可见光与不可见光

正灯光、月光、紫外线、红外线……自然界里存在着各种各样的光,有我们肉眼看得见的,也有肉眼看不见的。你对光了解多少呢?在物理学范畴,光是电磁波,也是粒子。可见光是电磁波谱中人眼能看到的部分,没有精确的范围,一般指波长为400~760纳米的光。不过,也有一些人能看到波长为380~780纳米的光。不可见光指人类肉眼看不到的光,包括我们熟悉的紫外线、红外线等。为什么人类只能看到可见光?太阳一直     

光阱中多个金纳米棒的双光子荧光效应及热熔合过程

本文利用单束、波长对应金纳米棒长轴表面等离子共振的飞秒脉冲激光对多个长度为40 nm,直径为10 nm的金纳米棒颗粒进行了光捕获,系统研究了金纳米棒颗粒在共振激光作用下的双光子荧光及光致热熔合效应.实验结果表明,在光阱捕获过程中金纳米棒颗粒会激发出明显的双光子荧光.当多个金纳米棒被光力捕获在光斑中心时,金纳米棒发生热熔化并熔合成大尺寸的金纳米团簇.利用这种单光束光镊熔合技术,我们在玻璃衬底上制备了二维有序的金纳米团簇阵列.这一研究对利用金纳米棒颗粒来制备微纳光子结构及多功能光子器件等具有重要的指导意义.     

为什么植物没有进化出吸收绿光的色素?

A:这是植物从经济学角度考虑得出的结果。虽说太阳光是由不同波长光组成的,但是不同光的强度是不一样的。从光粒子性角度讲,就是不同色的光子数量是不同的,当然,这些不同色的光子的能量也是不同的,蓝紫色光子的能量最高,绿色的次之,红色光子的能量最低。所以,能量最     

基于Nd:LGGG连续与调Q脉冲人眼安全激光器研究

1.4μm人眼安全激光具有对人眼安全?对烟雾环境穿透能力强以及易于产生和探测等特点?本文基于Nd:LGGG新晶体,采用石墨烯作为可饱和吸收体,研究了1.4μm人眼安全激光输出特性?在注入泵浦光功率15.6W时,获得2.38W的1.4μm连续激光输出,光 光转换效率为15.4%;在注入泵浦光功率14.3W时,获得平均功率为255mW的1.4μm调Q激光输出,输出脉冲宽度为490ns,重复频率为80kHz,激光单脉冲能量为3.2μJ,脉冲峰值功率6.53W?     

光脉冲在含色散缺陷-维光子晶体中的传播

应用传输矩阵方法推导了光脉冲在-维光子晶体中的动力演化．若在结构中引入非色散的缺陷时,超光速传播将变成慢光速;若引入含二能级原子色散缺陷时,慢光速又将变成超光速．最后指出,尽管群速度比真空中光速c大,甚至为负,但能量传播速度一定不会超过光速c,光脉冲在光子晶体中的此种现象是布喇格反射波相干叠加的结果．     

光脉冲在含色散缺陷一维光子晶体中的传播

应用传输矩阵方法推导了光脉冲在一维光子晶体中的动力演化.若在结构中引入非色散的缺陷时,超光速传播将变成慢光速;若引入含二能级原子色散缺陷时,慢光速又将变成超光速.最后指出,尽管群速度比真空中光速c大,甚至为负,但能量传播速度一定不会超过光速c,光脉冲在光子晶体中的此种现象是布喇格反射波相干叠加的结果.     

孤子脉冲在光子晶体光纤中的传播特性研究

根据光脉冲在光子晶体光纤中传播的非线性薛定谔方程,分析了孤子传播基本原理,给出了光脉冲在光子晶体光纤中色散和非线性效应的表达式,对非线性薛定谔方程进行归一化处理并求解,获得光子晶体光纤中基态孤子解.在远大于光纤零色散波长区域,使色散和非线性效应达到平衡,在光子晶体光纤中就可以得到稳定的光学孤子.光子晶体光纤中产生的孤子可以作为光孤子通信的载波,是光子晶体光纤中高次谐波产生的泵浦源.     

超快脉冲激光对钛合金的烧蚀特性与作用机理

为探究超快脉冲激光对难加工材料的烧蚀特性与损伤机制,利用皮秒脉冲激光研究钛合金的烧蚀阈值、烧蚀形貌和作用机理。依据烧蚀面积和激光能量密度的线性关系,确定了钛合金的烧蚀阈值,通过显微镜观察分析了不同激光参数下钛合金的表面烧蚀形貌,采用雪崩电离与多光子电离详细解释了超快脉冲激光对钛合金的作用机理,并从烧蚀形貌和阈值角度划分了烧蚀区域。结果表明:钛合金的烧蚀阈值约为0.109J/cm2;在1 064nm波长下的烧蚀质量要优于532nm波长下的质量,而低重复频率能获得高质量的微结构,烧蚀中央区域材料去除更为均匀,且烧蚀弹坑形状规则,表面平滑;随着脉冲数和能量的增加,光子能量累积增多,烧蚀尺度和形貌特征愈加明显,烧蚀边界愈加清晰,说明脉冲数和光子能量累积是表面微结构诱导的关键要素之一;烧蚀区域可划分为改性区、过渡区、再沉积区和烧蚀区,在烧蚀区以多光子电离为主,在改性区、过渡区和再沉积区以雪崩电离为主。该结果可为超快脉冲激光微结构精密加工提供参考。     

科学家构建出零折射率“超材料”

据美国物理学家组织网2011年7月11日报道，一个国际科研团队研制出了一种新的光纳米结构，使科学家能操纵光的折射率并且完全控制光在空气中的传播。最新研究证明，光（电磁波）能通过人造媒介，从A点无任何相变地传播到B点，好像该传播媒介完全在空气中消失一样。这是科学家首次在芯片规模和红外线波长上实现同相传递和零折射率。     

激光诱导动物细胞基因转移的研究

用调 Ｑ Ｎｂ：ＹＡＧ激光器输出的波长为 ３５５ ｎｍ的三倍频光进行人胃癌细胞基因转移的研究。激光束经显微镜的物镜聚焦，在样品平面上获得激光微束。钙黄素和荧光 ＩｇＧ用来模拟 ＤＮＡ分子。激光微束照射细胞，在细胞膜上打出一个可以自行恢复的小孔，同时，荧光物质通过小孔扩散到被照射的细胞内。在荧光显微镜的蓝光激发下，被照射的细胞发绿光。激光能量每个脉冲大约是 ２００ μＪ．脉冲数 １～４，脉冲宽度小于 １０ｎｓ。     

铌酸锂波长转换器中参量过程的研究

考虑到抽运损耗、走离和非线性等效应,对周期性极化LiNbO3光波导的级联二阶非线性效应波长转换中的参量过程进行了理论研究及数值分析,结果表明:抽运光、信号光和差频光之间会发生周期性能量振荡,最优波导长度随抽运光和信号光的注入功率的增大而减小;脉冲抽运时因走离效应的影响,能量振荡相对较弱.利用这种能量振荡特性,通过调整注入控制光功率大小在实现信号波长转换的同时可以实现脉冲整形.     

锯齿形磷烯纳米带在光场驱动下的量子输运

为了拓宽磷烯纳米带的应用范围,基于紧束缚模型和Floquet理论,对锯齿形磷烯纳米带在周期光场驱动下的能带结构和电子输运性质进行了探究.结果表明：1)在光子能量大于体能隙的线偏振光照射下,体系的Floquet能谱会出现2个动态能隙,其能量范围依赖于光的频率和场强;2)若改变光的频率,使得导线的费米能进入某个动态能隙,则电导将从接近无光照的高值迅速降到零;3)当费米能位于导线的准平带内时,电导只是被辐照部分抑制.表明光场在磷烯纳米带中诱导的动态能隙会显著影响输运体系的电导,这有助于设计基于磷烯纳米带的光控器件.     

La0.67 Sr0.33 MnO3/GaN异质结的光电效应研究

利用脉冲激光沉积技术制备了p-n型的La0.67Sr0.33MnO3/GaN异质结.在室温下测量了La0.67Sr0.33MnO3/GaN异质结的电流-电压特性曲线,结果表明该异质结具有较好的整流效应.对该异质结的光电效应进行了测量,发现该异质结还具有明显的光电效应:当用光功率为6mW、波长520nm的光照射该异质结时该异质结的光电压可达33μV.还发现异质结的光电压与入射光的功率及光子能量有依赖关系:入射光功率或光子能量越大,光电压越高.根据La0.67Sr0.33MnO3/GaN的能带结构对实验结果作了解释.结果表明La0.67Sr0.33MnO3/GaN异质结可用作光电器件.     

β相V2O5纳米棒的生长及其光电性能

为研究退火温度对生长β相V2O5纳米棒的晶体结构、光学和电学性质的影响规律,采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上生长了非晶态V2O5薄膜,样品经一定温度区间的O2氛围退火后,开始生成β相V2O5纳米棒。实验表明,在一个狭窄温度范围内,V2O5纳米棒光电性能呈现温度敏感特性;室温下,所制样品在紫外及近紫外线波长范围具有很高的吸收率,在近红外线波长范围具有较高的透射率;其中,经500 ℃热处理的样品,高低温电阻变化了2个数量级,相变温度出现在350 ℃左右。     

塞曼效应中光的波粒二象性

引言 光具有波粒二象性,这是已为人们所知的事实。在光的干涉、衍射实验中充分地证明了它的波动性,而光的偏振则又进一步地证明了光是一种横波。至于光的粒子性,则由著名的光电效应和康普顿效应给予了证明,由前者可知,光子能量ε=hv,后者进而可知光子具有动量,其值为P=h/λ。能量和动量是实物粒子的特征物理量。 然而,上述都只单独地证明了光的某一个特性,波或者粒子。虽然光子的能量和动量的表达式把波的特征量(频率和波长)联系起来,但毕竟只体现了光的粒子性一面,在塞曼效应实验中,通过分析可看出,对光的这两种特性都可同时获得解释。     

基于时域交织多波长脉冲产生的光电混合ADC

为了获得各个波长独立可调的、稳定的时域交织多波长超短脉冲序列,满足光电混合模数转换器(ADC)对采样脉冲源的需求,该文首次结合啁啾-色散脉冲压缩技术和高速光子开关技术来实现超短脉冲产生及多波长脉冲时域分离。在验证性实验中,4个密集波分复用(DWDM)标准波长的直流光源在经过强度和相位调制、光子开关以及色散模块后,产生了各个波长功率可独立调节的时域交织多波长光脉冲,脉宽约22 ps,有希望实现40 GS/s或更高采样率的光电混合ADC。在系统级测试中,使用这种方法产生的脉冲序列在完成待测信号的采样后,其无杂散动态范围(SFDR)超过32 dBc,等效于5.3 b的SFDR比特数(SFDR bits)。     

老鼠的新本领

正在我们的眼中,世界丰富多彩。其实,世界远比我们看到的更棒!人类和其他哺乳动物只能看到可见光(波长为380—780纳米),在可见光之外,还存在波长更长的红外光、波长更短的紫外光等。其中,红外光具有明显的热效应,其波长为770纳米—1毫米。不久前,科学家研制出一种纳米颗粒,在老鼠眼中单次注射此颗粒可使老鼠在10周内的白天看见红外光,且副作用很小。实验中,纳米颗粒可紧密地固定在老鼠的感光细胞上,充当微小的红外光传感器。在红外光照射到老鼠的     

光子晶体光纤中基于SBS实现慢光的数值模拟

通过运用四阶龙格库塔法和特征线法对基于光子晶体光纤的受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解,讨论不同纤芯直径的光子晶体光纤在相同的Stokes波功率和相同的Stokes波强度下对受激布里渊散射慢光产生的影响,发现芯径越小PCF的时延特性越好,但是伴随着较大的脉冲展宽,对于Stokes波脉冲,较小的输入Stokes波功率具有更大的时延.考察不同的脉冲宽度对光子晶体光纤中的慢光的影响,发现较短的脉冲具有更大的相对时延并伴随着较大的脉冲展宽.通过改变小芯径光子晶体光纤的占空比,讨论光子晶体光纤的结构变化对受激布里渊散射慢光的影响,发现小芯径PCF的占空比越小,对应的SBS慢光的时延越大,脉冲展宽也越明显.以上结论可以为慢光缓存器的设计提供理论参考.     

德布罗乙关系式

1900年,普朗克为了解释黑体辐射能谱分布,提出量子论:辐射的最小能量E=hv=(?),其中v 为辐射频率,h 为普朗克常数,(?)=(h/2π)。爱因斯坦于1905年创立狭义相对论,1906年,为了解释光电效应提出光量子。光不但具有波动性,也具有微粒性,表征光子微粒性的物理量E(能量),(?)(动量)和表征光子波动性的物理量v(频率),λ(波长)为下列关系式所联系:     

脉冲串输出人眼安全光学参量振荡器研究

提出一种基于光学参量振荡器(OPO)获得脉冲串输出1.57μm人眼安全激光的新方法,实现对脉冲串重复频率、脉冲数目及脉冲间隔的调节.分析了光学参量振荡器阈值特性,并对谐振腔进行了优化设计,获得了重复频率可调的脉冲串激光输出.每1个脉冲串含有3个子脉冲,各个子脉冲之间的间隔大于200μs可调.当脉冲间隔为236μs时,脉冲串最大输出能量158 mJ,其中单个脉冲的脉宽约为6 ns.光学参量振荡器的光-光转化效率为30.5%.