一、短波长可见光二极管泵浦紫翠宝石（论文文献综述）
尚建力,王君涛,彭万敬,刘航,汪丹,马毅,付博,于益,冯昱骏,张黎,阮旭,靳全伟,易家玉,叶先林,孙殷宏,王伟平,高清松[1]（2022）在《二极管泵浦高能激光研究进展和展望》文中进行了进一步梳理高能激光广泛应用于材料加工、科学研究、空间碎片清除、军事应用等领域。二极管泵浦高能激光具有结构紧凑,系统简单、全电驱无限弹仓的特点,近年来,各类二极管泵浦高能激光围绕着同时实现高功率、高效率、高光束质量这一总目标发展迅速。详细综述了国内外高平均功率块状固体激光、高功率可见光波段激光、高峰值功率激光、高功率光纤激光、碱金属蒸气激光等二极管泵浦高能激光的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。
刘海洋[2]（2021）在《基于石墨烯量子点与二硫化钼的全固态调Q脉冲激光器研究》文中提出全固态、窄脉宽、高重频的调Q脉冲激光器因其在激光通信、激光医疗、信息传输、军事遥感等领域有着广泛的应用前景而备受关注。采用双损耗调制技术可以进一步压缩脉宽,并提高脉冲波形的对称性。与主被动调Q激光器相比,双被动调Q激光器无需添加电光调制器或声光调制器等主动调Q元件,不仅可以降低成本,而且有助于缩短激光器的腔长,这对于固体激光器在未来向小型化市场发展极为有利。本论文将具备非线性吸收特性的石墨烯量子点（GQDs）和二硫化钼（MoS2）两种材料制备成双饱和吸收体,并作为Nd:YVO4激光器的调Q器件,研究双被动调Q激光器在1064 nm和532 nm处脉冲激光的输出特性。论文的具体工作内容如下:（1）实验分别采用水热法和锂离子-插层法获取石墨烯量子点溶液和二硫化钼溶液,并将其制备成可饱和吸收体。为验证GQDs-SA和MoS2-SA是否可以作为Nd:YVO4激光器的调Q器件,首先对GQDs与MoS2的表面结构和光学性质进行了研究。其次,通过常规表征手段对薄膜进行了分析。最后,测量了GQDs-SA和MoS2-SA的非线性传输特性,测得其调制深度分别为7.1%和8.4%,饱和强度分别为25.4 MW/cm2和2.5 MW/cm2。（2）设计并搭建了腔长为25 mm的全固态激光器,分别将GQDs-SA和MoS2-SA作为被动调Q器件置于谐振腔内。脉冲激光的起振阈值为1.02 W,增加吸收泵浦功率至7.74 W时,基于GQDs-SA的激光器与基于MoS2-SA的激光器分别获得了脉宽为226ns和262 ns、信噪比为48 d B和46 d B、输出功率为764 m W和687 m W的稳定脉冲激光输出。（3）将GQDs-SA与MoS2-SA同时插入Nd:YVO4激光器中,实现了双被动调Q运转。实验测得该激光器的最大输出功率为595 m W,最高重频为1085 k Hz,信噪比高达44 d B,表明其具有良好的稳定性。此外,该激光器的最短脉宽为180 ns,相较于单被动调Q激光器,实现了脉宽的压缩和脉冲波形对称性的优化。通过在谐振腔内插入PPLN倍频晶体,实现了基于GQDs-SA与MoS2-SA的532 nm双被动调Q脉冲绿光激光输出。
郑菲[3]（2021）在《Yb3+掺杂稀土多钒酸盐和正磷酸盐激光晶体的生长和性能研究》文中进行了进一步梳理激光晶体作为固体激光器的重要组成部分,一直是科研领域的研究热点。钒酸盐晶体和磷酸盐晶体由于其优异物理、化学等性能已经被科学家广泛用作于激光介质材料。三价稀土离子(Yb3+)由于其宽带吸收和发射以及独特的能级结构也被应用于激光晶体领域。而与Yb3+吸收光谱相匹配的激光二极管（LD）泵浦源的出现也推进了Yb3+在激光晶体领域的应用。采用提拉法生长了尺寸为Φ19×25 mm3的Yb:Ca9Gd（VO4）7晶体。详细研究了多晶原料合成、晶体生长、物相分析、偏振吸收和荧光光谱、能级分布、荧光寿命以及激光性能参数等。吸收半峰宽分别为33 nm（π）和28 nm（σ）;发射峰半峰宽分别为57 nm（π）和54 nm（σ）。结果表明Yb:Ca9Gd（VO4）7是一种潜在的超快脉冲激光晶体材料。采用高温溶液法并以焦磷酸铅（Pb2P2O7）作为助熔剂生长了尺寸为3×7×0.5mm3的Nd,Yb:YPO4晶体。研究了晶体生长、偏振吸收和荧光光谱、能级跃迁和荧光寿命以及激光性能参数等。在晶体的荧光光谱中观察到Yb3+和Nd3+离子分别位于1002 nm和1060 nm处的发射峰,计算结果表明可以产生17-21 THz范围内的辐射。结果表明Nd,Yb:YPO4是一种很有前途的双波长激光晶体,特别是正交偏振双波长激光器,可以作为产生太赫兹辐射的光源。以焦磷酸铅（Pb2P2O7）作为助熔剂生长了尺寸为5×3×0.34 mm3的Yb:Lu YPO4晶体。研究了晶体的结构、偏振吸收和荧光光谱、荧光寿命和激光性能等参数。当输出耦合透过率T=2%时实现了Yb:Lu YPO4晶体的最佳激光输出,相应的激光输出功率为0.81 W,斜率效率为12.1%,光-光转换效率为10.3%,结果表明Yb:Lu YPO4是一种潜在的激光晶体材料。
王黛妮[4]（2021）在《Pr6O11和Yb2O3掺杂氧化钇稳定氧化锆（YSZ）单晶体的制备及其光学性能的研究》文中研究指明稀土掺杂材料在固态激光器件、生物医疗、照明以及色彩显示等方面都有着巨大的应用潜力。蓝光半导体发光二极管的发展为可吸收蓝光的Pr3+掺杂材料,特别是晶体,提供了更多的应用前景。氧化钇稳定氧化锆（YSZ）单晶由于其绿色无污染、声子能量低以及优异的物理化学性能而成为光学基质材料的理想选择。基于此,本文进行了以下研究:（1）采用光学浮区法生长了一系列高质量的不同Pr6O11浓度的Pr3+掺杂的YSZ单晶体,研究了其物相结构和光学性能。XRD和Raman光谱的测试结果表明所有晶体样品都是立方相的,且随着掺杂浓度的增加晶格常数逐渐增大;XPS和EPR的分析表明,单晶和陶瓷样品中的镨均以Pr3+的形式存在于YSZ晶格中;室温下测得的吸收光谱和614 nm监测下的PLE结果表明,Pr3+掺杂YSZ单晶体对450-480 nm范围内的蓝光有较强的吸收作用,并可被其有效泵浦;在450 nm光源的激发下所测得PL表明,Pr3+掺杂YSZ单晶分别在565 nm、588 nm、614 nm、638 nm和716 nm处产生了发射;随着掺杂浓度的增加其发光强度先增大后减小,通过计算证实偶极子-偶极子相互作用是其浓度猝灭中能量转移的主要机制;通过CIE软件准确描绘了样品发光光谱的色坐标,计算得到该样品在红橙光区的色纯度达到了98.9%。（2）在Pr3+掺杂YSZ单晶的基础上制备了不同Yb2O3浓度的Yb3+/Pr3+双掺杂的YSZ单晶体来提高其红外吸收能力并实现上转换发光,并研究了其结构和光学性能。XRD和Raman的测试结果表明所有晶体样品均为立方相结构,且随着掺杂浓度的增加晶格常数先增大后减小;透射光谱的测试结果表明,晶体在可见光区的透射率均≥90%;在980 nm激光激发下的上转换PL结果表明,Yb3+的加入使晶体材料实现了上转换发射,分别观察到以448 nm,508 nm,617 nm和656 nm为中心的几个可见光区的发射峰;随着Yb3+掺杂浓度的增加,样品的发光强度先增大后减小,其最佳掺杂浓度为2.5 mol%;在980 nm激光激发下的荧光寿命的测试结果显示,Pr3+在541 nm处的3P1+1I6→3H5跃迁的荧光寿命达到207.785μs,有望应用于激光和荧光的输出;最后通过CIE软件准确描绘了样品发光光谱的色坐标,计算得到的色纯度为69.86%。
杜金恒[5]（2021）在《高功率自倍频板条激光器研究》文中认为可见光激光器在人们的日常生产生活中已经应用的十分广泛,各种波长的可见光激光器的应用涉及到医疗、军事、娱乐、科研、工业等方方面面。目前,使用半导体技术的半导体激光器直接获得可见光激光输出是既简单又高效的方法,目前波长在530 nm以下的蓝绿光激光和波长在620 nm以上的红光及近红外波段的半导体激光技术已经比较成熟且已商业化生产,在激光器市场上占据的了较大份额。但是在波长为530-620 nm的短波长半导体激光器方面,由于半导体材料在原料制备及其器件工艺加工方面存在难以克服的困难,所以波长在530 nm-620nm的半导体激光器的研究进程缓慢且还没有达到实用化的阶段。目前获得波长在530 nm-620 nm波段的可见光激光主要采用固体激光结合非线性频率转换的技术方案。然而,在可见光波段的具有高功率、高集成度的全固态激光器在现阶段的发展依然面临着相当大的困难,在激光技术上仍存在很大的挑战,亟待突破。目前,使用非线性光学技术获得530 nm-620 nm波段的可见光激光的方法主要有以下几种:①将输出波段为红外波长的半导体激光器发出的光直接经过倍频晶体,使用倍频晶体将红外波段的光转换成可见光激光输出。虽然这种方法极其简单且易执行,但是输出的可见光激光的光谱较宽,其波长稳定性与红外半导体激光一致,而半导体激光的波长随着温度变化会发生漂移,所以倍频产生的可见光激光的波长稳定性也差,因而该种方式的激光器应用不广泛;②通过将二极管激光器（Laser Diode,LD）用于激光系统的泵浦源用来泵浦掺杂有Nd3+、Yb3+等稀土离子的激光晶体,在激光系统中首先获得一个红外激光的输出,随后再通过使用倍频晶体的倍频效应即可以最终获得绿光激光的输出。由于红外激光的光束质量及稳定性都极佳,所以获得的倍频激光的光谱和光束质量都很好,但是该种方法的不足是该激光系统需要至少两块晶体才能实现,所以在结构上较为复杂,使用成本较高,而且受限于稀土离子的发射波段,可获得的可见光激光的波长数量有限;③虽然可以使用蓝光激光二极管作为泵浦源泵浦掺Dy3+或者Tb3+离子的晶体可以实现可见光黄光激光输出,但是目前由于蓝光泵浦源输出功率有限从而限制了该种方式的输出功率,所以仍需使用非线性光学中技术获得黄光激光。倍频和和频是产生黄色激光的两种主要技术,但是获得黄光的装置中至少需要有一个激光晶体和一个非线性光学晶体,所以这种激光器仍存在着成本高、结构复杂、调整困难等不足。④在最近几年,已有相关的报道指出,可以将蓝光半导体激光用于当作激光系统的泵浦源,用于对掺杂Pr3+离子的激光晶体进行泵浦从而使得激光器直接获得输出产生红色激光、橙色激光和绿色激光,使用该种方法确实是简单有效并且输出波长也具有多样化。但是,目前使用的蓝光半导体激光泵浦源的功率低,所以从根本上决定了泵浦Pr3+激光的方式获得的可见光激光输出功率较低,极大地限制了其广泛推广使用。⑤最简单有效的方法就是使用一种其本身既可以发射红外激光又可以将红外激光倍频的晶体,从而可以直接获得自倍频可见光激光的输出,这种晶体我们叫做自倍频晶体。由于在自倍频激光器中只需要使用一块晶体就能够实现基频激光振荡和倍频激光的输出,所以该种激光器具有结构简单、成本低、调节方便、高集成、稳定性高等众多优势,也成为了当下可见光激光器的研究热门之一。在2011年的时候,我们课题组的老师已经通过使用Nd:GdCOB自倍频晶体,通过相关的自倍频实验,在该晶体中通过优化晶体的长度及泵浦光斑大小的方式成功地实现了输出功率为3.01 W的输出波长为545 nm的自倍频绿光激光输出,并且基于此项成果已经成功的将自倍频激光实现了商业化的生产。该系列晶体的输出功率近些年来未得到更高的发展,主要是因为该晶体本身的热导率较低,所以本身向外传递热量的能力差,也就是散热能力差,还有就是实验中使用的激光器的结构是常用的低功率激光器系统中使用的端面泵浦棒状晶体的结构,所以在输入的泵浦功率升高后会导致激光晶体内部产生的热量不能够得到有效及时地传递,积聚在晶体内部,造成了晶体内部的热效应较大,所以当继续升高输入的泵浦功率时输出的功率也很难能够实现更高功率输出,甚至会出现输出功率的降低甚至导致晶体破裂。而通过自倍频晶体直接获得黄光输出是一种高效、高功率、结构紧凑的方式,但是多年来一直未有可获得高功率输出的可以直接产生黄光基频光波段的晶体,因而发展受限。我们课题组通过电一声子耦合理论,在Yb:YCOB晶体中成功实现了波长的拓展,获得了 1140nm波段的基频激光输出,继而使用Yb:YCOB晶体的倍频效应在该晶体中成功实现自倍频黄光激光输出,目前已经获得了 1.71 W自倍频黄光激光的输出,填补了自倍频黄光激光器的空白。虽然目前小功率的自倍频激光器已经商业化生产,但是随着现代社会人们在生产生活上的越来越高的需求,输出波长单一及输出功率为瓦级的自倍频可见光激光器已经远远达不到人们的更高要求,越来越多的人们向往着高集成高功率的可见光激光器。但是高功率、多波长的自倍频激光器仍面临挑战,这是因为在自倍频过程中,基频激光的产生和倍频效应是同时进行的,并不是激光与倍频的简单相加,需要同时考虑到基频激光的有效发射和倍频的高效率转换。这就需要考虑到诸如最佳吸收截面、最佳发射截面、最优的相位匹配方向等因素的影响,而想要获得高功率自倍频激光器,晶体的热效应带来的影响是至关重要的,这就要求我们要将自倍频过程中晶体的产热和温度分布进行澄清,从而进行结构的优化,降低晶体的热效应,以提高自倍频激光的输出功率。而要获得多波长自倍频激光器,需要深化对电—声子耦合理论的研究,开展多波长自倍频激光研究。针对不同的应用领域对应着不同的激光波长,波长多样化的可见光激光器亦是当前的发展方向。高功率输出的可见光激光器应当在诸如激光显示、医学、军事和科学研究等众多领域中具有广阔的应用前景,所以寻求一种在结构上简单、成本低廉、具有高功率输出的多波长自倍频激光器势在必行。本论文以提升自倍频绿光和黄光激光输出功率为目标,在以Nd:GdCOB和Yb:YCOB为代表的自倍频激光晶体中取得了系列进展。分析了激光运转过程中的产热和热量分布,提出了板条激光器促进散热的技术方案并计算了最优晶体厚度,在Nd:GdCOB晶体中实现了十瓦级545 nm自倍频绿光激光输出,为目前国际最高水平。同时,利用具有强电子—声子耦合效应的Yb:YCOB晶体为研究对象,突破了荧光光谱的限制,在Yb:YCOB晶体中实现了 1140 nm基频光输出,以及570 nm自倍频黄光输出,自倍频黄光激光输出功率获得有效提高。相关工作丰富了激光理论,引领了全固态激光器研究,为未来多波长、高集成可见光全固态激光器奠定了理论基础和核心晶体材料基础。本论文的主要工作如下:1.自倍频过程中晶体内部热效应理论分析在激光产生的过程中,分析了激光过程中晶体内几种产热的来源,对应的根据晶体内产热表达式和稳态热传导方程,计算出板条晶体中单位体积内产出热量的表达式,再根据边界条件,得到了激光过程中板条晶体内的温度分布解析式。2.端面泵浦Nd:GdCOB板条晶体绿光自倍频激光性能研究分析了在使用Nd:GdCOB晶体时,分别采用棒状晶体的结构和板条晶体结构的时候在晶体中温度的分布情况,并且使用了不用的软件进行了模拟,比如MATLAB、COMSOL和ANSYS等,结合结构的产生过程中热量的分布解析式,从理论上使用上述不同软件分别模拟了部分端面泵浦棒状晶体和部分端面泵浦板条状晶体两种结构下在激光发射过程中达到稳态时晶体内部的温度分布情况。从理论模拟得到的结果中可以得到,在使用板条状晶体的结构之后可以将晶体内的最大温差得到大幅度的降低,也就是可以使得晶体内部的热效应得到有效减小,从而使得激光晶体可以承受住更高的输入泵浦功率而不发生破裂,从而可以将输出的功率获得有效的提升。通过使用不同的软件模拟了不同厚度的板条晶体内部的温度分布情况,确定了板条晶体的厚度,并指出晶体厚度越小晶体内部的热效应越小的结论,结合实际情况,最终确定使用厚度为1 mm的板条晶体。由于板条晶体可以大大降低晶体内部的热效应,这就可以大幅度提高热导率较低的Nd:GdCOB晶体的输出功率。通过推导出一般情形下的相位匹配条件,再结合双轴晶体的特点,推导出在双轴晶体中达到相位匹配时所需要的条件,然后再结合已报道出的晶体的折射率色散方程,就可以使用计算机编码推导计算得到在GdCOB晶体中沿着1091 nm倍频得到545.5 nm自倍频激光时所需要的相位匹配曲线,在通过计算有效非线性系数,从而确定了在该晶体中的最佳相位匹配角度为（113°,49°）,将晶体沿着该方向进行切割进行接下来的实验。在实验中,通过对给晶体制冷的铜块热沉进行不断的优化并且对输入泵浦光的泵浦波长和泵浦源入射在晶体上时光斑的大小进行不断的优化,最终成功地将自倍频绿光激光的输出功率达到了当前国际已知报道的最高的输出功率水平17.91 W。同时,输出功率超过10 W的自倍频激光器样机也制作成功,并有良好的激光稳定性。3.Yb:YCOB板条晶体自倍频激光性能研究实验中首先计算出了YCOB晶体的最佳相位匹配角度,随后将使用提拉法生长得到的不同浓度的Yb:YCOB晶体都沿着计算得到的最佳的相位匹配方向进行切割,并且又测量了沿相位匹配方向切割的晶体在室温下的吸收光谱。将Yb:YCOB晶体沿相位匹配方向切割板条状进行实验,通过理论模拟使用不同的吸收系数对应的泵浦源时的温度分布情况,以及同一泵浦波长下不同吸收系数的温度分布,确定使用晶体吸收系数小对应的泵浦源时晶体内的温度分布更均匀,再根据实际情况,在同一泵浦条件下选用不同掺杂浓度的晶体进行实验,再合理进行镀膜参数的设计,优化泵浦光斑尺寸和晶体大小,最终实现了最高输出功率为7.02 W的自倍频黄光激光输出,黄光波长为570 nm。
潘瀚[6]（2021）在《新型低维纳米材料的宽带非线性光学特性及应用研究》文中提出自低维纳米材料出现以来,由于其独特的物理化学性能,受到了科研人员的广泛关注,在材料学、纳米技术、凝聚态物理、化学和光电子学等领域的研究发展十分迅速。受到量子限域效应等影响,低维纳米材料也表现出不同于体相材料的光学特性。因此,对低维纳米材料非线性光学性能的探索将不仅有利于理解纳米尺度非线性光学效应的物理机理,并且为开发基于纳米非线性光学材料的各种高性能光子器件包括光调制器、光限幅设备和全光开关等,提供实验和理论上的基础。例如,基于材料的非线性吸收性能制作的可饱和吸收器件是全固态、光纤脉冲激光器的核心组成部分。随着脉冲激光器在短脉冲、高能量、可调谐等性能方面的不断提升,对可饱和吸收器件的要求也逐渐升高,传统材料由于其工作带宽窄、饱和恢复时间长、难于集成等缺点严重限制了脉冲激光器的发展。而基于低维纳米材料的可饱和吸收器件通常具有超快响应时间、宽工作带宽、低损耗、低成本和易兼容等优点。因此,开展低维纳米材料的非线性光学特性及其应用研究对丰富可饱和吸收体的种类和提高脉冲激光器的性能具有非常重要的指导意义和实用价值。本文以此为出发点,对多种新型低维纳米材料在近红外区域的宽波段非线性光学特性进行了系统研究,初步阐释了不同非线性吸收和折射现象中的物理机理及其规律,探究了影响其非线性光学性能的主要因素,确定了众多关键的非线性光学参数并发掘了其作为可饱和吸收器件以及光限幅设备的应用潜力。作为应用,基于这些新型低维纳米材料的可饱和吸收特性,实现了近红外多波长脉冲激光的稳定输出,并总结了多种不同体系低维纳米材料在不同波长处的脉冲激光调制特性。本论文的主要研究内容如下:1.制备了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基底的CdSe/ZnS核壳结构量子点混合物薄膜。研究了样品在近红外波段（包括1和1.3 μm）的非线性光学特性,探究了复合材料中量子点浓度和激发光强对其非线性光学响应的影响。发现随激发光强度的增加,出现了从可饱和吸收到反饱和吸收现象的变化过程。样品的非线性吸收特性随激发光强度的增大而逐渐增强,并且受到了掺杂浓度的影响。根据不同掺杂浓度样品的实验结果对比,证明了通过优化量子点浓度来提高其复合材料非线性光学性能的可行性。此外,还探究了样品的非线性折射特性,在强光激发下,表现出自散焦现象。通过实验数据拟合确定了调制深度、非线性吸收系数、非线性折射率等众多关键参数。最后,基于CdSe/ZnS核壳结构量子点的可饱和吸收特性,实现了在1和1.3 μm脉宽分别为233和196 ns的调Q脉冲激光稳定输出,并验证了掺杂浓度对量子点复合材料脉冲调制特性的影响。2.通过液相剥离（liquid phase exfoliation,LPE）的方法制备了尺寸均匀的二维铋烯量子点（Bi quantum dots,BiQDs）。利用Z扫描技术探究了 BiQDs在2 μm波段处的可饱和吸收特性,确定了其调制深度约为15.4%。基于此,制备了 BiQDs可饱和吸收体应用于2 μm Tm:YLF固态调Q激光器中。最终获得了峰值功率为8.1 W和脉宽为440 ns的脉冲激光输出,实验证明了 BiQDs在2 μm波段的激光调制能力。3.通过LPE法制备了以8～9层为主的InSe纳米片。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了 InSe纳米片电子态密度和能带结构随层数变化的关系。结果表明,随着纳米片层数从体相到单层的逐渐减少,其带隙结构表现出从直接带隙到间接带隙的变化过程,并且带隙宽度逐渐增大,单层时可达到2.1 eV。根据研究结果,确定了本文中所制备的8～9层InSe纳米片为直接带隙结构,带隙宽度约为1.5 eV。研究发现InSe纳米片在1～2μm波段呈现出良好的宽带可饱和吸收特性。基于此,将其作为可饱和吸收体,分别搭建了工作波长为1.06、1.34和1.91 μm的固态调Q激光器,并实现了脉宽分别为599、520和210 ns脉冲激光的稳定输出。4.利用LPE法制备了高质量的MoSe2纳米片并测量了其在1 μm波段的非线性光学特性。结果表明,随着激发光强度增加,少层MoSe2纳米片表现出从可饱和吸收到反饱和吸收的转变过程,并且表现出自聚焦特性。通过拟合计算,得到了 MoSe2纳米片的非线性吸收系数和非线性折射率等参数。以少层MoSe2纳米片为可饱和吸收器件,成功获得了脉宽为772 ns的1μm Nd:CNGG脉冲激光。5.通过物理气相外延（physical vapour deposition,PVD）的方法在蓝宝石基底上生长了大尺寸,厚度均一的单层MoS2纳米薄膜。研究发现其在1和2μm波段具有宽带非线性光学响应,并确定了调制深度和双光子吸收系数等参数。基于其良好的宽带可饱和吸收特性,成功搭建了1 μm全固态锁模激光器和2 μm全固态调Q激光器,并实现了 438 ps锁模脉冲和765 ns调Q激光的输出。6.通过液相合成法制备了颗粒大小在数百纳米范围,表面光滑,尺寸分布较为均一的十二面体结构二甲基咪唑钴材料（ZIF-67）。根据第一性原理计算和实验表征结果确定了 ZIF-67的带隙宽度约为1.94 eV。研究了 ZIF-67在1～2 μm波段中的宽带光学非线性响应特性。随激发强度的增大,出现了从可饱和吸收到反饱和吸收现象的变化。利用拟合公式确定了非线性吸收系数、双光子吸收截面和非线性折射率等参数。ZIF-67在近中红外区域具有较大的双光子吸收截面以及非线性折射率,这使其有应用于光限幅设备和光开关器件的潜力。基于ZIF-67宽带可饱和吸收体,成功搭建了 1、1.3和2μm固态调Q激光器,并分别获得了 120、108和278 ns的短脉冲激光输出。由于ZIF-67独特的高孔隙率笼式结构和较大的比表面积等因素,其在激光实验过程中也展现了极好的热稳定性。
王安叶[7]（2021）在《微下拉法生长高质量LuAG单晶光纤及其性能研究》文中进行了进一步梳理随着当今科技发展需求的不断提升,人工晶体在诸多领域都扮演着至关重要的角色,因此越来越受到大家的关注和重视。与天然的晶体相比,人工晶体最大的优势就是可以人为控制晶体生长的过程,从而获得符合实际应用需求的晶体材料。单晶光纤是一种发展时间相对较短的人工晶体材料,其结合了传统体块晶体的优良特性以及玻璃光纤的形状优势,具有高的热导率、稳定的物理化学性能、良好的热管理性能以及较好的光学性质,可以有效降低晶体应用过程中过热效应,同时也有利于实现器件的小型化,因此是一种新型且十分优异的光学材料。微下拉技术虽然发展较晚,但是已经成为生长制备单晶光纤最重要的主流方法之一,该方法生长的单晶光纤通常晶体热应力低、掺杂离子分布均匀、且具有较高的光学质量。目前单晶光纤相关器件已经逐步实现产业化研究,并且美国早在2015年就对单晶光纤国防武器进行了研究,日本、法国、意大利等国家也对单晶光纤有着较多的研究经验。相较于国外,国内对单晶光纤的研究探索起步较晚,从基础理论知识、设备研制、光纤制备工艺到最终的器件应用等方面都有较大的提升空间,因此开展单晶光纤的研究工作具有重要意义。LuAG作为石榴石结构的晶体,属于立方晶系,Ia3d空间群。其具有光学各向同性,热学及光学性能优异,物理化学性质稳定,激光损伤阈值高,发射截面积大等优点,是理想的固体激光基质材料和温度传感材料。Yb3+离子掺杂的LuAG单晶光纤是实现1微米波段高功率激光的理想固体激光增益介质。目前关于Yb:LuAG单晶光纤的激光性能,只有法国和意大利进行过报道,但激光输出功率以及斜效率较低;国内并没有关于Yb:LuAG单晶光纤的激光性能的研究报道。本论文的研究内容主要包括Yb:LuAG单晶光纤的生长及其激光性能的研究,其中Yb:LuAG单晶光纤激光输出功率是目前有报道的最高值;此外首次采用微下拉法制备Er3+和Yb3+离子共掺杂的LuAG单晶光纤作为温度传感器热探头,研究了上转换荧光强度比测温性能,证明了 Er,Yb:LuAG单晶光纤是一种很有前途的光学温度传感材料。本论文的具体研究内容如下:第一章详细地介绍了论文的研究背景和相关基础理论知识,包括单晶光纤的概念与发展、单晶光纤的生长方法、激光增益介质、光纤温度传感器以及上转换发光机理等等,最后对本文的选题意义、研究目的及内容做了简要的阐述。第二章介绍了高质量的Yb:LuAG激光单晶光纤的生长工艺,并对生长出的单晶光纤进行了系统全面的基本性能表征。采用固相合成法制备多晶原料;使用定向籽晶,通过微下拉技术制备了高质量的Yb:LuAG单晶光纤,光纤长度超过10厘米;采用激光测微仪表征了光纤的直径起伏情况;采用劳厄衍射测试了生长出的Yb:LuAG单晶光纤的方向和结晶质量;采用XRF方法对Yb:LuAG单晶光纤中具体掺杂离子的浓度进行测试分析;分别用EDS Mapping和EPMA线扫证明掺杂离子在光纤径向和轴向的均匀分布;对生长出的Yb:LuAG单晶光纤进行了光束质量表征和激光传输损耗测试,较为全面地验证了 Yb:LuAG单晶光纤的光学质量。第三章主要是研究了 Yb:LuAG单晶光纤的光谱性能,并对Yb:LuAG单晶光纤的激光性能进行了验证。收集了在室温下880～1050nm波长范围的吸收光谱数据,为泵浦源的选择提供依据;测试了 Yb:LuAG单晶光纤950～1200 nm波段范围的荧光发射光谱,获得了 1微米左右的荧光发射峰,计算了相应的荧光寿命,证明了 Yb:LuAG单晶光纤具有实现1微米波段激光输出的巨大潜力;设计了单晶光纤连续激光实验,采用940 nm的激光二极管作为泵浦源,得到了最高接近5 W的连续（CW）激光输出,中心波长位于1049 nm处,最高激光输出功率时的光束质量因子M2在两个方向都接近于1,证明了 Yb:LuAG单晶光纤较高的激光输出质量。第四章介绍了通过微下拉技术生长的高质量1 mm直径0.5%Er,5%Yb:LuAG单晶光纤,并探索了其上转换荧光温度传感性能。将生长出来的Er,Yb:LuAG单晶光纤研磨成粉末进行XRD测试,表征了物相和结晶质量。首次利用Er3+和Yb3+离子共掺杂的LuAG单晶光纤作为温度传感器热探头,设计了上转换（UC）荧光光谱测试实验,采用976 nm激光二极管作为泵浦源,研究了不同泵浦功率下和不同温度下的荧光发射光谱变化,对其上转换荧光强度比测温性能进行了初步的研究。两个热耦合能级跃迁对应波段的积分荧光强度比值与温度的关系符合玻尔兹曼公式。0.5%Er,5%Yb:LuAG在298 K到898 K温度范围内的相对灵敏度最大值为0.017 K-1,证明了其在光纤温度传感领域的巨大应用潜力。第五章对本论文的主要内容、论文创新点和有待开展的工作进行了总结和阐述。
周廉[8]（2021）在《基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究》文中指出光学频率梳在时域上是稳定的激光脉冲序列,在频域上表现为一系列等间距的频率谱线。光梳最初是为频率计量而发明的,其宽光谱、高精度、高分辨和快速扫描的特性为激光光谱学提供了全新的测量方法。在分子光谱测量中,宽带的光梳光源可以同时激发多种样品的跃迁,基于双光梳的光谱测量技术可以在极短时间内获取高分辨的精密光谱。大量分子能在中红外波段能发生强烈的特征振动跃迁,因此中红外光谱是一种识别和量化分子的技术手段。中红外光梳在分子光谱测量中不仅具有高精度、高分辨、高速探测的特性,还兼具了高灵敏度的优点,在环境监测,呼吸诊断和工业安全等领域具有重要的研究价值。产生中红外光梳的方法有很多,其中差频的方法可以简化光梳的时频域控制系统,而且输出平均功率相对较高,波长可以覆盖整个中红外波段。本文以实现3～5μm的大气窗口的中红外光学频率梳为目标,围绕基于周期性极化铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光梳展开研究,主要工作包括中红外光梳的光源、光谱可调谐的中红外光梳、倍频程宽度的中红外光梳等方面,最终成功研制了光谱可以直接覆盖2.6～5.3μm的宽带中红外光梳系统,并在此基础上成功实现了相干性分析以及气体吸收光谱测量,验证了中红外光梳系统在精密光谱测量应用中的适用性。具体研究内容和创新点如下:1.实现了中红外光学频率梳的种子光源。研究了基于保偏光纤的非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模技术,通过理论分析建立锁模模型,利用数值计算和模拟仿真证明了两种锁模技术形成可饱和吸收的机制,最终验证了五种不同腔形结构实现超短脉冲的可行性,并且选用高稳定、宽光谱的非线性放大环形镜锁模作为中红外光学频率梳的种子源。2.实现了基于光纤激光系统的光谱可调谐中红外光学频率梳。基于近红外锁模光纤光梳,通过啁啾脉冲放大与光谱非线性展宽获得了宽光谱的信号光,利用光学差频技术,在啁啾极化铌酸锂晶体中产生了光谱在3.0～4.4μm区间可调谐的中红外光学频率梳。为了获取更宽调谐范围的中红外光梳,组建了具有高功率、宽光谱特性的自相似放大器,获得了平均功率56.8W,脉冲宽度33fs,峰值功率22.95MW的超短脉冲。采用周期极化铌酸锂作为非线性频率变换晶体,产生了中心波长在3.3～5.2μm可调谐的中红外光学频率梳。3.实现了光谱覆盖范围达到倍频程宽度的中红外光学频率梳。从宽带近红外设计方案出发,优化了系统输出光谱带宽以及晶体结构,通过啁啾极化铌酸锂晶体产生光谱直接覆盖2.6～5.3μm的宽带中红外光学频率梳,并且还验证了系统的相干性和多气体分子并行测量的能力。为了将宽带中红外光学频率梳进一步推向应用,简化系统结构,通过脉冲内自差频的方式在啁啾型周期性极化铌酸锂波导内同样产生了宽带中红外光学频率梳,光谱范围2.5～5.0μm。
牛孝友[9]（2021）在《异质结构纳米体系的超快光谱与动力学研究》文中研究说明基于异质结构纳米体系复杂的激发态动力学背景,本论文工作主要采用超快瞬态吸收光谱技术（辅以稳态吸收光谱、稳态/瞬态荧光光谱、电子结构与性能表征等手段）,针对若干精心设计的异质结构纳米体系开展了深入系统的超快光谱与动力学研究,以洞察其中未被发现但确与功能性密切相关的物理机制,从而为异质结构纳米体系的设计、调控及应用提供关键的机理性指导。本论文主要包含以下五个方面的研究内容:（一）用于光催化固氮的钌单原子催化剂的光激发电子动力学研究如何在环境条件下使用催化剂进行可持续的光催化固氮仍然是一个巨大的挑战。在此,我们开发了一种锚固在富含缺陷的TiO2纳米管上的钌基单原子催化剂（Ru-SAs/Def-TNs）,作为固氮的模型系统。所构建的Ru-SAs/Def-TNs在固氮反应中的催化效率达到125.2 μmol g-1 h-1,比负载的Ru纳米颗粒和Def-TNs的催化效率分别高约6倍和13倍。通过超快瞬态吸收和光致发光光谱的表征,我们揭示了这种模型单原子催化系统中催化活性与光激发电子动力学之间的关系。我们发现Ru-SAs/Def-TNs中形成的独特的配体-金属电荷转移态是导致其高催化活性的一个主要原因,因其可极大地促进光电子从Def-TNs转移到Ru-SAs中心,随后被Ru-SAs捕获。这项工作从光激发电子动力学的角度揭示了单原子催化剂高性能的物理机制,从而丰富了对单原子催化过程的理解。（二）Mo掺杂的TiO2等离激元用于高效的光催化固氮光催化固氮作为一种绿色可持续发展的路径,近年来引起人们的广泛关注。然而,如何设计和制备出低成本、高效的催化剂富有很大的挑战性。在此,我们提出了一条途径:通过高掺杂TiO2使其表现出等离激元效应,从而利用等离激元热电子来活化惰性的N2分子。合成的Mo掺杂的TiO2在近红外光区显示出等离激元效应,在环境条件下的固氮效率可达134μmol g-1 h-1,与金的等离激元催化效率相当。通过超快光谱,我们揭示了 Mo-TiO2的等离激元热电子持续活化N2分子,是其高催化活性的原因。该研究为半导体等离激元在光催化固氮反应中的研究提供了新思路和机理层面的启发。（三）等离激元诱导的自旋交换能量转移实现三重态光化学金属纳米结构的等离激元因在光化学反应中表现出的巨大潜力而引起了越来越多的关注。然而,等离激元金属的非磁性质使得金属等离激元驱动的光化学反应往往局限于单重态反应。近年来,三重态光化学因其在突破太阳能电池的Shockley-Queisser极限或增强上转换效率等领域的应用而引起极大的关注。这里,我们提出一个全新的概念:半导体到分子的高效的等离激元诱导的自旋交换能量转移（PISEET）过程,可使分子的三重激发态被直接布居。我们在等离激元CuFeS2纳米晶-氨基芘（AP）分子固态异质结构中证实了 PISEET途径的可行性,其中一个关键点在于CuFeS2等离激元传导电子的自旋极化特性可导致自旋和等离激元发生相互作用;并进一步证明该PISEET途径主要是受Dexter型交换相互作用而非传统的等离激元偶极-偶极相互作用的支配。此外,PISEET机制的一般性也得到了验证,这无疑将在三重态光化学的操控中显示出巨大的潜力。（四）半导体等离激元调控的分子三重态布居及三重态-三重态湮灭以上PISEET现象是在CuFeS2-AP固态异质结构中观测到的,如果将CuFeS2-AP转移到液相条件下,这里分子运动加剧,会发生什么现象呢。于是我们继续对CuFeS2纳米晶-AP分子的液相异质结构展开研究。在液相条件下时,当把AP分子嫁接到CuFeS2纳米晶表面,仍然能观测到由CuFeS2纳米晶向表面吸附的AP分子的PISEET过程。随后,我们观测到了 CuFeS2纳米晶表面的AP分子的延迟荧光,这是由于等离激元的局域热场效应导致AP分子发生三重态-三重态湮灭过程所致,并可由泵浦流量依赖的瞬态吸收实验来进行证实。这一结果表明半导体等离激元向受主分子发生自旋交换的能量转移的同时,又兼具在金属等离激元中常被观测到的增强三重态-三重态湮灭过程的局域热场效应。该研究表明了半导体等离激元在调控三重态光化学中有巨大的潜力。（五）半导体等离激元诱导的单重态-三重态能量转移基于CuFeS2-AP中观测到的等离激元调控的分子三重态的新奇的现象,这里我们继续构筑了 CuFeS2纳米晶-R6G分子固态异质结构体系作为研究对象,考察了 CuFeS2等离激元诱导的能量转移过程。在这里我们观测到CuFeS2等离激元诱导的R6G分子单重态、三重态电子态的同时布居,即偶极-偶极相互作用的单重态能量转移、自旋交换的三重态能量转移通道的同时开启。此外,通过泵浦流量依赖的瞬态吸收实验,我们发现在该体系中观测到的PISEET过程不仅由传统意义上的双电子交换的Dexter机制主导,而且涉及到等离激元热电子的热效应的贡献。这表明我们所观测到的PISEET路径是一种全新的能量转移机制。该工作丰富了异质结构间能量转移的研究,为后续半导体等离激元诱导的能量转移的研究提供了关键的机理性的指导。
李若男[10]（2021）在《基于飞秒激光微加工技术的晶体光波导的研究》文中认为光波导是引导光在其结构中传输的一种介质,也称做介质光波导。根据不同界面间的折射率不同会发生全反射这一原理,光波导把光限制在微米数量级的结构中,使腔内产生的密度比较高导致光仅在波导结构内无辐射传输。光波导也是实现集成光路的基本组成元件,可以制作不同功能的光学器件,比如各类光耦合器、可调谐光滤波器、可变光衰减器、光调制器、光开关、分束器、放大器等。掺杂稀土离子的激光晶体已被证明是制备光波导的优良衬底材料,如钇铝石榴石（YAG）晶体、陶瓷、钒酸盐晶体和宝石（Sapphire）等。离子注入是一种制备光波导的传统方法,是将一定剂量的离子注入到衬底材料使其折射率发生变化,形成波导结构。飞秒激光微加工技术是最近十几年发展起来的一种光波导制备技术,它采用聚焦的飞秒激光脉冲扫描衬底材料,诱导衬底材料局部区域的折射率发生变化,形成波导结构。本论文利用飞秒激光微加工技术和离子注入技术在不同衬底材料表面或者内部制备不同类型的光波导。同时研究了光波导结构的性能、传输损耗、微荧光特性、光波导激光特性、光波导激光上转换等特性。根据光波导制备方法和波导结构的不同,本论文的主要工作可以概括为以下内容:利用飞秒激光微加工技术在钕钆共掺的氟化钙（Nd,Gd:CaF2）晶体中制备包层光波导:利用不同激光能量制备了4组直径分别为20μm、25μm、30μm、35μm的圆形包层波导。测试了所有包层波导结构的传输模式及其相对应的传输损耗和折射率大小,经计算得到波导结构的传输损耗最小为0.87 dB/cm,并且测得波导的相对折射率变化值大约是7×10-3。利用共聚焦显微镜测得波导的共聚焦微荧光特性,通过分析荧光强度、荧光位移和荧光峰宽的变化,发现波导区域由高质量的未辐照晶格组成,从而保留了衬底材料的优良特性。同时利用反射率分别为9%和70%的出射腔镜进行波导激光激发,通过分析得到激光阈值在TM和TE偏振下分别低至98.8 m W和114.2 m W。通过旋转半波片获得在不同偏振下的上转换光谱,并测得以485 nm和585 nm为中心的发射谱线的发光强度随偏振角度的变化关系。利用飞秒激光微加工技术在掺镨的氟化钙（Pr:CaF2）晶体制备不同尺寸的包层波导:通过研究发现在具有TE偏振的633 nm波长下进行测量时,波导的最低传输损耗约为0.71dB/cm。通过实验确定波导传输损耗与写入参数之间的关系,得到最合适的写入功率约为150 m W。此外,实验中还获得了单模波导。共聚焦微荧光特性光谱表明,在飞秒激光微加工过程中,波导区域由高质量的未辐照晶格组成,从而保留了衬底材料的优良特性。掺钕离子钇铝石榴石和掺铬离子钇铝石榴石（Nd:YAG/Cr:YAG）键合晶体利用C3+离子注入制备平面光波导:利用633 nm激光通过端面耦合技术测试了光波导的传输损耗、传输模式。利用共聚焦显微镜测试平面光波导的微荧光光谱,并且分析波导区与衬底区微荧光性质的区别。
二、短波长可见光二极管泵浦紫翠宝石（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、短波长可见光二极管泵浦紫翠宝石（论文提纲范文）
（1）二极管泵浦高能激光研究进展和展望（论文提纲范文）
| 1 二极管泵浦的高平均功率块状固体激光 |
| 1.1 板条激光 |
| 1.2 平面波导激光 |
| 1.3 薄片激光 |
| 1.4 直接液冷浸入式激光 |
| 1.5 小结 |
| 2 高平均功率光纤激光 |
| 2.1 高功率宽谱光纤激光器 |
| 2.2 高功率窄线宽保偏单纤激光器 |
| 2.3 多纤功率合成 |
| 2.4 小结 |
| 3 碱金属蒸气激光器 |
| 3.1 优势和难点 |
| 3.2 发展概况 |
| 3.3 小结 |
| 4 高功率绿光激光器 |
| 4.1 内腔倍频 |
| 4.2 外腔谐振倍频 |
| 4.3 腔外单通倍频 |
| 4.4 小结 |
| 5 超高峰值功率激光 |
| 5.1 高功率大能量超短脉冲激光 |
| 5.2 ns级巨脉冲激光 |
| 6 结论 |
（2）基于石墨烯量子点与二硫化钼的全固态调Q脉冲激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 全固态激光器的国内外研究现状 |
| 1.3 新型纳米材料可饱和吸收体 |
| 1.4 本论文主要研究工作 |
| 第二章 全固态被动调Q激光器理论 |
| 2.1 被动调Q激光器速率方程理论 |
| 2.2 调Q技术与原理 |
| 2.3 调Q技术分类 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 GQDs-SA和MoS_2-SA的制备与表征 |
| 3.1 GQDs与MoS_2的结构及其光学特性 |
| 3.2 GQDs-SA的制备与表征 |
| 3.3 MoS_2-SA的制备与表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于GQDs-SA、MoS_2-SA的被动调Q激光器研究 |
| 4.1 LD抽运Nd:YVO_4晶体GQDs被动调Q激光器输出特性研究 |
| 4.1.1 GQDs-SA被动调Q激光器实验装置 |
| 4.1.2 GQDs脉冲激光器输出特性分析 |
| 4.2 LD抽运Nd:YVO_4晶体MoS_2被动调Q激光器输出特性研究 |
| 4.2.1 MoS_2-SA被动调Q激光器实验装置 |
| 4.2.2 MoS_2脉冲激光器输出特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于GQDs-SA与MoS_2-SA的双被动调Q激光器研究 |
| 5.1 1064 nm双被动调Q激光器输出特性研究 |
| 5.1.1 双损耗调制激光器实验装置 |
| 5.1.2 双损耗调制激光器输出特性分析 |
| 5.2 532 nm双被动调Q激光器输出特性研究 |
| 5.2.1 倍频晶体PPLN工作原理 |
| 5.2.2 腔内倍频双损耗调制激光器实验装置 |
| 5.2.3 腔内倍频双损耗调制激光器输出特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）Yb3+掺杂稀土多钒酸盐和正磷酸盐激光晶体的生长和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 稀土离子简介 |
| 1.3 稀土钒酸盐晶体的研究现状 |
| 1.4 稀土掺杂的磷酸盐晶体的研究现状 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 实验方法和原理 |
| 2.1 论文所用晶体生长方法简介 |
| 2.1.1 提拉法 |
| 2.1.2 高温溶液法 |
| 2.2 Yb~(3+)离子掺杂晶体的能级及光谱计算 |
| 2.3 分析方法与原理 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 激光晶体光谱测试 |
| 第三章 Yb:Ca_9Gd(VO_4)_7晶体的生长及表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶体生长及结构表征 |
| 3.2.1 晶体合成及生长 |
| 3.2.2 晶体结构表征 |
| 3.3 晶体性能表征 |
| 3.3.1 吸收光谱 |
| 3.3.2 荧光光谱和荧光寿命 |
| 3.3.3 激光潜力评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Nd,Yb:YPO_4晶体的生长及光谱性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 晶体生长及结构表征 |
| 4.2.1 助熔剂合成 |
| 4.2.2 晶体生长 |
| 4.2.3 晶体结构表征 |
| 4.3 晶体性能表征 |
| 4.3.1 吸收光谱 |
| 4.3.2 发射光谱和荧光寿命 |
| 4.3.3 激光性能参数 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Yb:LuYPO_4晶体生长及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 晶体生长及结构表征 |
| 5.2.1 晶体生长 |
| 5.2.2 晶体结构表征 |
| 5.3 晶体性能表征 |
| 5.3.1 吸收光谱、发射光谱及荧光寿命 |
| 5.3.2 小信号吸收 |
| 5.3.3 连续波激光 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究内容与结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 学术成果 |
| 致谢 |
（4）Pr6O11和Yb2O3掺杂氧化钇稳定氧化锆（YSZ）单晶体的制备及其光学性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 掺杂离子简介 |
| 1.3 上转换发光 |
| 1.3.1 激发态吸收(ESA) |
| 1.3.2 连续能量传递(ETU) |
| 1.3.3 合作能量传递上转换(CET) |
| 1.3.4 光子雪崩效应(PA) |
| 1.3.5 能量迁移介质上转换(EMU) |
| 1.4 基质材料简介 |
| 1.4.1 掺杂稀土离子的不同基质材料对比 |
| 1.4.2 氧化钇稳定氧化锆(YSZ) |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.6 选题意义及主要研究内容 |
| 第二章 实验方法及表征 |
| 2.1 制备原理及设备 |
| 2.1.1 光学浮区法 |
| 2.1.2 光学浮区炉 |
| 2.2 实验流程 |
| 2.3 晶体性能测试及表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 拉曼(Raman)光谱 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.5 电子顺磁共振波谱(EPR) |
| 2.3.6 紫外-可见光-近红外(UV-Vis-NIR)吸收光谱 |
| 2.3.7 光致发光激发光谱(PLE)和光致发光光谱(PL) |
| 2.3.8 色坐标(CIE) |
| 2.3.9 上转换(Up-conversion)功率曲线 |
| 2.3.10 荧光寿命 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Pr_6O_(11)掺杂YSZ单晶的制备及其光学性能的研究 |
| 3.1 Pr掺杂YSZ晶体的制备 |
| 3.2 结构表征 |
| 3.2.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 3.2.2 拉曼(Raman)光谱分析 |
| 3.3 Pr在YSZ中的氧化态 |
| 3.3.1 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 3.3.2 电子顺磁共振波谱(EPR)分析 |
| 3.4 光学性能 |
| 3.4.1 吸收光谱分析 |
| 3.4.2 光致发光光谱(PL)和激发光谱(PLE)分析 |
| 3.4.3 色坐标和色纯度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Yb_2O_3浓度对Yb~(3+)/Pr~(3+)双掺杂YSZ单晶微观结构和发光性能的影响 |
| 4.1 Yb/Pr双掺杂YSZ单晶的制备 |
| 4.2 结构表征 |
| 4.2.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 4.2.2 拉曼(Raman)光谱分析 |
| 4.3 光学性能表征 |
| 4.3.1 透射光谱分析 |
| 4.3.2 光致发光光谱(PL)分析 |
| 4.3.3 功率曲线 |
| 4.3.4 荧光衰减 |
| 4.3.5 色坐标和色纯度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 5.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间论文发表情况 |
（5）高功率自倍频板条激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 激光晶体 |
| §1.3 非线性光学晶体 |
| §1.3.1 非线性光学理论 |
| §1.3.2 非线性光学晶体 |
| §1.4 激光自倍频 |
| §1.4.1 自倍频晶体的要求 |
| §1.4.2 自倍频晶体的发展历程 |
| §1.5 自倍频激光面临的发展瓶颈 |
| §1.6 本论文主要研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 端面泵浦板条自倍频晶体的热效应研究 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 板条晶体热效应 |
| §2.2.1 晶体产热来源 |
| §2.2.2 晶体热效应 |
| §2.2.3 产热的表达式 |
| §2.3 端面泵浦板条晶体内部热效应理论计算 |
| §2.3.1 部分端面泵浦自倍频板条激光器的结构及特点 |
| §2.3.2 部分端面泵浦板条晶体的热温度分布理论 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Nd:GdCOB板条晶体绿光自倍频激光性能研究 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 部分端面泵浦板条晶体和部分端面泵浦棒状晶体的温度分布对比 |
| §3.3 自倍频板条激光晶体尺寸的确定 |
| §3.4 Nd:GdCOB板条晶体绿光自倍频激光性能研究 |
| §3.4.1 Nd:GdCOB晶体最佳相位匹配方向的计算 |
| §3.4.2 Nd:GdCOB板条晶体绿光自倍频激光实验及讨论 |
| §3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Yb:YCOB板条晶体自倍频黄光激光性能研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 Yb:YCOB晶体最佳相位匹配方向的计算 |
| §4.3 Yb:YCOB板条晶体黄光自倍频激光性能研究 |
| §4.3.1 掺杂浓度为20at.%的Yb:YCOB板条晶体黄光自倍频激光实验 |
| §4.3.2 Yb:YCOB板条晶体热分析 |
| §4.3.3 掺杂浓度为15at.%的Yb:YCOB板条晶体黄光自倍频激光实验及讨论 |
| §4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| §5.1 主要研究工作 |
| §5.2 主要创新点 |
| §5.3 有待进一步开展的工作 |
| 攻读博士学位期间发表论文和专利情况 |
| 攻读博士学位期间所获奖励情况 |
| 致谢 |
| Paper 1 |
| Paper 2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）新型低维纳米材料的宽带非线性光学特性及应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 几种新型低维纳米材料及其制备与表征 |
| 1.2.1 零维量子点 |
| 1.2.2 二维层状硫族化合物 |
| 1.2.3 金属有机骨架颗粒 |
| 1.2.4 低维纳米材料的制备方法 |
| 1.2.5 低维纳米材料的表征手段 |
| 1.3 脉冲激光技术 |
| 1.3.1 调Q与锁模技术 |
| 1.3.2 可饱和吸收器件研究进展 |
| 1.4 本文主要工作与内容安排 |
| 第二章 低维纳米材料的能带结构计算与非线性光学特性表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理计算 |
| 2.2.1 密度泛函理论 |
| 2.2.2 广义梯度近似泛函 |
| 2.2.3 计算软件介绍 |
| 2.3 低维纳米材料的非线性光学特性基本理论及测量技术 |
| 2.3.1 低维纳米材料的非线性光学特性基本理论 |
| 2.3.2 Z扫描技术和测量原理 |
| 2.3.3 Z扫描测量装置搭建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 CdSe/ZnS量子点和BiQDs的非线性光学特性及应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CdSe/ZnS量子点的非线性光学特性及应用研究 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 3.2.3 近红外波段非线性光学特性研究 |
| 3.2.4 基于CdSe/ZnS量子点可饱和吸收体的1和1.3 μm固态调Q激光器 |
| 3.3 BiQDs在2μm波段的可饱和吸收特性及应用研究 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 形貌、结构等特性表征 |
| 3.3.3 2 μm波段非线性光学响应特性研究 |
| 3.3.4 基于BiQDs可饱和吸收体的2 μm固态调Q激光器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 二维硒化物纳米片的宽带非线性光学特性及应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 InSe纳米片的宽带可饱和吸收特性及应用研究 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 4.2.3 电子能带结构分析 |
| 4.2.4 近红外波段宽带可饱和吸收特性研究 |
| 4.2.5 基于InSe纳米片可饱和吸收体的1～2 μm固态调Q激光器 |
| 4.3 MoSe_2纳米片在1 μm波段的非线性光学特性及应用研究 |
| 4.3.1 样品制备 |
| 4.3.2 形貌、结构等特性表征 |
| 4.3.3 1 μm波段的非线性光学特性研究 |
| 4.3.4 新型无序激光晶体Nd:CNGG |
| 4.3.5 基于MoSe_2纳米片可饱和吸收体的1μm固态调Q激光器 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 大尺寸单层MoS_2薄膜的宽带非线性光学特性及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 大尺寸单层MoS_2纳米薄膜的制备、表征及电子能带模拟 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 5.2.3 电子能带结构计算 |
| 5.3 大尺寸单层MoS_2薄膜的宽带非线性光学特性研究 |
| 5.3.1 1μm波段的可饱和吸收特性研究 |
| 5.3.2 2μm波段的非线性光学特性研究 |
| 5.4 单层MoS_2薄膜的宽带可饱和吸收特性应用研究 |
| 5.4.1 基于单层MoS_2可饱和吸收体的1μm全固态锁模激光器 |
| 5.4.2 2μm波段新型激光增益晶体Tm,Ho:CaLu_(0.1)Gd_(0.9)AlO_4 |
| 5.4.3 基于单层MoS_2可饱和吸收体的2 μm Tm,Ho:CLGA调Q激光器 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 金属有机骨架ZIF-67的宽带非线性光学特性及应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 ZIF-67颗粒的制备与表征 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 6.3 ZIF-67的电子能带结构与宽带非线性光学特性研究 |
| 6.3.1 电子能带结构分析 |
| 6.3.2 近红外波段的非线性光学特性研究 |
| 6.3.3 2μm波段非线性光学特性研究 |
| 6.4 ZIF-67的宽带可饱和吸收特性在脉冲激光器中的应用 |
| 6.4.1 基于ZIF-67可饱和吸收体的1和1.3 μm固态调Q激光器 |
| 6.4.2 基于ZIF-67可饱和吸收体的2μm固态调Q激光器 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要内容和结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加科研项目、获得奖励及发表学术论文情况 |
| 附发表论文两篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）微下拉法生长高质量LuAG单晶光纤及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 单晶光纤 |
| 1.2.1 单晶光纤概述 |
| 1.2.2 单晶光纤生长方法 |
| 1.3 激光材料 |
| 1.3.1 激光原理 |
| 1.3.2 基质材料 |
| 1.3.3 激活离子 |
| 1.4 温度传感技术 |
| 1.4.1 光学测温方法 |
| 1.4.2 光纤温度传感器 |
| 1.4.3 上转换发光原理 |
| 1.5 本文的选题意义、研究目的和内容 |
| 第二章 Yb:LuAG激光单晶光纤的制备及基本性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Yb:LuAG单晶光纤的制备 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 多晶料的合成 |
| 2.2.3 Yb:LuAG单晶光纤生长 |
| 2.3 Yb:LuAG单晶光纤的基本性能表征 |
| 2.3.1 直径起伏测试 |
| 2.3.2 光纤定向及结晶性测试 |
| 2.3.3 掺杂离子定量及分布情况测试 |
| 2.3.4 光束质量测试 |
| 2.3.5 光束传输损耗测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Yb:LuAG单晶光纤光谱性能及连续激光输出 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Yb:LuAG单晶光纤光谱性能 |
| 3.2.1 吸收光谱 |
| 3.2.2 荧光光谱 |
| 3.3 Yb:LuAG单晶光纤连续激光实验 |
| 3.3.1 激光实验装置 |
| 3.3.2 7% Yb:LuAG单晶光纤连续激光实验 |
| 3.3.3 10% Yb:LuAG单晶光纤连续激光实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Er,Yb:LuAG单晶光纤的上转换荧光测温研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Er,Yb:LuAG单晶光纤的制备 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 多晶料合成 |
| 4.2.3 Er,Yb:LuAG单晶光纤生长 |
| 4.3 Er,Yb:LuAG上转换荧光测温性能 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 上转换荧光光谱 |
| 4.3.3 能级分析 |
| 4.3.4 上转换荧光测温性能 |
| 4.3.5 灵敏度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 有待开展的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景介绍 |
| 1.1.1 光学频率梳简介 |
| 1.1.2 中红外光学频率梳的研究进展 |
| 1.2 论文研究工作的意义及创新点 |
| 1.2.1 选题的意义 |
| 1.2.2 论文研究的主要工作 |
| 1.2.3 论文的创新点 |
| 第二章 中红外光学频率梳的产生方法 |
| 2.1 中红外光学频率梳 |
| 2.1.1 光学频率梳的基本原理 |
| 2.1.2 中红外光学频率梳在光谱学中的应用 |
| 2.1.3 产生方法 |
| 2.2 差频产生中红外光学频率梳系统的设计 |
| 2.2.1 差频产生中红外光学频率梳的原理 |
| 2.2.2 光谱非线性展宽 |
| 2.2.3 相位匹配与准相位匹配 |
| 2.2.4 非线性晶体的选择与设计 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 中红外光学频率梳的光源 |
| 3.1 光纤激光器的锁模技术 |
| 3.1.1 锁模原理简介 |
| 3.1.2 保偏光纤激光器锁模技术的研究进展 |
| 3.2 基于非线性放大环形镜锁模的光纤激光器 |
| 3.2.1 非线性放大环形镜锁模 |
| 3.2.2 全光纤非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.2.3 基于偏振分光棱镜的非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.2.4 高功率非线性放大环形镜锁模激光器 |
| 3.3 基于非线性偏振演化锁模的光纤激光器 |
| 3.3.1 偏振演化锁模 |
| 3.3.2 基于交叉熔接的环形腔及其输出特性 |
| 3.3.3 基于Sagnac环的8 字腔及其输出特性 |
| 3.4 非线性放大环形镜锁模与非线性偏振演化锁模的区别 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 光谱可调谐的中红外光学频率梳 |
| 4.1 3.0~4.4μm可调谐中红外光学频率梳 |
| 4.1.1 掺镱光纤光学频率梳 |
| 4.1.2 啁啾脉冲放大器 |
| 4.1.3 中红外光学频率梳的产生 |
| 4.1.4 噪声分析 |
| 4.2 3.3~5.2μm可调谐中红外光学频率梳 |
| 4.2.1 自相似放大器 |
| 4.2.2 中红外光学频率梳的产生 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 宽带中红外光学频率梳 |
| 5.1 宽带中红外光学频率梳的产生 |
| 5.1.1 近红外光学频率梳 |
| 5.1.2 泵浦光功率放大 |
| 5.1.3 信号光光谱非线性展宽 |
| 5.1.4 近红外系统带宽的验证 |
| 5.1.5 PPLN晶体周期结构的优化 |
| 5.1.6 中红外光学频率梳的产生 |
| 5.1.7 相干性验证以及吸收光谱测量 |
| 5.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
| 5.2.1 非线性晶体的优化 |
| 5.2.2 脉冲内自差频产生的中红外光学频率梳 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历以及科研成果 |
| 个人简历 |
| 学术论文 |
| 荣誉和奖励 |
| 致谢 |
（9）异质结构纳米体系的超快光谱与动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超快激光的发展及技术简介 |
| 1.2.1 超快激光的发展 |
| 1.2.2 超快激光的一些技术 |
| 1.3 超快光谱技术 |
| 1.3.1 泵浦探测 |
| 1.3.2 二维光谱 |
| 1.3.3 飞秒X射衍射 |
| 1.3.4 瞬态吸收显微镜 |
| 1.4 超快光谱在凝聚相研究中的应用 |
| 1.4.1 超快光谱在光催化研究中的应用 |
| 1.4.2 超快光谱在等离激元研究中的应用 |
| 1.5 本论文的主要研究内容和研究意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验装置、原理和方法 |
| 2.1 超快瞬态吸收测试系统 |
| 2.1.1 飞秒激光系统 |
| 2.1.2 泵浦探测系统 |
| 2.2 荧光探测系统 |
| 2.3 Z-scan测试 |
| 2.4 其他表征 |
| 参考文献 |
| 第三章 用于光催化固氮的钌单原子催化剂的光激发电子动力学研究 |
| 前言 |
| 样品制备与表征 |
| 结果与讨论 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Mo掺杂的TiO_2等离激元用于高效的光催化固氮 |
| 前言 |
| 实验部分 |
| 结果与讨论 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 等离激元诱导的自旋交换的能量转移实现三重态光化学 |
| 前言 |
| 样品的合成 |
| 计算方法和模型 |
| 参数的模拟计算 |
| 结果与讨论 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 半导体等离激元调控的分子三重态布居及三重态-三重态湮灭 |
| 前言 |
| 实验部分 |
| 结果与讨论 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 半导体等离激元诱导的单重态三重态能量转移 |
| 前言 |
| 结果与讨论 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间已发表及待发表的研究论文 |
| 参加学术会议情况 |
（10）基于飞秒激光微加工技术的晶体光波导的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 飞秒激光微加工技术的研究进展 |
| 1.3 离子注入光波导的研究进展 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 基本理论与实验方法 |
| 2.1 光波导的分类 |
| 2.2 光波导性能测试 |
| 2.2.1 端面耦合技术 |
| 2.2.2 光波导损耗的机理 |
| 2.2.3 光波导折射率分布的模拟与测量计算 |
| 2.2.4 光波导损耗的测量与计算 |
| 2.3 共聚焦显微镜测量微荧光 |
| 2.4 飞秒激光微加工技术 |
| 2.5 离子注入技术 |
| 第三章 飞秒激光微加工Nd,Gd:CaF_2晶体光波导性能研究 |
| 3.1 实验过程 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 飞秒激光微加工Pr:CaF_2晶体光波导性能研究 |
| 4.1 实验过程 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 离子注入Nd:YAG/Cr:YAG键合晶体平面光波导性能研究 |
| 5.1 Nd:YAG/Cr:YAG(10×2×(10+1.3)mm~3)键合晶体平面光波导性能研究 |
| 5.1.1 实验过程 |
| 5.1.2 结果与讨论 |
| 5.2 Nd:YAG/Cr:YAG(10×2×(10+3.2)mm~3)键合晶体平面光波导性能研究 |
| 5.2.1 实验过程 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.3 小结 |
| 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及获奖情况 |
| 发表论文 |
| 获得荣誉、奖励 |
| 致谢 |
四、短波长可见光二极管泵浦紫翠宝石（论文参考文献）
- [1]二极管泵浦高能激光研究进展和展望[J]. 尚建力,王君涛,彭万敬,刘航,汪丹,马毅,付博,于益,冯昱骏,张黎,阮旭,靳全伟,易家玉,叶先林,孙殷宏,王伟平,高清松. 强激光与粒子束, 2022(01)
- [2]基于石墨烯量子点与二硫化钼的全固态调Q脉冲激光器研究[D]. 刘海洋. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]Yb3+掺杂稀土多钒酸盐和正磷酸盐激光晶体的生长和性能研究[D]. 郑菲. 青岛大学, 2021
- [4]Pr6O11和Yb2O3掺杂氧化钇稳定氧化锆（YSZ）单晶体的制备及其光学性能的研究[D]. 王黛妮. 广西大学, 2021
- [5]高功率自倍频板条激光器研究[D]. 杜金恒. 山东大学, 2021(11)
- [6]新型低维纳米材料的宽带非线性光学特性及应用研究[D]. 潘瀚. 山东大学, 2021(11)
- [7]微下拉法生长高质量LuAG单晶光纤及其性能研究[D]. 王安叶. 山东大学, 2021(09)
- [8]基于铌酸锂晶体差频产生宽带中红外光学频率梳的研究[D]. 周廉. 华东师范大学, 2021(12)
- [9]异质结构纳米体系的超快光谱与动力学研究[D]. 牛孝友. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [10]基于飞秒激光微加工技术的晶体光波导的研究[D]. 李若男. 山东师范大学, 2021(12)