摘要：为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰全宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环(非针尖设计)的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。

摘要：面向3 He管中子探测器的测量需求,设计了一款前端处理电路,主要由信号成形模块和高压供电模块组成。信号成形模块采用分立元件方法,集成电荷灵敏放大、极零相消、多级滤波、基线恢复等功能电路,实现了信号的快速放大成形,可满足高计数率、微弱信号的测量需求;高压供电模块的核心器件选用国产高压元件,结合外控电压调节电路,为探测器提供合适的偏置高压,在0~2 kV范围内实现线性控制。测试表明,该前端电路输出信号的脉宽小于1μs,电荷测量的动态范围为-100~0 fC,等效输入噪声优于0.25 fC。

摘要：FePt合金薄膜由于具有较强的磁各向异性而在磁信息和磁光信息存储中具有重要的应用.C掺杂可精确调控薄膜的磁各向异性,从而可有效地改变薄膜的矫顽场.通过超短激光脉冲与铁磁薄膜相互作用,可以获得非平衡状态下电子、自旋和晶格等自由度之间的动态耦合参数,这是研究超快磁记录材料的物理基础.本文基于瞬态磁光Kerr效应,研究了两种C掺杂浓度下FePt薄膜的超快磁光响应.实验结果表明:瞬态Kerr信号与外加磁场正相关,磁场反向,Kerr信号反号,而瞬态反射率与外加磁场无关;不同C掺杂的FePt薄膜的矫顽场不同,软磁的退磁时间显著小于硬磁薄膜的退磁时间.我们还观测到超快激光在铁磁薄膜中诱导频率约为49 GHz的相干声学声子,该声子的频率与外加磁场无关.实验结果为设计和研制新型磁光薄膜提供了实验依据.

摘要：太赫兹科学技术在光谱、成像、传感、生物医药、安全检测等方面展现出了巨大的应用潜力和价值。基于新材料和新机理,研发高效、超宽带和低成本的太赫兹光子学器件是太赫兹科学技术的重要挑战。近年来的研究表明,太赫兹光子学和超快自旋电子学深度交叉,获得了很大的关注。本文对超快太赫兹自旋光电子学所研究的物理机理和器件设计应用进行讨论。在物理机理研究方面,阐明了太赫兹脉冲为研究超快自旋电子学提供强大工具,实现了太赫兹驱动自旋波,探测自旋输运和超快磁测量。在器件设计与应用方面,介绍了基于自旋的新型太赫兹光子学器件,包括自旋太赫兹辐射源的优化方法,自旋太赫兹调制器的工作原理,自旋太赫兹探测器的设计方案。超快太赫兹自旋光电子学不仅有助于人们理解宏观自旋电子学现象背后的微观物理机制,而且有望实现高效的太赫兹光子学器件和光谱学应用。

摘要：正在建设中的上海软X射线自由电子激光(Self-amplified Spontaneous Emission,SASE)光束线-活细胞成像光束线,能量范围100~1000 eV,束线主要设备包括前端区、插入件、偏转平面镜PM1、诊断光栅PM2、单色器、压弯镜、KB镜(Kirkpatrick-Baez)和椭球镜等。分为两条支线,其中北支线的KB镜组由一个平面镜和两个椭圆柱面镜构成,主要应用于生物细胞成像实验站。实际光学元件在加工过程中会存在一定的面形误差,面形误差是衡量光学元件表面质量的重要指标。自由电子激光光束线系统中,要求镜子表面具有高精度和高可靠度,镜子的面形和高度误差相关联,会影响光束的相干性和波前,进而影响最终的光斑。为了准确研究面形误差对X光经过光束线传播后相干性和波前变化的影响,使用软件SHADOW和SRW对北支线X光的传播进行模拟。模拟结果表明:平面镜面形误差控制在0.1~0.2μrad,同时椭圆柱面镜控制在0.4μrad以内,聚焦光斑尺寸在4μm以内,可满足生物成像实验站成像需求。该结果为软X射线自由电子激光的优化设计提供了参考和依据。

摘要：为建设一流本科课程,各高校积极开展线上线下混合式教学模式改革。以激光原理课程为例,分析了课程混合式教学改革中现有问题,提出了制订“三位一体”教学目标、重构线上线下教学内容、改进教学实施过程、优化考核考评方式的改革方案,探索了混合式教学改革实施路径,为进一步推动工科专业课程混合式教学改革创新提供研究实例。

摘要：本文采用光抽运-太赫兹探测技术系统研究了低温生长砷化镓(LT-GaAs)中光生载流子的超快动力学过程.光激发LT-GaAs薄层电导率峰值随抽运光强增加而增加,最后达到饱和,其饱和功率为54μJ/cm^2.当载流子浓度增大时,电子间的库仑相互作用将部分屏蔽缺陷对电子的俘获概率,从而导致LT-GaAs的快速载流子俘获时间随抽运光强增加而变长.光激发薄层电导率的色散关系可以用Cole-Cole Drude模型很好地拟合,结果表明LT-GaAs内部载流子的散射时间随抽运光强增加和延迟时间(产生光和抽运光)变长而增加,主要来源于电子-电子散射以及电子-杂质缺陷散射共同贡献,其中电子-杂质缺陷散射的强度与光激发薄层载流子浓度密切相关,并可由散射时间分布函数α来描述.通过对光激发载流子动力学、光激发薄层电导率以及迁移率变化的研究,我们提出适当增加缺陷浓度,可以进一步降低载流子迁移率和寿命,为研制和设计优良的THz发射器提供了实验依据.

摘要：基于超快时间分辨光谱实验手段,研究了化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)生长的ReS_(2)薄膜的超快载流子动力学和太赫兹发射。分别利用光泵浦探测和光泵浦太赫兹发射两套系统对ReS_(2)薄膜进行了测试,结果表明:ReS_(2)薄膜具有超快的载流子热化过程和亚纳秒量级的复合过程;在飞秒激光泵浦下能够产生频谱宽度为2.5 THz的太赫兹辐射。通过分析太赫兹辐射随泵浦光入射角改变而出现极性相反的现象,得出ReS_(2)薄膜产生太赫兹辐射的主要机制为表面场效应。研究结果不仅有助于理解ReS_(2)薄膜对超快激光脉冲的瞬态响应,而且为太赫兹光子器件(如太赫兹发射器等)的研究设计提供了重要参考。

摘要：回顾了近年来利用超快自旋动力学过程产生太赫兹(THz)辐射的研究进展。介绍了基于逆自旋霍尔效应和逆Rashba-Edelstein效应的瞬态自旋流-电荷流转换,指出铁磁/非磁性异质结构已被用于设计低成本、高效率的THz辐射源。通过优化膜厚、生长条件、衬底和结构,可进一步提高基于自旋电子学的THz发射器的效率和带宽。简述了THz发射光谱在研究超快自旋泽贝克效应形成动力学中的应用。

摘要：设计了包含双层空竹的超表面,通过调节其晶格周期实现了不同阶晶格模式与超表面本征模式间的耦合,获得了3个强耦合区,并在两个晶格周期处实现了弗里德里希–温特根型连续域束缚态(Friedrich-Wintgen bound states in the continuum,FW-BIC)。基于耦合模理论对其进行分析,理论分析结果与模拟结果吻合,进一步证明了结构的有效性。讨论了在介质间隔层中基于强耦合和FW-BIC的局域磁场增强,发现最大磁场强度是入射太赫兹波磁场强度的41 209倍,且该值是单纯的由超表面电磁共振产生的磁场强度的4倍。这项研究将为强场太赫兹产生和太赫兹非线性研究提供参考。