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哈工大深圳微納光電團(tuán)隊(duì) 發(fā)表新型深紫外激光研究成果

2022-03-16 09:00:25    來源:愛集微

近日,在國家自然科學(xué)基金、深圳市基礎(chǔ)研究等項(xiàng)目支持下,哈工大(深圳)微納光電團(tuán)隊(duì)成員金立敏助理教授與香港城市大學(xué)王鋒教授、朱世德教授合作發(fā)表了在新型深紫外激光器件領(lǐng)域取得的重要研究成果,為構(gòu)建適用于器件應(yīng)用的小型化短波激光器提供了可行的解決方案。

據(jù)悉,該研究成果以“Ultralarge anti-Stokes lasing through tandem upconversion”論文形式發(fā)表在了《Nature Communications》上。

文章指出,相干紫外光在環(huán)境和生命科學(xué)中有著重要應(yīng)用,然而直接紫外激光面臨著直接制造和運(yùn)行成本的限制。研究團(tuán)隊(duì)提出了一種通過串聯(lián)上轉(zhuǎn)換過程間接產(chǎn)生的深紫外激光策略,即構(gòu)建一種多殼層納米粒子,在 1550 納米遠(yuǎn)程通信波長激發(fā)下,實(shí)現(xiàn) 290 納米處的深紫外激光輸出。

文章指出,在成熟的電信行業(yè)中,各種光學(xué)元件很容易獲得,該研究成果為構(gòu)建適用于器件應(yīng)用的小型化短波激光器提供了可行的解決方案。

關(guān)于上述研究,文章提到 1260 納米(≈3.5eV)超大反斯托克斯位移原因一系列不同上轉(zhuǎn)換過程的串聯(lián)組合。在該實(shí)驗(yàn)中,通過多殼層納米結(jié)構(gòu)將 Tm3 + 和 Er3 + 上轉(zhuǎn)換過程限制在不同的殼層中,以減少不同上轉(zhuǎn)換過程之間不可控的能量交換作用引起的激發(fā)能耗散。

此文說明了 Ce3 + 摻雜是實(shí)現(xiàn)多米諾上轉(zhuǎn)換的必要條件,這是由于 Ce3 + 通過交叉弛豫抑制了 Er3 + 的高階上轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)了 4I11/2 能級占優(yōu)的粒子數(shù)翻轉(zhuǎn),從而能夠促進(jìn) Er3+→Yb3 + 的能量轉(zhuǎn)移和隨后的 Yb3+→Tm3 + 上轉(zhuǎn)換過程。

團(tuán)隊(duì)將該材料與高 Q 值(2×105)的片上微環(huán)激光器件相集成以進(jìn)行光學(xué)表征,首次觀察到了 Er3 + 敏化的強(qiáng)深紫外上轉(zhuǎn)換激光輻射,該多米諾上轉(zhuǎn)換過程促進(jìn)下的 Tm3 + 離子五光子上轉(zhuǎn)換輻射對激光腔的 Q 值因子很敏感,并以尺寸近似的聚苯乙烯小球模擬癌細(xì)胞分泌物進(jìn)行了傳感測量,可以通過監(jiān)測 290 納米激光閾值變化實(shí)現(xiàn)納米顆粒傳感,傳感尺寸小至 300 納米。

關(guān)鍵詞: 深圳市基礎(chǔ)研究 國家自然科學(xué)基金 新型深紫外激光器件 哈工大深圳微納光電團(tuán)隊(duì)

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