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2025
05-22

疾速捕光：高速光電探測器的工作原理與技術解析
在現代光通信、激光測距和量子傳感等領域，高速光電探測器是捕捉極微弱、超短脈沖光信號的核心器件。其性能決定了系統能否準確感知皮秒乃至飛秒級光事件。本文將深入剖析高速光電探測器的工作原理及其技術突破。一、光電轉換：光信號到電信號的躍遷高速光電探測器的核心作用是將入射光子轉化為電信號。這一過程主要依賴三種物理效應：1.光伏效應（PhotovoltaicEffect）光子激發半導體材料中的電子-空穴對，形成內部電場驅動電荷分離。典型應用如PIN光電二極管，其結構優化可提升響應速度。2.光電導效應（Pho
2025
05-21

飛向太空時，激光光纖會面臨怎樣的挑戰呢？
有源光纖是光纖激光器的核心元件，其作用是產生激光和實現功率放大，其結構通常為雙包層結構.圖1有源光纖激光器光路圖和普通雙包層有源光纖結構示意圖有源光纖激光器具有重量輕、體積小、電光轉換效率高等優勢，在空間激光通信、激光雷達、太空垃圾處理、光纖陀螺及**等方面有重要應用價值圖2有源光纖的激光波長和最高輸出功率及在太空中的主要應用然而，太空環境中存在大量輻射源，諸如γ射線、電子、中子等。這些高能粒子束輻照會使有源光纖的背底損耗急劇增加，激光性能大幅下降，嚴重時甚至沒有激光輸出。這一現象稱為輻致暗化（
2025
05-20

研制新型高性能合金材料是激光增材制造構件力學性能
金屬激光增材制造過程中易出現孔隙、裂紋、氧化夾雜、熔體球化與飛濺等一系列冶金缺陷，這是由材料的物理和化學特性本質決定的。缺陷會顯著降低激光增材制造構件成形性能。以鋁合金為例，其特殊性質(低密度、低激光吸收率、高熱導率及易氧化性等)決定了其是激光增材制造的典型難加工材料。很多高性能合金較難通過激光增材制造工藝獲得預期的高性能，主要是因材料的成分物性等參數并非專門為激光增材制造而設計，難以適用于激光快速熔化凝固過程及高度非平衡冶金熱力學和動力學行為。專用面向激光增材制造的Al-Mg-Sc-Zr合金可
2025
05-19

探討硅基光電計算一種新型計算體系
硅基光電計算是建立在硅基光電子學基礎上的一種新型計算體系,如圖1所示。硅基光電子學是探討微納米量級光子、電子及光電子器件在不同材料體系中的工作原理，并使用與硅基集成電路工藝兼容的技術和方法，將它們異質集成在同一硅襯底上形成一個完整的具有綜合功能的新型大規模光電集成芯片的一門科學。圖1硅基光電計算體系早期硅基光電子概念的提出是為了解決傳統微電子芯片中核心單元之間的互連通信瓶頸問題。近十年來，硅基光電子因其與CMOS技術兼容的集成工藝和光域通信互連方面的優點，不僅在通信領域實現了產業化，快速占領市場
2025
05-16

為確保光學原子鐘擔當全球計時基石，科學家拖著它顛簸到各國…
作為世界精確的計時器，光學原子鐘的復雜程度也可謂登峰。從超穩定激光系統到原子裝置，再到真空系統和頻率測量體系——若有人將一臺光學原子鐘裝入拖車，任其飛馳于高速公路上，那無疑是相當抽象的表演，要知道，任何劇烈顛簸都可能擾亂它精準的滴答。但德國聯邦物理技術研究院(PTB)的科學家表示，這次兇險的運輸勢在必行!從研究院所在的布倫瑞克出發，它將跋山涉水，與其他全球頂尖的光學鐘相遇和比對，向便攜和實用的目標邁進，也向全新定義的“秒”迫近，而新定義的秒將深刻影響從速度到質量的幾乎所有科學計量基準，重構人類對
2025
05-14

自由曲面的激光均勻熔覆
激光熔覆技術利用高能激光束使金屬材料熔化，并與基材冶金結合形成耐腐蝕、耐磨損、硬度高且力學性能優良的熔覆層，可修復零件破損面并延長零件使用壽命，廣泛用于零件表面強化。對于等截面零件一般采用平行切片法生成熔覆掃描路徑;然而，對于空間自由曲面的激光熔覆，由于三維曲面的不可展特點與梯度變化，平行切片法將導致熔覆層各熔道間距不等。疏密不均的熔道會造成熔覆層隆起或凹陷，厚薄不均，嚴重影響熔覆表面質量。針對上述問題，蘇州大學激光制造技術研究所石拓副研究員團隊基于點云提出了一種等搭接率熔覆路徑規劃算法，在自由
2025
05-13

新方法測量高功率激光調頻脈沖波形
高功率激光裝置中，脈沖波形的準確測量對于評估裝置輸出性能和物理實驗數據分析具有重要意義。傳統的透鏡耦合單模光纖測量方式抗干擾能力強，但近場耦合效率低，測量結果難以反映光束近場的整體時間波形;可采用光束聚焦后直接進入大口徑真空光電管的方法測量，結果準確，但抗干擾能力和經濟性較差。調頻脈沖波形測量系統應具備三個特性方能滿足波形準確、經濟測量的需要：一、近場取樣比例應盡可能高以消除奇異點對測量結果的影響;二、具備較強的抗電磁干擾能力;三、可進行多光路測量設備復用。中國工程物理研究院激光聚變研究中心激光
2025
05-12

皮秒貝塞爾光束切割化學強化玻璃
化學強化玻璃是通過離子交換工藝，將玻璃表面體積較小的鈉離子置換為體積較大的鉀離子，在玻璃表面形成深度為幾十微米的壓應力層的一種特殊玻璃。相對于普通玻璃，化學強化玻璃具有更高的機械強度和熱穩定性，被廣泛應用于手機、平板電腦等電子設備的顯示屏。因為這層表面壓應力，傳統的機械切割或水射流切割加工強化玻璃時，極易引起強化玻璃崩邊爆裂。在生產過程中，切割分離加工必須在化學強化步驟之前完成，這導致加工過程繁瑣而且效率較低，靈活性極差。華中科技大學段軍教授課題組利用皮秒激光的高峰值功率和超短脈沖以及貝塞爾光束
2025
05-08

飛秒激光加工水凝膠雙面神微柱及其應用
中國科學技術大學精微納米工程實驗室吳東教授課題組利用飛秒激光雙光子聚合技術，制備受pH驅動的形狀可調的雙面神微柱。該微柱由pH敏感的水凝膠聚合而成，其體積可隨pH值的變化而變化。當pH值小于9時，水凝膠結構發生收縮，反之則膨脹。利用不同的掃描次數使這些雙面神微柱的兩側在pH值變化時發生不同的膨脹，導致整個微柱發生可逆彎曲，如圖1.由于激光打印技術的高度靈活性，這些微柱的空間排列、高度和彎曲方向可以任意控制，因此可以制備出各種形狀可切換的表面圖案，如圖2.圖1雙面神微柱形狀變化原理示意圖。(a)雙
2025
05-07

10拍瓦級激光系統波前演變及分析
具有的超快時間分辨率及強峰值功率等優點，在諸多前沿科學領域及交叉學科中均能發揮顯著超短激光作用。目前，世界上已有多個國家正在建設或已建成輸出功率達到數拍瓦級的強超短激光裝置。伴隨著聚焦技術的發展，通過合理的聚焦手段，拍瓦級激光裝置的輸出功率密度可以達到1022W/cm2.可在實驗室環境中創造出的物理條件，使得對光與物質相互作用的研究范疇進入相對論光學領域，極大地促進了等離子體物理、核醫學、高能粒子加速及反物質研究等強場物理研究方向的發展。如何進一步提升強超短激光裝置的聚焦功率密度，也成為現今強超
2025
05-06

【資訊】L波段多波長鎖模光纖激光器進一步提高通信容量
隨著大數據業務對傳輸帶寬需求的不斷增長，在現有的光纖傳輸系統上如何提高通信容量，已成為光通信領域的研究熱點。L波段(1565nm~1625nm)鎖模光纖激光器可以將光通信系統中主要在C波段(1530nm~1565nm)應用的波分復用(WDM)技術延伸到L波段，進一步提高通信容量，現已逐漸成為研究熱點。同時，多波長鎖模光纖激光器可以同時產生不同中心波長的超短脈沖，相比于使用多個不同發射波長的激光器，其成本更低。目前光纖激光器實現多波長鎖模的方式主要是采用特殊的光學器件，然而這些輔助器件會不可避免地
2025
04-30

解決脈沖染料激光的線寬問題
離子速度分布函數的精確無擾動測量一直以來是低溫等離子體診斷中的難點。激光誘導熒光(LIF)診斷采用極窄線寬的可調諧連續激光器對特定速度區間的離子進行主動“標記”，測量熒光強度隨激光中心頻率的變化關系，從而實現離子速度分布函數的高空間分辨、無擾動的精細測量。脈沖染料激光器具有波長調諧范圍寬、功率高、脈沖重復頻率高等優勢，已廣泛應用于原子分子物理、生物及化學等科研領域。但其激光線寬較寬，難以承擔更為精細的光譜測量。在等離子體診斷領域，脈沖染料激光器常用于平面激光誘導熒光(PLIF)診斷中。經一維擴束
2025
04-29

波長為1.3μm的InP基光子晶體面發射激光器（PCSEL）進行了研究
概覽為了應對數據流量的快速增長，數據中心增加了通道數量。然而，目前的系統每個通道使用一個半導體激光器，由于元件數量的增加，功耗和成本都更高。為了克服這些挑戰，有人提出了一種新方法，即將來自單個高輸出功率激光器的光分支以創建多個通道。然而，現有的電信激光器在單模激光輸出方面已經達到了實現高輸出功率的極限。因此，我們對波長為1.3μm的InP基光子晶體面發射激光器（PCSEL）進行了研究，將其作為下一代半導體激光器，既能實現單模激光輸出，又能實現高輸出功率。我們利用干法刻蝕和再生長技術，在室溫下實現
2025
04-28

激光二極管恒流源只是固定電流？
你以為恒流源只是固定電流?實則需動態調整電壓應對溫度變化，關機時仍需限流保護。高頻應用更需高響應速度，避免信號失真。選型時別忽視帶寬和溫度補償，正確使用保障激光二極管穩定運行。激光二極管是現代光電子技術中一種非常重要的器件，廣泛應用于通信、激光打印、光盤讀取等領域。為了確保激光二極管的穩定工作，恒流源的作用顯得尤為重要。本文將通過解答常見誤區的方式，幫助讀者更好地理解激光二極管恒流源的原理、作用以及使用注意事項。許多人對恒流源的理解存在誤區，認為恒流源只是簡單地提供一個固定電流。實際上，恒流源的
2025
04-27

激光二極管驅動器是一種用于激光二極管的電源設備
激光二極管驅動器是光通信、激光打印等領域的核心引擎，以微秒級響應速度與納米級電流精度守護激光穩定輸出。它如同精密儀表的神經中樞，在千兆赫茲高頻開關中確保信號無損，又以多重防護機制為脆弱的激光心臟筑起安全屏障，雖身價不菲，卻是解鎖工業級高精度激光應用鑰匙。激光二極管驅動器是一種用于激光二極管的電源設備，主要負責為激光二極管提供穩定的電流和電壓。激光二極管廣泛應用于光通信、激光打印、激光測距、激光顯示等領域，激光二極管驅動器的性能對整個系統的效率和穩定性有著至關重要的影響。激光二極管驅動器的基本功能
2025
04-27

單頻激光器的工作流程
單頻激光器是一種基于半導體激光器泵浦，稀土摻雜光纖作為增益介質，結合相對復雜的控制技術的高精密單縱模超窄線寬激光光源。這種激光器能提供低的相位噪聲和相對強度噪聲，極窄的頻譜線寬和長相干長度。單頻激光器是通過光學諧振腔增強激光產生效率，使光子數量呈指數增長形成激光束。其核心技術包括光譜窄化與單頻輸出控制：光譜窄化通過光學濾波器濾除不需要的光譜成分，結合反饋控制技術精確調整諧振頻率，從而壓縮光譜線寬；單頻輸出則依賴單模光纖或特殊諧振腔限制激光模式數量，并配合溫度控制和機械穩定性控制確保輸出穩定性。應
2025
04-25

中波紅外激光器的原理、特點、應用和與其他激光器的比較進行探討
中波紅外激光器的工作原理主要基于激光介質的激發和能量轉移。當激光介質被泵浦源激發時，電子能級躍遷釋放出光子，經過光學諧振腔的反射和放大，最終形成高強度的激光輸出。常見的中波紅外激光介質包括量子點、固體激光器和氣體激光器等。與短波激光器相比，中波紅外激光器具有更好的穿透能力，尤其是在氣體和霧霾等復雜環境中表現突出。這使得中波紅外激光器在環境監測、氣體探測等領域具有優勢。例如，在監測大氣污染物時，中波紅外激光器能夠有效識別和量化多種有害氣體，如二氧化碳和甲烷。這種能力使得中波紅外激光器在環境科學研究
2025
04-25

手動可調光纖濾波器光信號調控的“魔法鑰匙”
在光通信與光學技術領域，手動可調光纖濾波器宛如一把神奇的“魔法鑰匙”，發揮著至關重要的作用，為眾多應用場景提供了靈活且精準的光信號調控手段。手動可調光纖濾波器具備出色的波長選擇能力。它能夠從眾多波長中精準地挑選出所需的特定波長，同時有效阻止其他不需要的波長通過。在密集波分復用（DWDM）光纖通信系統中，不同波長的光信號被復用在同一根光纖中傳輸，它可以精確地選擇特定波長的信號進行處理，確保信號的準確傳輸和分離，極大地提高了光纖的傳輸容量和效率。在光譜分析領域，該濾波器是至關重要的工具。通過手動調節
2025
04-24

國產激光二極管突破關鍵技術以更高效率開啟半導體光電轉化技術。
在應用方面，激光二極管的用途非常廣泛。在通信領域，激光二極管是光纖通信系統的核心組成部分。它能夠將電信號轉換為光信號，并通過光纖進行長距離傳輸。由于光信號在傳輸過程中的損耗較小，激光二極管的應用使得信息傳輸更加高效。在消費電子領域，激光二極管被用于光盤驅動器、激光打印機等設備中，為用戶提供高質量的音視頻體驗。激光二極管還被廣泛應用于工業激光加工、傳感器和醫療器械等領域。近年來，國產激光二極管的發展取得了顯著進展。隨著國內電子信息產業的快速發展，激光二極管的生產工藝和技術水平不斷提升。一方面，國內
2025
04-23

DFB激光二極管與其他類型的激光二極管有什么不同之處呢？
激光二極管作為現代光電技術的重要組成部分，究竟有什么魅力呢?它們在通信、光存儲、打印以及激光顯示等領域都有著廣泛的應用。那么，什么是DFB激光二極管?它們與其他類型的激光二極管有什么不同之處呢?DFB激光二極管的全稱是“分布式反饋激光二極管”，其工作原理基于光的反饋機制。與傳統的激光二極管相比，DFB激光二極管在其制造過程中加入了一個周期性的光柵結構，這種光柵使得激光的特定波長得以增強，同時抑制其他波長的發射。這種的設計使得DFB激光二極管在波長的穩定性和單色性方面具有顯著的優勢。為什么DFB激

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