中红外可调谐量子级联激光器研究进展

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作者 刘莹 蒋涛 +7 位作者 杨奇 王雪敏 湛治强 邹蕊矫 罗佳文 樊龙 陈风伟 吴卫东 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第1期87-95,共9页

量子级联激光器(QCL)是中红外波段重要的激光光源,其中,可调谐中红外量子级联激光器具有单纵模、频率可调谐的优点,成为目前研究的热点。可调谐中红外量子级联激光器主要通过分布反馈(DFB)光栅、分布布拉格反射(DBR)光栅、外腔衍射光栅... 量子级联激光器(QCL)是中红外波段重要的激光光源,其中,可调谐中红外量子级联激光器具有单纵模、频率可调谐的优点,成为目前研究的热点。可调谐中红外量子级联激光器主要通过分布反馈(DFB)光栅、分布布拉格反射(DBR)光栅、外腔衍射光栅等方法实现。本文介绍了中红外量子级联激光器的基本原理,分别归纳、总结了近年来DFB、DBR可调谐量子级联激光器以及外腔可调谐量子级联激光器的研究进展,讨论了各种可调谐方法的优缺点。最后,对可调谐量子级联激光器的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 量子级联激光器 可调谐 布拉格光栅 中红外

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有机官能团的太赫兹光谱特征研究 被引量：3

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作者 马春前 许向东 +6 位作者 邹蕊矫 刘一客 何琼 蒋亚东 黄锐 温粤江 孙自强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期870-874,共5页

采用傅里叶远红外光谱仪(FTIR),在室温条件下测量了多种饱和直链有机小分子的太赫兹光谱。测试结果显示,有机官能团的差异导致有机物的太赫兹光谱特征显著不同。其中,有机物的晶格振动吸收峰和分子间氢键的振动吸收峰分别位于太赫兹高... 采用傅里叶远红外光谱仪(FTIR),在室温条件下测量了多种饱和直链有机小分子的太赫兹光谱。测试结果显示,有机官能团的差异导致有机物的太赫兹光谱特征显著不同。其中,有机物的晶格振动吸收峰和分子间氢键的振动吸收峰分别位于太赫兹高频和低频波段。而且,饱和直链一元醇的—OH官能团产生的分子间氢键的特征峰位于57cm-1,而三十烷酸的—COOH官能团产生的分子间氢键的特征峰则位于74cm-1。分子间氢键使三十烷醇和三十烷酸对太赫兹辐射的吸收能力明显地强于三十烷烃。相比于三十烷醇,三十烷酸的太赫兹特征峰还发生有规律的红移和蓝移现象。此外,还采用密度泛函理论B3LYP/6-311G(d,p)基组对饱和直链烷烃、烷醇和烷酸的太赫兹光谱进行了仿真计算,发现分子间氢键作用越强的有机物的单体分子的仿真结果与实测光谱的吻合程度越低。二聚体结构的仿真结果与实测光谱的吻合程度明显地高于单分子结构。研究结果对利用FTIR研究其他有机官能团的太赫兹光谱特征、探索有机分子内部的振动模式、探究有机物太赫兹响应的物理原理及器件应用等具有重要意义。 展开更多

关键词 太赫兹光谱 有机官能团 特征 测量 仿真

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分布反馈太赫兹量子级联激光器实现高功率单模输出

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作者 蒋涛 湛治强 +5 位作者 杨奇 邹蕊矫 樊龙 彭丽萍 王雪敏 吴卫东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期136-136,共1页

太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种基于超晶格或耦合多量子阱中电子共振隧穿和子带间跃迁的单极光源,其辐射频率可通过能带和波函数设计进行调控,具有响应速度高、体积小、便于集成等优点。近年来,国际上多个科研团队展开了对THz QC... 太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种基于超晶格或耦合多量子阱中电子共振隧穿和子带间跃迁的单极光源,其辐射频率可通过能带和波函数设计进行调控,具有响应速度高、体积小、便于集成等优点。近年来,国际上多个科研团队展开了对THz QCL的密集研究,器件性能取得了显著的进展。针对THz QCL的实际应用,目前急切需要解决两个方面的问题:第一方面,受限于严重的大气衰减、光束合成等困难,急需解决THz QCL功率输出提升的问题。第二方面,研制窄线宽、高功率单模输出的太赫兹本振源。 展开更多

关键词 太赫兹量子级联激光器 分布反馈 单模输出 子带间跃迁 大气衰减 光束合成 多量子阱 本振源

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再生纤维素太赫兹光谱的实验与理论研究 被引量：3

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作者 戴泽林 许向东 +9 位作者 谷雨 邹蕊矫 韩守胜 彭勇 连宇翔 王福 李欣荣 陈哲耕 孙铭徽 蒋亚东 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期697-703,共7页

采用低温溶解法制备了再生纤维素膜,运用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和X射线衍射仪对所制薄膜进行形貌和晶型表征。在此基础上,结合太赫兹时域光谱和傅里叶变换红外光谱技术,测量了再生纤维素膜的太赫兹光谱。据此,详细指认了再... 采用低温溶解法制备了再生纤维素膜,运用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和X射线衍射仪对所制薄膜进行形貌和晶型表征。在此基础上,结合太赫兹时域光谱和傅里叶变换红外光谱技术,测量了再生纤维素膜的太赫兹光谱。据此,详细指认了再生纤维素在太赫兹波段的特征峰,指出再生纤维素的太赫兹透过率随波数的减少而增大的现象是由其无定形部分所导致。通过比较再生纤维素和脱脂棉在100～700cm～(-1)的光谱特性,发现两者具有相似的峰形,但再生纤维素在此波段的特征峰相对于脱脂棉特征峰发生了不同程度的蓝移。据此,提出了鉴别纤维素Ⅱ和纤维素Ⅰ_β同质异晶体的一种新方法。重要的是,还采用CASTEP对纤维素Ⅱ晶体进行结构优化及光谱的理论研究,并对再生纤维素的太赫兹特征峰进行了系统的归属。理论计算结果表明,再生纤维素在42和54 cm～(-1)处的太赫兹特征峰分别是由平移振动和转动的晶格振动模式引起,而位于68～238 cm～(-1)间的太赫兹特征峰则与—CH_2OH基团的扭绞振动以及C—H及O—H的变形振动相关。此外,351～583 cm～(-1)范围内的吸收峰与C—O—C及吡喃环的骨架振动相关,而611和670 cm～(-1)两处的吸收峰则主要源于O—H的面外弯曲振动。结果不仅揭示了再生纤维素的物质结构与太赫兹光谱间的联系,也为理论上研究部分结晶的聚合物及生物有机大分子等的太赫兹响应的物理原理提供了参考。 展开更多

关键词 再生纤维素 太赫兹光谱 表征 仿真

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四苯基卟啉锌-单壁碳纳米管复合薄膜的制备与光电特性研究 被引量：1

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作者 马淼 闫微 +5 位作者 许向东 朱宏钊 刘禹彤 戴泽林 邹蕊矫 蒋亚东 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期3150-3155,共6页

使用喷涂法制备了四苯基卟啉锌(ZnTPP)薄膜及ZnTPP-单壁碳纳米管复合薄膜。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、台阶仪、四探针测试仪、紫外-可见光分光光度计、傅里叶红外光谱仪对薄膜的形貌、电学及光学性能等进行了系统的测量,研究了Zn... 使用喷涂法制备了四苯基卟啉锌(ZnTPP)薄膜及ZnTPP-单壁碳纳米管复合薄膜。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、台阶仪、四探针测试仪、紫外-可见光分光光度计、傅里叶红外光谱仪对薄膜的形貌、电学及光学性能等进行了系统的测量,研究了ZnTPP薄膜及ZnTPP-碳纳米管复合薄膜的太赫兹响应特性。结果表明,ZnTPP的太赫兹指纹谱峰为44,57,77,88,95和102cm-1,与文献[3]报道的棕树叶中叶绿素的指纹谱峰基本一致。重要的是,通过与碳纳米管相复合的方法,不仅使ZnTPP有机薄膜的均匀性及致密性得到了改善,还使后者的导电性及在紫外到太赫兹波段的光吸收性能获得明显增强。此外,还发现了复合薄膜在47及66cm-1处出现新的太赫兹吸收峰,证明了碳纳米管和ZnTPP之间存在的相互作用。这种作用使复合薄膜的综合性能得到提高。结果表明,通过加入碳纳米管,能够对ZnTPP的薄膜质量以及电学和光学性能等进行有效的改善,使之具有综合优良的物理性能、具备光电器件的应用前景。研究成果对促进有机物的太赫兹光谱研究以及寻找新型太赫兹有机敏感材料等具有重要意义。 展开更多

关键词 四苯基卟啉锌 单壁碳纳米管 光学性能 电学性能

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太赫兹全息成像技术在太阳电池中的应用 被引量：1

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作者 史珂 仝文浩 +5 位作者 邹蕊矫 张永哲 严辉 黎维华 王雪敏 吴卫东 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第4期572-576,共5页

晶体硅太阳电池具有成本低廉、工艺简单等优点,但在生产过程中难免会出现断栅、破裂等问题,因此对太阳电池片的检测至关重要。太赫兹波作为一种具有光子学及电子学特征的电磁波在无损检测方面具有独特的优势。通过采用太赫兹量子级联激... 晶体硅太阳电池具有成本低廉、工艺简单等优点,但在生产过程中难免会出现断栅、破裂等问题,因此对太阳电池片的检测至关重要。太赫兹波作为一种具有光子学及电子学特征的电磁波在无损检测方面具有独特的优势。通过采用太赫兹量子级联激光器数字全息成像系统,对模拟设计的太阳电池金属栅线、破裂硅片以及不同电阻率的衬底进行测试。结果表明,太赫兹全息成像技术在太阳电池检测领域具有较高的应用价值。 展开更多

关键词 太赫兹 全息成像 太阳电池

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通过附加金属条调节超材料的太赫兹响应

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作者 姚洁 许向东 +6 位作者 陈哲耕 戴泽林 李欣荣 敖天宏 范凯 王蒙 邹蕊矫 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期542-549,共8页

针对传统超材料的太赫兹响应调控难度大、程序复杂的缺点,提出调节超材料太赫兹响应特性的一种新方法.该方法是在传统三层超材料的结构与材料参数均不变的情况下,在中间介质层中引入一条附加的金属条,仅通过调节该金属条的位置和线宽,... 针对传统超材料的太赫兹响应调控难度大、程序复杂的缺点,提出调节超材料太赫兹响应特性的一种新方法.该方法是在传统三层超材料的结构与材料参数均不变的情况下,在中间介质层中引入一条附加的金属条,仅通过调节该金属条的位置和线宽,就能实现超材料对入射太赫兹波的响应频率、吸收峰值等的有效调节.结果显示,当附加金属条由底层向表层的方向移动时,超材料的响应频率红移.当金属条位于介质的中间位置时,超材料的吸收率达到最大(99.98%).而且,当金属条的线宽增大时,超材料的响应频率红移、吸收增强.此外,当太赫兹入射角≤45°时,该超材料的中心响应频率稳定、吸收率峰值较高.但是,当入射角>45°时,超材料的响应频率蓝移、吸收率峰值明显下降.根据这种新方法,能够对超材料的太赫兹响应进行有效控制,同时避免设计超材料结构的复杂过程. 展开更多

关键词 超材料 太赫兹 响应频带 吸收频率 调控

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分布反馈量子级联激光器光栅反馈特性

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作者 刘莹 蒋涛 +7 位作者 杨奇 王雪敏 湛治强 邹蕊矫 罗佳文 樊龙 陈风伟 吴卫东 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期18-24,共7页

为探究Bragg光栅结构对TM模反馈特性的影响,利用有限时域差分法对具有TM模的分布反馈(DFB)量子级联激光器Bragg光栅结构进行仿真研究。重点分析了侧向耦合光栅的光学特性以及光栅侧壁倾角对光栅反射谱、损耗的影响及原因,并探究了光栅... 为探究Bragg光栅结构对TM模反馈特性的影响,利用有限时域差分法对具有TM模的分布反馈(DFB)量子级联激光器Bragg光栅结构进行仿真研究。重点分析了侧向耦合光栅的光学特性以及光栅侧壁倾角对光栅反射谱、损耗的影响及原因,并探究了光栅刻蚀深度及占空比与TM模的耦合系数、损耗的关系。结果表明有效折射率是影响Bragg波长的主要因素,而光限制因子是不同周期的侧向耦合光栅结构耦合系数产生巨大差别的原因,当光栅侧壁倾角90°时镜面损耗最小。光栅周期、占空比、刻蚀深度与耦合系数的关系表明:这些参数不仅影响光栅的相对介电常数,也会对光限制因子产生作用,从而影响耦合系数的大小;耦合系数与刻蚀深度具有正比关系,大周期光栅耦合系数随占空比的变化率较小。对光栅光反馈特性的理论研究有利于提升对DFB量子级联激光器的认识,促进激光器性能的提升和发展。 展开更多

关键词 量子级联激光器 BRAGG光栅 分布反馈 耦合系数 TM模

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棕树叶的形貌、成分及光谱特性研究 被引量：4

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作者 刘一客 刘禹彤 +7 位作者 许向东 闫微 马淼 朱宏钊 马春前 邹蕊矫 丁廉 罗梦佳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期386-393,共8页

利用傅里叶红外光谱仪-衰减全反射技术对不同棕树叶的太赫兹光谱进行了测量,利用扫描电子显微镜及中红外光谱表征了样品的物理形貌与化学成分.给出了叶绿素及类胡萝卜素的太赫兹指纹谱峰,发现植物叶子的化学成分对光学响应的影响强于其... 利用傅里叶红外光谱仪-衰减全反射技术对不同棕树叶的太赫兹光谱进行了测量,利用扫描电子显微镜及中红外光谱表征了样品的物理形貌与化学成分.给出了叶绿素及类胡萝卜素的太赫兹指纹谱峰,发现植物叶子的化学成分对光学响应的影响强于其物理形貌的影响.在棕树叶的主要化学成分中,叶绿素的太赫兹响应强于类胡萝卜素.提出了植物光学研究以及太赫兹有机敏感材料研究的新方法,获得了一些重要结果.研究结果不仅有助于人们更加深入地了解植物的一些生理行为,并可以从中得到启发,为设计性能更高、针对性更强、应用更广的器件功能材料创造条件,推动理论及应用研究的发展. 展开更多

关键词 植物 物理形貌 化学成分 光谱特性

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太赫兹量子级联激光器阵列耦合的研究进展 被引量：2

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作者 罗佳文 王雪敏 +6 位作者 沈昌乐 蒋涛 湛治强 邹蕊矫 彭丽萍 黎维华 吴卫东 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第1期38-44,共7页

太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的问题,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要... 太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的问题,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要。概述了THz QCL的现有阵列耦合结构,并总结和讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。 展开更多

关键词 激光器 量子级联激光器 太赫兹 阵列 波导

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研发系列太赫兹产品 带动薄膜物理学科发展—一中国工程物理研究院吴卫东研究员成果

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作者 邹蕊矫 王雪敏 +2 位作者 蒋涛 湛治强 吴卫东 《科技成果管理与研究》 2020年第1期84-86,共3页

吴卫东,1967年生,研究员,博士生导师,中国工程物理研究院激光聚变研究中心薄膜物理学术带头人。兼任同济大学和四川大学的博士生导师,是中国工程物理研究院的“双百人才”。承担和参加了多项国家科技重大专项、国防科技预先研究课题、国... 吴卫东,1967年生,研究员,博士生导师,中国工程物理研究院激光聚变研究中心薄膜物理学术带头人。兼任同济大学和四川大学的博士生导师,是中国工程物理研究院的“双百人才”。承担和参加了多项国家科技重大专项、国防科技预先研究课题、国家863计划课题、国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金和中国工程物理研究院院基金等多项科研项目。获得省部级科技进步奖一等奖、二等奖、三等奖共10多项。以第一作者和通信作者发表SCI论文80多篇。 展开更多

关键词 科学仪器设备 学术带头人 SCI论文 国家自然科学基金 科研项目 部级科技进步奖 吴卫东 国防科技

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