覆有金属颗粒的纸基反射型薄膜随机激光器的研究

来源 :华北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxlhenhao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于随机激光是通过无序系统提供反馈回路实现多次散射而产生的,因此并不需要固定的谐振腔,通过观察发现,砂纸颗粒满足可提供无序结构的条件,因此可采用砂砾代替谐振腔。在砂纸上蒸镀金纳米结构,利用贵金属具有的强等离激元散射特征,在金属和介质材料之间会形成自由电子集体震荡的电磁模式,由此可产生显著的电场增强,而且有源波导的强约束性具有降低泵浦阈值、提高随机激光器的转换效率的特性。基于以上性质,本文主要围绕覆有金属颗粒的纸基反射型薄膜随机激光器的特性开展研究。主要研究内容如下:1、制作基于砂纸的反射性薄膜随机激光器。选取罗丹明6G(R6G)为荧光染料,蒸馏水为溶剂,以10:1的比例混合固化剂和聚乙烯醇(PVA)低聚物形成浓度为3 mg/m L的R6G和30 mg/m L的PVA混合溶液。用532 nm的入射光对反射型随机激光器进行泵浦,研究不同能量密度下随机激光出射谱线特性,得到该随机激光器输出的中心波长约为575 nm,谱线的半峰全宽稳定在5 nm,阈值约为14 m J/cm2。为探测出射随机激光效果最好的砂纸目数,对不同目数的砂纸进行系统性的实验研究。首先在不同目数的砂纸上进行多次试验,得出在7000目的砂纸上制备R6G-PVA波导层,可得到激光输出,改变砂纸目数多次进行实验,得到用532 nm激光泵浦时,8000目的砂纸可以得到低阈值、窄线宽的激光输出,而以其他目数砂纸为基底的样品出射的光谱为ASE谱,不是真正意义上的激光。通过探究砂砾对于激光散射的影响,对实验结果做出合理的分析。2、为进一步研究局域等离激元特性对于制备等离激元反馈型随机激光器的影响,本文采用旋涂法制备覆有金纳米颗粒的反馈随机激光器,以砂纸(主要成分为Si C)为衬底,在砂纸上面蒸镀Au NPs,然后采用旋涂的方式将PVA和R6G混合溶剂旋涂在薄膜上。在砂纸表面蒸镀一层金属薄膜,金属纳米颗粒的局域表面等离激元特性对其尺寸、材料种类以及外界环境折射率都很敏感。其中,金属颗粒之间在入射光的影响下,会表现出明显的偶极共振,并且在颗粒周围产生增强的电磁场。本文通过对金属纳米颗粒的电场分布进行仿真模拟,分析砂纸颗粒的形状不同,颗粒的粒径不同,两个颗粒之间的间距不同以及砂纸颗粒以不同的方式排布时,得出这些因素均会影响所对应的电场分布。
其他文献
目前我国的电力行业主要还是以火力发电为主,煤炭燃烧以后产生的硫化物和氮氧化物随着烟气流入烟道,在通过脱硫脱硝以后,还会有一部分随着烟气继续流动,这部分硫化物主要是通过除雾器来进行除去,除雾器在整个烟气清洁过程中有着不可或缺的地位,这对除雾器的要求就越来越高,本文通过实验和模拟相结合的方法对不同结构的除雾器性能进行研究。实验部分,通过搭建试验台对除雾器在冷态条件下除雾效率和压降进行分析。具体研究了组
虚拟电厂通过分布式能源管理系统和先进的通信手段将配电网中分散安装的新能源、可控负荷和储能系统等合并管理,并作为一个特别的电厂参与电网运行,从而较好地解决源网荷之间的功率不平衡问题,以充分挖掘分布式能源优势为电网和用户带来价值和效益。随着我国“30·60”碳达峰碳中和战略目标的实施,以及加快推进构建以新能源为主体的新型电力系统,虚拟电厂中将集聚越来越多的光伏、风电等新能源,而新能源出力的固有不确定性
接地装置是发电厂、变电站、输电铁塔等各类电力系统中必不可少的基础性设施之一,一方面为各类电力设备提供一个公用的参照地,即能够满足系统正常运行的工作所需,另一方面又是对短路故障或雷击等安全防护的要求。一般接地装置包括接地引线和接地网,通常采用钢材构成。由于接地网导体埋入地下,容易发生腐蚀变细,甚至断裂,接地体埋深等变化,导致接地参数变化,引起接地性能下降。因此,提高接地网导体缺陷的检测效率和精度,及
化石燃料的迅速枯竭以及长期以来大规模消耗所引发的全球变暖问题,使得建立高比例可再生能源发电系统,成为未来解决能源与环境双重危机的重要途径。然而,可再生能源发电往往受到自身特性及发电技术的限制,其短期出力呈现随机性、间歇性等特点,致使电力系统调频率稳定性问题的复杂度也随之增加。当风电与光热电站(Concentrating solar power,CSP)构成风电-CSP联合发电系统时,可以通过控制光
空气中的生物粒子在手术过程中进入伤口会导致手术部位感染(Surgical Site Infections)。手术部位感染大大增加了病人的医疗费用、发病率和死亡率。因此,手术室空气传播生物粒子的控制尤为重要。然而手术过程是一个动态过程,动态条件下的气流组织和生物粒子扩散行为将变得复杂而未知。本文主要采用数值模拟方法并结合动网格技术对手术室动态行为特征下的气流扰动和生物粒子扩散规律进行研究,同时比较了
流速测量是水文监测领域中的重要环节,影响着生产生活以及军事国防等诸多方面。随着对流速测量精度的需求日益提高,声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,简称ADCP)应运而生,其优势在于可同时测量不同深度水域的流速,提高测量精度。随着全球各个国家对水文事业的愈发重视,我国也在逐步发展和完善声学多普勒流速剖面仪的相关技术,但较国际先进水平仍存在差距,如稳
随着现代科学技术的迅猛发展,振动检测在现代工程领域中愈发占有举足轻重的地位。现有的振动测量方法包括机械法、电测法和光测法等,其中机械法测量灵敏度低,频率范围小;电测法易受电磁干扰,在一些特定场合限制了上述两种方法的应用;光测法以光参量反应振动信号,可以弥补这些缺陷,应用非常广泛。光纤光栅传感器作为光测法中应用较为广泛的传感器,具有灵敏度高、对电磁干扰不敏感、易复用等优点,可以对温度、应变、振动和波
布里渊散射是光波与声波在光纤中传输时相互作用而产生的非线性光散射过程。通过对布里渊散射的实验研究发现,光纤种类和光纤所处环境的温度和应变不同对布里渊频移(Brillouin frequency shift,BFS)、布里渊线宽和布里渊增益峰值等特性都有影响。利用这些特性可以实现多参量、高精度和高空间分辨率的分布式传感。因此,系统的研究多种模式光纤布里渊散射特性具有重大意义。从基于布里渊散射的光纤传
超奇异积分广泛存在于电磁散射、断裂力学、弹性力学、电子光学等大量的科学和工程问题中,求解上述问题的关键是超奇异积分的精确近似。近年来,随着学者们的深入研究,逐渐出现了高斯法、Newton-Cotes方法、变换法、外推法以及其他求积方法。针对奇异点位置的不同,超奇异积分求解方法可以分成两类:网格型方法和节点型方法。对于网格型方法,要求奇异点在某两个剖分点的内部;而节点型方法要求奇异点与某个剖分点重合
近年来,超声波技术广泛应用于测流领域,推动了超声波流速仪的发展。超声波流速仪具有安装方便、测量范围广、不影响流体流场等优点,在我国水文勘测领域和工业计量领域发挥着重要作用。目前,我国的超声波流速仪还有很多问题亟待解决,如测量精度低、整体功耗高等问题,这些问题制约着超声波流速仪的发展。针对上述问题,本文在充分了解超声波技术和时差法测流原理的基础上,设计了一种多通道超声波流速仪,对影响测量精度的因素进