光子晶体

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光子晶体相关的耗材

  • 空气包层光子晶体光纤
    超大数值孔径(NA0.5)光纤--空气包层光子晶体光纤所属类别: ? 光纤/光纤器件 ? 光子晶体光纤 产品简介 超大数值孔径光纤(NA0.5)--大芯径空气包层光子晶体光纤 超大数值孔径光纤(NA0.5)--大芯径(高达100 um)空气包层光子晶体光纤! 石英光纤NA一般为0.12或者0.22, 更大数值孔径的光纤需要加大包层和纤芯的材料的折射率比,但往往也只能做到0.48(聚合物包层,非高功率光纤)。 昊量光电公司推出超大数值孔径光纤P-ACF-XX-YYY。这是一款(高达0.6)、低损耗、大芯径空气包层光子晶体光纤,芯径为50、80、100 um;包层直径覆盖80-160 um。主要应用于功率传输、光谱学、仪器设备等领域。 超大数值孔径光纤、光子晶体光纤、大数值孔径光子晶体光纤、低损耗光子晶体光纤、大芯径光子晶体光纤,超大NA光纤 以上产品参数均为标准品,我们可以根据客户的实际需求实现产品定制化服务! 主要特点:l 大数值孔径(NA0.5) l 低损耗(11 d B/Km @1310 nm 5 d B/Km @1550 nm) l 大芯径(50、80、100 um 可选) 主要应用:u 功率传输 u 光谱学;u 仪器设备; 参数指标:Product referenceP-ACF-XX-YYYCladding diameter(um)80 to 160(+/- 5 um)Core diameter(um)50, 80 and 100 (+/- 3 um)Core materialSilica F300Coating diameter(um)245(+/- 5 um)Coating materialDual coat acrylateNumerical aperture0.5Background losses(d B/km)@1310 nm11Background losses(d B/km)@1550 nm5Minimal web thickness(nm)150 相关产品 宽波段单模光纤(350-1750 nm)---无截止单模光子晶体光纤 宽波段超连续谱产生光子晶体光纤(350-1800 nm) 宽温(-60-80 ℃)保偏光纤---保偏光子晶体光纤 高非线性光纤---柚子型光子晶体光纤
  • 光子晶体光纤_微结构光纤(PCF)
    光子晶体光纤/微结构光纤(PCF)所属类别: ? 光纤/光纤器件 ? 其他特种光纤/光子晶体光纤 所属品牌: 产品简介 昊量光电提供各种定制型光子晶体光纤(PCF,微结构光纤)! 光子晶体光纤(Photonic Crystal Fibers,PCF)又称为微结构光纤(Micro-Structured Fibers, MSF),这种光线的横截面上有较复杂的折射率分布,通常含有不同排列形式的小孔,这些小孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度,光波可以被限制在低折射率的光纤芯区传播。昊量光电提供各种光子晶体光纤。 关键词:光子晶体光纤,Photonic Crystal Fibers, PCF,微结构光纤,Micro-Structured Fibers, 结构光纤 光子晶体光纤(Photonic Crystal Fibers,PCF)又称为微结构光纤(Micro-Structured Fibers, MSF),这种光线的横截面上有较复杂的折射率分布,通常含有不同排列形式的小孔,这些小孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度,光波可以被限制在低折射率的光纤芯区传播。 光子晶体光纤(微结构光纤)按照其导光机理可以分为两大类:折射率导光型(IG-PCF)和带隙引导型(PCF)。 折射率引导型光子晶体光纤(微结构光纤,PCF)具有无截止单模特性 、大模场尺寸 /小模场尺寸和 色散可调特性等特性。广泛应用于色散控制 (色散平坦,零色散位移可以到800nm),非线性光学 (高非线性,超连续谱产生),多芯光纤 ,有源光纤器件(双包层PCF有效束缚泵浦光)和光纤传感等领域。 空隙带隙型光子晶体光纤(微结构光纤,PCF) 具有易耦合,无菲涅尔反射,低弯曲损耗、低非线性和特殊波导色散等特点被广泛应用于高功率导光,光纤传感和气体光纤等方面。光子晶体光纤的发展为光纤传感 开拓了广阔的空间,尤其是在生物传感和气体传感方面为光纤传感技术带来新的发展。昊量光电提供各种光子晶体光纤及光子晶体光纤的定制化服务, 昊量可以提供的产品及服务:材料:石英或硫化物提供各种定制服务可提供各种套管,接头及相应光线器件各种解决方案设计及模拟 主要产品: 1,基于石英的各种有源及无源光纤: 保偏型光子晶体光纤,定制色散型光子晶体光纤,光子晶体光纤预制棒空气包层、双包层光子晶体光纤,LMA空心光纤,光子带隙光纤掺杂光子晶体光纤多心光子晶体光纤 2,基于硫化物的光子晶体光纤超高非线性光纤(50,000/W*km)中红外光子晶体光纤定制化服务 3,各种解决方案基础研究传感激光器光谱学 主要应用:高功率低损耗近红外激光传输脉冲整形脉冲压缩非线性光学光纤传感超连续激光产生可调谐光纤耦合器多波长激光器光纤耦合 指标参数: 常规产品: 相关产品 覆盖紫外波段超连续激光器(320~1750nm) FROG 超短脉冲测量仪 啁啾布拉格光栅
  • 大宽带中红外(1.5~10μm)光子晶体光纤
    Microphotons推出一系列适用于中红外波段(1.5~10μm)的光子晶体光纤(PCF),包括单模、高非线性PCF等等,同时我们可以提供定制其他例如多模光子晶体光纤、保偏光子晶体光纤等(在其中,芯径、数值孔径将被改变)。可以加FC/PC连接头,3mm铠甲套管。除以下列出的不同种类光子晶体光纤之外, 我们还可为客户定制不同材料基质不同结构设计的PCF(硫化物、碲化物、硒化物等),例如保偏光子晶体光纤、锥形光子晶体光纤等等。产品特征:工作波段1.5~10μm低传输损耗极好的空间光束质量应用领域:中红外光束传输(QCL, OPO) 非线性应用:超连续谱 技术参数型号AsSe SM1AsSe SM2玻璃材料As32Se68Refractive Index@1.55μm2.81Nonlinear Refractive Index n2=1.1×10-17(m2/W) (=500×n2 silica)工作波段范围(μm)3-91.5-8典型衰减值(dB/m)2.5@1.55μmα1@5-9μm2.5@1.55μmα1@3.2-8μm纤芯直径(μm)=13包层直径(μm)=125典型数值孔径@5μm0.4零色散波长点(μm)=5各个波长处衰减度MP-ASSE-SM1 MP-ASSE-SM2 订购型号:MP-AsSe-SM1 中远红外全波段单模光子晶体光纤参数:工作波段范围(μm) 3-9,典型衰减值(dB/m) 2.5@1.55μm,α1@5-9μm,纤芯直径(μm) =13,包层直径(μm)=125,典型数值孔径@5um:0.4,零色散波长点(μm) =5 MP-AsSe-SM2 中远红外全波段单模光子晶体光纤参数:工作波段范围(μm)1.5-8,典型衰减值(dB/m) 2.5@1.55μm,α1@5-9μm,纤芯直径(μm) =13,包层直径(μm)=125,典型数值孔径@5um:0.4,零色散波长点(μm) =5有意者欢迎咨询我司!

光子晶体相关的仪器

  • 近年来,钙钛矿型闪烁体及钙钛矿型 X 射线直接探测器被广泛研究及报道。在发光闪烁体层面,钙钛矿纳米晶闪烁体通过溶液即可制得,成本极低,且具备全色彩可调谐辐射发光的特点。在直接探测层面,铅卤钙钛矿材料因其具备较大的原子序数、高吸收系数等优点,在 X 射线直接探测领域同样表现出非常优异的性能。卓立汉光能够提供基于 X 射线的稳态发光光谱,荧光寿命,瞬态光谱以及 X 射线探测成像的相关测量方案。能够提供全套涵盖 X 射线激发源、光谱仪、稳态及瞬态数据处理、成像测量(CMOS 成像,单像素成像,TFT 面阵成像)、辐射剂量表、辐射安全防护等,辐射防护防护满足国标《低能射线装置放射防护标准》(GBZ115-2023)。如下陈述我们几种测量方案及相关配置明细( 一 ) 稳态光谱及荧光寿命采集基于皮秒 X 射线和 TCSPC 测量原理的方法纳秒脉冲 X 射线 稳态和寿命测量数据( 二 ) X 射线探测成像X 射线探测成像光路图X 射线探测成像及脉冲 X 射线实现光电流衰减测量TFT 集成的面阵 X 射线成像 成像测量结果( 三 ) 技术参数稳态光谱及荧光寿命采集基于皮秒X 射线和TCSPC 测量原理的方法包含:皮秒脉冲激光器、光激发X 射线管、TCSPC 或条纹相机。 由皮秒脉冲激光器激发“光激发X 射线管”发射出X-ray 作用于样品上,样品发射荧光,经光谱仪分光之后,由探测器探测光信号,数据采集器读取数据。皮秒X 射线测量荧光寿命原理图纳秒脉冲X 射线150KV 纳秒脉冲X 射线* 安全距离要求:a:3 米,b:6 米,c:30 米稳态和寿命测量数据NaI 样品在管电压50KeV,不同管电流激发下的辐射发光光谱 纳秒X 射线激发的荧光衰减曲线X 射线探测成像X 射线探测成像光路图X 射线探测成像及脉冲X 射线实现光电流衰减测量TFT 集成的面阵X 射线成像TFT 传感芯片规格TFT 读取系统规格成像测量结果 CMOS 成像实物图分辨率指标:TYP39 分辨率卡的X 射线图像。测试1mm 厚的YAG(Ce) 时,分辨率可以优于20lp/mm 手机充电头成像测试密码狗成像测试技术参数稳态X 射线激发发光测量光源 能量:4-50KV,功率:0-50W 连续可调,靶材:钨靶,铍窗厚度 200μm样品位置辐射剂量:0-25Sv/h光路透射和反射双光路,可切换 光谱范围200-900nm(可扩展近红外)监视器内置监视器方便观察样品发光,可拍照快门可控屏蔽快门,辐射光源最大功率下,关闭快门,样品位置辐射剂量小于10uSv/h辐射防护满足国标《X 射线衍射仪和荧光分析仪卫视防护标准》(GBZ115-2023)样品支架配备粉末、液体、薄膜样品架成像测量模块成像面积:直径20mm(可定制更大面积:120mm×80mm)成像耦合光路附件,样品测试夹具相机参数:颜色:黑白,分辨率:20MP, 5472 (H) x 3648 (V),像元尺寸:2.4μm×2.4μm,量子效率:84%@495nm,暗电流:0.001e-/pixel/s,制冷温度:-15℃,成像分辨率:优于20lp/mm瞬态X 射线激发发光测量光源皮秒脉冲X 射线源纳秒脉冲X 射线源*405nm ps 激光二极管:波长:100Hz-100MHz 可调,峰值功率:400mW@ 典型值,脉冲宽度:100ps光激发X 射线光管:辐射灵敏度:QE10%(@400nm),靶材:钨,操作电压:40KV,操作电流:10μA@ 平均值,50μA@ 最大值 电压:150KV脉冲宽度:50ns重复频率:10Hz平均输出剂量率:2.4mR/pulse数据采集器TCSPC 计数器条纹相机(同时获得光谱和寿命)示波器瞬时饱和计数率:100Mcps 时间分辨率(ps):16/32/64/128/256/512/1024/…/33554432通道数:65535死时间:< 10ns支持稳态光谱采集数据接口:USB3.0最大量程:1.08μs @16ps,67.1μs@1024ps, 2.19s@33554432ps 光谱测量范围:200-900nm时间分辨率:=5ps,( 最小档位时间范围+ 光谱仪光路系统)探测器:同步扫描型通用条纹相机ST10测量时间窗口范围:500ps-100us( 十档可选)工作模式:静态模式,高频同步模式以及 低频触发模式;系统光谱分辨率:0.2nm@1200g/mm单次成谱范围:=100nm@150g/mm静态(稳态)光谱采集,瞬态条纹光谱成像及荧光寿命曲线采集模拟带宽:500 MHz通道数:4+ EXT实时采样率:5GSa/s( 交织模式),2.5GSa/s( 非交织模式)存储深度:250Mpts/ch( 交织模式),125 Mpts/ch( 非交织模式) 寿命尺度500ps-10μs100ps-100μs 100ns-50msX 射线探测成像 方式CMOS 成像单像素探测器TFT 集成的面阵探测器配置成像耦合光路附件,样品测试夹具相机参数:颜色:黑白分辨率:20MP, 5472 (H) x 3648 (V) 像元尺寸:2.4μm×2.4μm量子效率:84%@495nm暗电流:0.001e-/pixel/s制冷温度:-15℃XY 二维电动位移台:XY5050:行程:X 轴50mm,Y 轴50mm,重复定位精度1.5μm,水平负载4Kg;XY120120:行程:X 轴120mm,Y 轴120mm,重复定位精度3μm,水平负载20KgTFT 阵列传感芯片(可提供直接型和间接型芯片):背板尺寸(H×V×T):44.64×46.64×0.5 mm,有源区尺寸(H×V):32×32mm,分辨率(H×V):64×64, 像素大小:500×500μmTFT 读出系统:成像规格:解析度:64 行×64 列,数据灰阶:支持256 灰阶显示,数据通信方式:WIFI 无线通讯,数据显示载体:手机/ 平板(Android 9.0以上操作系统、6GB 以上运行内存)辐射剂量测定辐射计量表探测器:塑料闪烁体, Ø 30x15 mm连续长期辐射:50 nSv/h ... 10 Sv/h连续短期辐射:5 μSv/h ... 10 Sv/h环境剂量当量测量范围:10 nSv ... 10 Sv连续的短时辐射响应时间:0.03 s相对固有误差:连续和短期辐射:±15% 最大137 Cs 灵敏度:70 cps/(μSvh-1 )剂量率变化0.1 to 1 μSv/h 的反应时间 ( 精度误差 ≤ ±10%) 2 s全光产额测量方案 闪烁晶体的光产额(也称为光输出或光子产额)是指晶体在受到电离辐射(如γ 射线、X 射线或粒子)激发后,发射光子(通常是可见光)的数量。光产额通常以每单位能量沉积产生的光子数来表示,单位可以是光子/MeV。光产额是衡量闪烁晶体性能的重要参数之一,它是衡量闪烁体材料性能的重要指标之一,也直接关系到该材料在实际应用中的灵敏度和效率。常见的闪烁晶体包括碘化钠(NaI),碘化铯(CsI),和氧化镧掺铈(LaBr3)等。不同的晶体材料会有不同的光产额,这取决于其发光机制、能带结构、以及材料的纯度和缺陷等因素。研究闪烁体材料的光产额对于提高其性能、拓展其应用具有重要的意义。一些常见闪烁晶体的光产额值如下:碘化钠(NaI(Tl)):约38,000 photons/MeV氯化铯(CsI(Tl)):约54,000 photons/MeV氧化铈掺杂的氧化镧(LaBr3):约63,000 photons/MeV钇铝石榴石掺杂铈离子(YAG:Ce):约14,000 photons/MeV 光产额越高,意味着该晶体能够在相同的能量沉积条件下产生更多的光子,从而在探测器中生成更强的信号,通常也会导致更好的能量分辨率。卓立汉光提供一整套包含同位素源、屏蔽铅箱(被测器件及光路)、光电倍增管、高压电源、闪烁体前置放大器、谱放大器、多道分析仪及测试软件,实现闪烁体的光产额测量。同位素源Na-22(或 Cs-137 可选),屏蔽铅箱(被测器件及光路),充分保证测试人员安全 光电倍增管 光谱范围:160-650nm,有效面积:46mm 直径,上升时间:≤ 0.8ns 高压稳压电源 提供:0-3000V 闪烁体前置放大器 :上升时间< 60ns积分非线性≤ ±0.02%计数率:250 mV 参考脉冲的增益偏移 0.25%,同时应用 65,000/ 秒的 200 mV 随机脉冲的额外计 数速率,前置放大器下降时间:信号源阻抗为 1 MΩ,则下降时间常数为 50 μs 谱放大器高性能能谱,适合所有类型的辐射探测器(Ge、Si、闪烁体等) 积分非线性(单极输出): 从 0 到 +10V0.025%噪声:增益 100 时,等效输入噪声 5.0uV rms;手动模式下,增益> 1000 时,等效输入噪声 4.5uV rms;或者自动模式下,增益 100 时,等效输入噪声 6.0uV rms温度系数(0 到 50° C)单极输出:增益为 +0.005%/'C,双极输出:增益为 +0.07%/'C,直流电 平为 +30μV/° C误差:双极零交叉误差在 50:1 动态范围内 ±3 ns增益范围:2.5-1500 连接可调,增益是 COARSE(粗调)和 FINE GAIN(微调增益)的乘积。单极脉冲形状:可用开关为 UNIPOLAR(单极)输出端选择近似三角形脉冲形状或近似高斯脉冲形状。配置专用 3kv 高压电源 2K 通道多道分析仪ADC: 包括滑动标度线性化和小于 2us 的死区时间,包括存储器传输 积分非线性 : 在动态范围的前 99% 范围内≤士 0.025%。 差分非线性 : 在动态范围的前 99% 范围内小于士 1%。 增益不稳定性 : 士 50 ppm/° C死区时间校正 : 根据 Gedcke-Hale 方法进行的延长的实时校正。 USB 接口 :USB 2.0 到 PC 的数据传输速度最高可达 480Mbps操作电脑/ 光学平台 尺寸:1500*1200*800mm台面 430 材质,厚度 200mm,带脚轮。固有频率:7-18Hz,整体焊接式支架
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  • PL光子晶体波片 400-860-5168转3086
    光子晶体波片1/2(1/4)光子晶体波片光子晶体波片简介: 日本 Photonic-lattice 公司成立于 1996 年,以日本东北大学的光子晶体的研究技术为核心,成立的合资公司,尤其是其光子晶体制造技术领先世界,并由此开发出的测量仪器。 类型工作波长有效区域尺寸波片1/2波片355nm12x12mm1/4波片偏振片1/2波片266nm1/4波片我们可以提供波长在240-1500nm范围内任何波长的光子晶体偏振片,目前266,355nm偏振片/波片是标准产品.
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  • 紫外空心光子晶体光纤 —— 可传输266-355nm紫外皮秒激光脉冲上海昊量光电设备有限公司推出一系列Kagome型中空光子晶体光纤,Kagome光纤是一种不依赖带隙导光的新型空心微结构光纤。UV波段空心光子晶体光纤(无暗化)结构设计灵活、损伤阈值高、损耗低(高透区损耗可低至~40dB/km)、支持宽带传输(100-500nm)。UV波段空心光子晶体光纤(无暗化)可通过改变纤芯所充气体及调节气压实现对光纤色散、非线性效应的有效调制,在强场物理、超强激光技术等领域研究中优势突出。我们的中空光子晶体光纤工作波段包含266nm-3μm范围内的大部分常见波长,主要包括266-355nm、405-450nm、515-532nm、780-800nm、1030-1064 nm、1550nm、2μm波段,具有近单模传输、低色散低损耗、承受功率高(可承受50W或者500μJ&百fs激光脉冲),宽波段传输等特点。主要应用包括激光微加工、激光脉宽压缩、激光频率转换等应用。关键词:紫外光子晶体光纤,UV 光子晶体光纤,Kagome 光子晶体光纤,Kagome光子晶体光纤,Kagome,反谐振,空心光子晶体光纤,空心光纤除了裸纤维,同时我们提供针对该系列空心光子晶体光纤的充气阀门,简化了相关用户的实验方案,如下图所示:下表为传输损耗和光纤色散优化在266nm-355nm波段的空心光子晶体光纤参数,如您需要其他波段,请联系上海昊量光电!PMC-C-UV Hollow-core Fiber optimized for 266-405nm rangePhysical PropertiesCore ContourHypocycloidInner core diameter25μm±1 or 40μm±1Output fiber diameter200μm or 230μm±1%Fiber coating diameter400μm ±30μmOptical Propertiescenter wavelength355nmAttenuation @355nm150dB/kmAttenuation @343nm150dB/kmDISPersion @343nm-355nm-5 5ps/nm.km 关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。
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光子晶体相关的试剂

光子晶体相关的方案

  • 光子晶体的显微光谱角度分辨
    光子晶体样品的显微角分辨谱光子晶体是指具有光子带隙(PhotonicBand-Gap,简称为PBG)特性的人造周期性电介质结构,有时也称为PBG光子晶体结构。光子晶体具有能带特性,其不同方向的光学性质不同,呈现各向异性。研究光子晶体材料的光谱性质必须使用角分辨设备。 复享显微共焦角分辨光谱仪是微纳光子结构研究领域的重大突破,它能够针对微小样品进行角度分辨光谱测量,是研究微纳光学结构、光子晶体纳米纤维的利器。复享为您提供两种规格的配置,一种介于商用显微镜,另一种基于定制显微镜。使用定制显微镜,可以达到更加宽泛的光谱范围,该设备是目前在显微角分辨光谱测量领域唯一的成熟商业化设备。
  • 扫描电镜在光子晶体研究方面的应用
    光子晶体(photonic crystal)的概念起源于 1987 年,由科学家 S.John 和 E.Yablonovitch 提出并定义。光子晶体是一种由不同折射率的介质周期性排列而形成的人工微结构。介电系数在空间上的周期性变化伴随着空间折射率的周期性变化,当介电系数的变化足够大且其变化周期与光波长同步时,光波会产生带状结构,即光子能带结构(photonic band structures)。频率落在光子能带中的电磁波或光是禁止传播的,于是这些频率的光会被反射出来,成为人们观察到的颜色。被禁止的频率区间就被称为光子频率带隙(photonic band gap),也叫光禁带,人工合成的具有光禁带的物质被称为光子晶体,它的颜色通常被称为光子晶体的结构色(structure color)。
  • 飞纳台式扫描电镜为光子晶体光纤发展开辟新路
    光子晶体光纤的生产中对光纤小孔的尺寸控制尤其重要,其严重影响着该光纤的性能。利用飞纳台式扫描电镜和其孔径统计分析测量系统可在生产流程中快速识别光纤中的孔洞,在低倍和高倍下孔洞边缘均可以识别准确清晰,并直接给出孔洞的面积,长轴,短轴,长宽比,平均直径等参数,为得到高质量的光子晶体光纤提供有力保障。

光子晶体相关的论坛

  • 光子晶体 reflectance 超过100%,如何解释?

    氧化钛光子晶体测紫外可见反射谱,其中有一个样品reflectance超过100%,在150%附近了,重复了很多次了,不知道如何解释。用硫酸钡做基线,仪器是 Cary 5000 Spectrophotometer 带的 The Praying Mantis accessory上做的。由于是光子晶体,因此样品是块体材料( 2 mm),这个有影响?

  • 模仿蝴蝶翅膀的微观结构 科学家开发出纳米尺度光子晶体

    科技日报讯 据物理学家组织网9月3日(北京时间)报道,澳大利亚斯威本科技大学和德国埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学(FAU)的一个国际研究团队,通过模仿蝴蝶翅膀的微观结构,开发出一种小于人类头发丝宽度的纳米级光子晶体设备,能同时适用于线性和圆形偏振光,使光通信更迅捷更安全。 该光子晶体可以同时分割左、右圆形偏振光,其设计灵感来自于卡灰蝶,也称为黄星绿小灰蝶。它的翅膀里具有三维纳米结构,赋予其充满活力的绿色。其他昆虫也有可提供色彩的纳米结构,但卡灰蝶却有着一个重要的不同。斯威本大学的马克·特纳博士说:“这种蝴蝶的翅膀包含一个互连的纳米级螺旋弹簧巨大阵列,形成了独特的光学材料。我们用这个概念来开发光子晶体装置。” 光子晶体相当于微型偏振分光镜。偏振分光镜用于现代技术,如电信、显微镜和多媒体。但天然晶体只适用于线性偏振光,不能用于圆形偏振光。研究人员利用三维激光纳米技术,使得该光子晶体具有了天然光子晶体没有的特性,从而能适用于圆偏振光。这种微型设备包含了超过75万个微小的聚合物纳米棒。 斯威本大学微光电中心主任顾敏(音译)教授说:“我们相信已经创建了第一个纳米尺度的光子晶体手性分光镜。它有可能成为开发集成光子电路的一种有用的电子元件,在光通信、影像学、计算机信息处理技术和传感中发挥重要作用。该技术为转向纳米光子器件提供了新的可能性,使我们朝着开发可以克服超高速光网络带宽瓶颈的光学芯片更近了一步。” 该研究成果已经发表在最新一期的《自然·光子学》杂志上。(记者华凌) 总编辑圈点 自然比人的想象更丰富。看似无奇的绿光,来自一种光学装置设计者从未见过的复杂结构。卡灰蝶翅膀里的天下无双的怪异阵列,是纯属偶然的基因变异数亿年积累的产物。而有想象力的科学家,在它的启发下,制造出地球上从未存在过的光学奇观。模仿自然的美,是人类创造的原动力。 《科技日报》(2013-09-04 一版)

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光子晶体相关的资讯

  • 3D打印新技术精细“雕刻”光子晶体
    五彩缤纷的蝴蝶翅膀、光鲜靓丽的孔雀羽毛、闪耀着金属光泽的昆虫甲壳……点缀着这些大自然奇妙杰作的并非普通色素,而是光与光子晶体结构发生散射、干涉、衍射等作用后形成的结构色。光子晶体是由不同折射率介质周期性排列而形成的光学超材料,也被称为光学半导体。通过设计和制造光子晶体材料及相关器件来控制光子运动,并在此基础上进一步实现光子晶体材料的各种应用,是人们长久以来的梦想。近日,中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室研究员宋延林、副研究员吴磊等研究人员组成的研究团队利用连续数字光处理(DLP)3D打印技术,实现了具有明亮结构色的三维光子晶体结构制备,为创新结构色制备方法及扩展3D打印的应用开创了新的途径。创新方法,让光子晶体精准“生长”光子晶体作为未来光子产业发展的基础性材料,其独特的三维光学控制能力使其在集成光学元件、光子晶体光纤及高密度光学数据储存等领域都有广阔的应用前景。3D打印技术近年来的成熟发展,也使其成为最好的光子晶体制备手段之一。宋延林向记者介绍,虽然近年来有一些将3D打印技术应用于多种图案化光子晶体制备的案例,但普通的3D打印技术因为墨水中树脂的光固化速度和纳米粒子组装速度的差异,存在结构色效果较差、打印精度较低、难以实现复杂三维结构等问题。上述方法制备的多种图案化光子晶体具有表面形貌粗糙和保真度较差等缺陷,难以被广泛应用于光学器件中。要实现高精度、高保真的光子晶体结构3D打印,就必须要开拓出新的方法。此次研究中,研究团队使用了连续数字光处理3D打印技术。与常见的将原材料层层挤出、堆叠而成的3D打印技术不同,连续数字光处理3D打印技术基于光敏树脂材料在紫外线照射下会快速固化的特性,利用紫外线光束在光敏树脂溶液中雕刻形成3D结构。此次研究团队所采用的连续数字光处理3D打印方法主要的打印步骤如下:首先,在透明基板上滴上墨水,将墨水上方的成型平面缓缓下降,与墨水进行接触;接下来,通过基板下方的光束将打印图案照射在墨水上;之后,受到紫外线照射的墨水会凝固成预先设计好的形状。一滴滴小小的墨水被“雕刻”为一个3D光子晶体结构,其整个产生的过程仿佛是从基板上“生长”出来。宋延林表示,研究团队所采用的连续数字光处理3D打印技术主要在两方面上取得了重要改进。在打印模式上,市面上的光固化连续数字光处理3D打印技术大都是层层打印,打印速度较慢。研究团队研发出的低黏附光固化界面,让液滴与基底之间的粘附力极低,打印过程没有任何“拖泥带水”,能够实现迅速连续打印成型,极大地提升了打印的速度。在成型方式上,市面上的光固化连续数字光处理3D打印技术通常要采用液槽来盛装大量液态树脂。采用液槽来盛装大量液态树脂的方式导致在连续打印过程中,不该固化的区域因为受到照射而固化,不仅造成原材料的大量浪费,也降低了连续打印过程中的稳定性及分辨率。研究团队摒弃了液槽,而是以单墨滴为成型单元,通过控制固化过程中气、固、液三相接触线,显著减少了液体树脂在固化结构表面的残留。同时,以单墨滴为成型单元还降低了界面粘附,增加了液体内部树脂的流动,显著提高了3D打印的精度和稳定性。克服困难,逐个击破墨水难题除了创新打印方式,此次研究中,研究团队对打印所需的墨水也进行了大胆革新。“我们这次研究中最困难的环节就是打印墨水的开发。”宋延林表示。针对上述问题,研究团队创造性地研发出了利用氢键辅助的胶体颗粒墨水,赋予了打印结构高质量的结构色与光子晶体特性。研究团队研发的墨水由三部分组成:实现三维结构构建的光固化单体和光引发剂、保证结构色的纳米颗粒、减少光散射的添加剂。在单体的选择和引发剂合成上,考虑到环保要求,研究团队合成的墨水为水性体系。但由于目前广泛使用的引发剂大多为油溶性,少数水溶性的引发剂又与3D打印所采用的光波波长不匹配,光引发效率较低。为了能够得到较高光引发效率的水溶性引发剂,团队查阅了大量文献并进行了反复的摸索实验,最终成功合成出了水溶性的光引发剂。除了引发剂,光固化单体的选择更加至关重要。宋延林表示,合格的光固化单体必须满足既能实现三维结构化,又不能在打印过程中引起聚合物和纳米颗粒的相分离的条件。论文第一作者张虞表示,“最终我们找到了丙烯酰胺这种适合的单体。”选定单体后,还需确定光固化单体与纳米颗粒的比例。如果光固化单体较少,就会无法打印。反之,如果光固化单体太多,则会影响纳米颗粒的运动和分散,进而影响结构色的质量。团队经过大量实验,对多种不同的比例组合反复尝试,最终确定了最佳比例。最后,为了减少光的散射对打印过程的影响,尽可能地提高打印结构的色彩饱和度,在添加剂的选择上,团队尝试了包括碳纳米管、碳纳米纤维以及黑色墨水等多种材料。但上述材料均存在种种缺陷,研究团队最终将经过特殊处理的炭黑作为添加剂。前景广阔,让结构色“五彩斑斓”在此次研究中,研究团队发现,视角、胶体颗粒粒径以及打印速度等因素都会影响3D结构色的呈现。当胶体颗粒粒径和打印速度不变时,随着视角增加,结构色蓝移,即从橙色转变为黄绿色,最后转变为蓝紫色。这种视角依赖的特性,使得连续数字光处理3D打印技术在个性化珠宝配饰及装饰、艺术创作等领域有着比较广阔的应用前景。除了视角变化会影响结构色的呈现外,当打印速度固定时,控制固定胶体颗粒粒径、调节打印速度,都可以得到覆盖可见光范围的系列结构色。采用顺序切片、依次投影、分段打印的方式,还可使同一物体结构上呈现出多种结构色。除了实现“信手拈来”般地制备结构色,研究团队利用此种连续数字光处理3D打印技术制备出的多种具有光滑内外表面、低光学损耗及颜色选择性的线性光传输和非线性光传输3D结构,也验证了该方法在制造高效光学传输器件方面的独特优势。宋延林表示,未来研究团队会在光子晶体功能器件的制备方面继续进行新的探索。
  • 耐上千摄氏度高温的光子晶体问世
    据美国物理学家组织网近日报道,美国麻省理工学院(MIT)的一个研究小组找到了一种采用金属钨或钽制造出可耐受1200摄氏度高温的光子晶体途径。这种材料可广泛应用于智能手机、红外线化学探测器和传感器、深度探索太空的宇宙飞船等供电装置。相关论文刊登在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。   光子晶体指能对光作出反应的特殊晶格,可影响光子运动的规则光学结构,类似于半导体晶体对于电子行为的影响。其晶格尺寸与光波的波长相当,是不同折射率的电介质材料在空间呈周期性排列构成的晶体结构。   MIT军用纳米技术研究所工程师赛拉诺维奇表示,几乎完全可以采用标准的微细加工技术和现有设备将这种新型耐高温、二维光子晶体制造成计算机芯片。与早期制造的高温光子晶体的方法相比,采用新方法制造出的材料具有“更高性能、简单操作、坚固耐用”等特点,适合低成本的大规模生产。   美国国家航空航天局也对这种材料很感兴趣,因为它具有为深度探索太空提供永续动力的潜力。完成这样的任务通常利用少量的放射性物质的能量,采用放射性同位素热电源(RTG)。例如,计划在今年夏天抵达火星的“好奇”号探测器使用的就是RTG系统,可以连续不间断作业多年,而不像太阳能供电站,到了冬天就会出现发电不足的情况。   这种耐高温光子晶体应用前景十分广阔,可用于太阳能光热转换或太阳能光化学转换装置、放射性同位素的供电设备、氮氢化合物发电机或工业领域电厂余热回收的配套设施等。但制造这种材料还存在许多障碍,高温会导致晶体蒸发、扩散、腐蚀、开裂、熔化或快速化学反应。为了克服这些挑战,MIT的研究小组正在对高纯度的钨在结构上进行专门精密的几何设计,以避免材料在被加热时损坏。   该材料还可以取代电池,为便携式电子设备有效供电,采用丁烷作燃料运行热光生电机产生能量,作业时间比电池长10倍。
  • Science:石墨烯莫尔(moiré )超晶格纳米光子晶体近场光学研究
    光子晶体又称光子禁带材料。从结构上看,光子晶体是一类在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体,其物理思想可类比半导体晶体。通过设计,这类晶体中光场的分布和传播可以被调控,从而达到控制光子运动的目的,并使得某一频率范围的光子不能在其中传播,形成光子带隙。 光子晶体中介质折射率的周期性结构不仅能在光子色散能带中诱发形成完整的光子带隙,而且在特定条件下还可以产生一维(1D)手性边界态或具有Dirac(或Weyl)准粒子行为的奇异光子色散能带。原则上,光子晶体的概念也适用于控制“纳米光”的传播。该“纳米光”指的是限域在导电介质表面的光子和电子的一种耦合电磁振荡行为,即表面等离子体激元(SPPs)。该SPP的波长,λp,相比入射光λ0来说多可减少三个数量。如果要想构筑纳米光子晶体,我们需要在λp尺度上实现周期性介电结构,传统方法中采用top-down技术来构建纳米光子晶体,该方法在加工和制造方面具有较大的限制和挑战。 2018年12月,美国哥伦比亚大学D.N. Basov教授在Science上发表了题为Photonic crystals for nano-light in moiré graphene superlattices的全文文章。研究者利用存在于转角双层石墨烯结构(twisted bilayer grapheme, TBG)中的莫尔(moiré)超晶格结构,成功构筑了纳米光子晶体,并利用德国neaspec公司的neaSNOM纳米高分辨红外近场成像显微镜研究了其近场光导和SPP特性,证明了其作为纳米光子晶体对SPP传播的调控。 正常机械解理的双层石墨烯是AB堆叠方式,但是,当把其中的一层相对于另一层旋转一个角度,就会形成AB和BA堆叠方式相间排列的莫尔超晶格结构,AB畴区和BA畴区之间是AA堆叠方式的畴壁,如图例1A所示。如果通过门电压对该双层石墨烯施加一个垂直电场,会在AB畴区和BA畴区打开一个带隙,从AB畴区到BA畴区堆叠次序的反转连同能带结构的反转则会在畴壁上形成拓扑保护的一维边界态,如图例1C。一维边界态的存在会使得畴壁上光学跃迁更加容易,表现为畴壁上增强的光导能力。研究者通过德国neaspec公司的neaSNOM高分辨率散射式近场红外光学显微镜对样品进行近场纳米光学成像,在近场光学振幅成像中观察到了转角双层石墨烯上六重简并的周期性亮线图案,成功可视化了这种光导增强的孤子超晶格网络。从近场光学振幅成像上可以看到孤子超晶格周期长度大约为260nm,据此,研究者推断对应的转角大约为0.06°。 图例1:散射式近场光学显微镜(neaSNOM)对转角双层石墨烯(TGB)进行近场纳米光学成像研究的结果。A:实验示意图(AB,BA,和AA表示石墨烯不同堆叠类型);B:近场纳米光学振幅成像及TEM图;C:畴壁上电子能带结构。 不仅孤子超晶格的周期性和等离激元的波长相匹配,而且之前的研究表明,双层石墨烯中的孤子对SPP具有散射行为,转角双层石墨烯中规律的孤子结构所形成的周期性散射源恰好满足了作为纳米光子晶体的条件。接下来研究孤子超晶格对SPP的光子晶体效应,实验中研究者利用neaSNOM近场光学显微镜的针作为SPP发射源,并通过改变门电压和入射光波长改变SPP的波长,在该器件上同时得到了两组近场光学振幅图和相位图(如图例2B和2C)。从图中可以看到,λp=135 nm和λp=282 nm的情况下,近场光学振幅图和相位图表现出截然不同的周期性明暗图案,这种周期性明暗分布正是SPP在孤子超晶格传播过程中干涉效应的显现,近场光学振幅图、相位图和理论计算结果显示出的吻合性。对近场光学成像的傅里叶变换使得研究者可以进入动量空间研究其光子能带结构,结合模拟计算,对光子能带结构的研究表明,虽然孤子对SPP的散射较弱,还不足以形成纳米光学带隙,但是转角双层石墨烯中SPP的传播毫无疑问符合纳米光子能带色散行为。 图例2:散射式近场光学显微镜(neaSNOM)研究石墨烯超晶格中等离激元(SPP)传播近场光学成像结果。A,C: 通过改变门电压和入射光波长,λp分别为135nm和282nm下近场光学成像结果(同时获得近场光学振幅成像和相位成像);B,D: 模拟计算结果。 在该项工作中,研究者利用转角双层石墨烯设计实现了石墨烯SPP纳米光子晶体,并利用德国neaspec散射式近场光学显微镜从几个途径进行了研究。先,畴壁区域增强的光导响应来源于孤子的一维拓扑边界态,neaSNOM近场光学显微镜以高的分辨率可视化了孤子超晶格网络。其次,双层石墨烯纳米光子晶体的主要参数(周期性、能带结构)可以通过改变转角角度和静电场等实现连续调控,这可以突破标准top-down或光刻等技术来构筑纳米光子晶体的限制和挑战。在电中性点附近,孤子被预言具有拓扑保护的一维等离激元模式,此时,双层石墨烯纳米光子晶体作为一维等离激元的二维网络载体,可能会展现出很有意思的光学现象。 特别值得指出的两点是:1. 即使研究者通过0.06°的超小转角制造了高达260nm的孤子超晶格周期长度,如果没有neaSNOM近场光学显微镜高的空间分辨率(取决于针曲率半径,高可达10nm),清晰地看到孤子超晶格网络依然是非常困难的。2. neaSNOM近场光学显微镜具有的伪外差相位解调模块,可以同时实现高信噪比下的近场光学信号振幅成像和相位成像。该项工作中实验结果和模拟计算结果的吻合很好地证明了这一点。作为二维材料纳米光学领域为专业的研究工具,neaspec近场光学显微镜已经助力国际和国内多个研究机构在为的杂志发表了诸多研究成果。不仅是在纳米光学成像领域,neaspec开放兼容的设计使得它在纳米傅里叶红外光谱(nano-FTIR)、太赫兹(THz)、拉曼、荧光、超快、光诱导等多个领域均有广泛应用。
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