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在几何特征明确的不锈钢粉末层中测量的动态激光吸收率
摘要： 真实粉末分布与光学耦合之间的关系，是深入理解激光增材制造物理机制、建立更可靠精准的可预测制造模型的关键基础。金属粉末对激光的吸收特性与致密材料存在显著差异，这受到颗粒尺寸、形貌分布及堆积状态等附加参数的影响。本研究采用X射线计算机断层扫描技术，实验测定了金属基板上薄层奥氏体不锈钢粉末的这些参数，并结合1毫秒稳态激光照射下的光学吸收率测量数据，模拟增材制造过程。在该薄层粉末中，颗粒体积分数从粉末表面近乎零值连续变化至235微米深度处的峰值0.72，其中前100微米区间增幅最为显著。通过解析模型研究发现：该颗粒体积分数梯度与光学吸收率的关系表明，深度平均吸收率测量虽能反映预测平均值，但无法捕捉粉末密度变化导致的局部效应。时间平均吸收率在激光功率跨越两个数量级范围内始终维持在0.67至0.80之间，显著高于实心不锈钢实验观测值。而吸收率的动态行为则揭示了氧化、熔融及蒸汽空腔（匙孔）形成等物理现象，并量化了这些效应对吸收能量的影响。
关键词： 钥匙孔形成、激光增材制造、不锈钢粉末、X射线计算机断层扫描、光学耦合、光学吸收率、颗粒体积分数
更新于2025-09-23 15:21:01
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带有栅极定义量子点电极的光子晶体纳米腔的制备与光学特性研究
摘要： 在各类固态系统中，具有高可扩展性和单电子自旋量子比特可控性的栅定义量子点（QD）是实现量子自旋-光子界面的有力候选者。通过将栅定义量子点与光子晶体（PhC）纳米腔进行光学耦合，有望显著提升自旋-光子界面的效率。作为实现该光学耦合的第一步，我们设计并实验验证了一种带电极的光子晶体纳米腔。这些能在二维光子晶体纳米腔顶面形成单量子点的电极，其位置精度达到数十纳米级别。尽管存在电极，通过显微光致发光光谱仍确认了该光子晶体纳米腔的共振模式。这项工作标志着栅定义量子点与光子晶体纳米腔之间实现光学耦合的关键进展。
关键词： 光学耦合、量子自旋-光子界面、量子点、光子晶体纳米腔
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种用于天线耦合动能电感探测器的接地侧吸收光学耦合器开发
摘要： 天线耦合的动能电感探测器（KIDs）作为多通道微波探测系统近期展现出巨大潜力。然而该技术仍难以消除谐振器信号的辐射损耗。为解决这一问题，我们提出一种设计方案：将与天线连接的吸收区域置于共面波导的接地侧。此举可显著降低谐振器向天线泄漏导致的辐射损耗。这种简易设计还支持使用接触式对准仪进行制备。我们基于该方案研制出接地侧吸收（GSA）-KIDs，实验证明其在保持良好综合灵敏度的同时，品质因数优于现有KIDs。
关键词： 超导探测器、动能电感探测器、光学耦合
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE NAECON 2018 - 美国电气和电子工程师协会国家航空航天与电子会议 - 美国俄亥俄州代顿市 (2018年7月23日-2018年7月26日)] NAECON 2018 - IEEE国家航空航天与电子会议 - 不可能的艺术：利用光对介电微球进行分选
摘要： 利用共振光力开启了一种独特的大规模微球谐振器分选方法，其精度可达1/Q量级（Q为谐振品质因数）。基于二维模型研究表明，通过让球形颗粒穿越聚焦光束即可实现分选。当颗粒与回音壁模式（WGM）发生谐振时，会沿激光束方向获得显著速度，从而能够对回音壁模式谐振位置几乎相同的介质微球进行分选。这项技术为开发超低损耗耦合腔结构及器件提供了关键支撑。
关键词： 光学耦合、光学力、微球、回音壁模式、光子分子
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过三次谐波显微成像技术探测共振介电纳米粒子与介电纳米线之间的光学耦合
摘要： 局域电磁模式和可忽略的欧姆损耗使得亚波长全介质纳米粒子日益受到关注。尽管已有大量文献研究全介质纳米结构与自由空间电磁场的相互作用，但它们作为集成光子元件的应用却鲜少被探讨。我们通过三次谐波显微成像和全波模拟，实验与数值研究了共振亚波长硅纳米盘与硅纳米线之间的光学耦合。首先，通过改变纳米盘与纳米线的间距，我们观测到三次谐波强度调制幅度高达4.5倍。这种调制源于纳米盘与纳米线耦合导致的局部场增强效应变化，以及随之产生的磁型共振峰位偏移和展宽。值得注意的是，虽然纳米线为纳米盘提供了额外的损耗通道，但严格的全波模拟证实纳米盘内部的局部场强反而增强。反之，当间隙尺寸小于≈200纳米时，我们观察到纳米粒子对纳米线基模波导传播特性的影响。深入理解Mie共振纳米粒子与波导结构间的相互影响，将推动前者在光子芯片中的集成应用。
关键词： 介电纳米线，三次谐波显微成像，硅纳米颗粒，光学耦合
更新于2025-09-04 15:30:14