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在現(xiàn)代光通信、激光測距和量子傳感等領(lǐng)域，高速光電探測器是捕捉極微弱、超短脈沖光信號的核心器件。其性能決定了系統(tǒng)能否準確感知皮秒乃至飛秒級光事件。本文將深入剖析高速光電探測器的工作原理及其技術(shù)突破。一、光電轉(zhuǎn)換：光信號到電信號的躍遷高速光電探測器的核心作用是將入射光子轉(zhuǎn)化為電信號。這一過程主要依賴三種物理效應(yīng)：1.光伏效應(yīng)（PhotovoltaicEffect）光子激發(fā)半導(dǎo)體材料中的電子-空穴對，形成內(nèi)部電場驅(qū)動電荷分離。典型應(yīng)用如PIN光電二極管，其結(jié)構(gòu)優(yōu)化可提升響應(yīng)速度。2...

有源光纖是光纖激光器的核心元件，其作用是產(chǎn)生激光和實現(xiàn)功率放大，其結(jié)構(gòu)通常為雙包層結(jié)構(gòu).圖1有源光纖激光器光路圖和普通雙包層有源光纖結(jié)構(gòu)示意圖有源光纖激光器具有重量輕、體積小、電光轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢，在空間激光通信、激光雷達、太空垃圾處理、光纖陀螺及**等方面有重要應(yīng)用價值圖2有源光纖的激光波長和最高輸出功率及在太空中的主要應(yīng)用然而，太空環(huán)境中存在大量輻射源，諸如γ射線、電子、中子等。這些高能粒子束輻照會使有源光纖的背底損耗急劇增加，激光性能大幅下降，嚴重時甚至沒有激光輸出。這...

金屬激光增材制造過程中易出現(xiàn)孔隙、裂紋、氧化夾雜、熔體球化與飛濺等一系列冶金缺陷，這是由材料的物理和化學(xué)特性本質(zhì)決定的。缺陷會顯著降低激光增材制造構(gòu)件成形性能。以鋁合金為例，其特殊性質(zhì)(低密度、低激光吸收率、高熱導(dǎo)率及易氧化性等)決定了其是激光增材制造的典型難加工材料。很多高性能合金較難通過激光增材制造工藝獲得預(yù)期的高性能，主要是因材料的成分物性等參數(shù)并非專門為激光增材制造而設(shè)計，難以適用于激光快速熔化凝固過程及高度非平衡冶金熱力學(xué)和動力學(xué)行為。專用面向激光增材制造的Al-M...

硅基光電計算是建立在硅基光電子學(xué)基礎(chǔ)上的一種新型計算體系,如圖1所示。硅基光電子學(xué)是探討微納米量級光子、電子及光電子器件在不同材料體系中的工作原理，并使用與硅基集成電路工藝兼容的技術(shù)和方法，將它們異質(zhì)集成在同一硅襯底上形成一個完整的具有綜合功能的新型大規(guī)模光電集成芯片的一門科學(xué)。圖1硅基光電計算體系早期硅基光電子概念的提出是為了解決傳統(tǒng)微電子芯片中核心單元之間的互連通信瓶頸問題。近十年來，硅基光電子因其與CMOS技術(shù)兼容的集成工藝和光域通信互連方面的優(yōu)點，不僅在通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了...

作為世界精確的計時器，光學(xué)原子鐘的復(fù)雜程度也可謂登峰。從超穩(wěn)定激光系統(tǒng)到原子裝置，再到真空系統(tǒng)和頻率測量體系——若有人將一臺光學(xué)原子鐘裝入拖車，任其飛馳于高速公路上，那無疑是相當抽象的表演，要知道，任何劇烈顛簸都可能擾亂它精準的滴答。但德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(PTB)的科學(xué)家表示，這次兇險的運輸勢在必行!從研究院所在的布倫瑞克出發(fā)，它將跋山涉水，與其他全球頂尖的光學(xué)鐘相遇和比對，向便攜和實用的目標邁進，也向全新定義的“秒”迫近，而新定義的秒將深刻影響從速度到質(zhì)量的幾乎所有科學(xué)...

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激光熔覆技術(shù)利用高能激光束使金屬材料熔化，并與基材冶金結(jié)合形成耐腐蝕、耐磨損、硬度高且力學(xué)性能優(yōu)良的熔覆層，可修復(fù)零件破損面并延長零件使用壽命，廣泛用于零件表面強化。對于等截面零件一般采用平行切片法生成熔覆掃描路徑;然而，對于空間自由曲面的激光熔覆，由于三維曲面的不可展特點與梯度變化，平行切片法將導(dǎo)致熔覆層各熔道間距不等。疏密不均的熔道會造成熔覆層隆起或凹陷，厚薄不均，嚴重影響熔覆表面質(zhì)量。針對上述問題，蘇州大學(xué)激光制造技術(shù)研究所石拓副研究員團隊基于點云提出了一種等搭接率熔覆...

高功率激光裝置中，脈沖波形的準確測量對于評估裝置輸出性能和物理實驗數(shù)據(jù)分析具有重要意義。傳統(tǒng)的透鏡耦合單模光纖測量方式抗干擾能力強，但近場耦合效率低，測量結(jié)果難以反映光束近場的整體時間波形;可采用光束聚焦后直接進入大口徑真空光電管的方法測量，結(jié)果準確，但抗干擾能力和經(jīng)濟性較差。調(diào)頻脈沖波形測量系統(tǒng)應(yīng)具備三個特性方能滿足波形準確、經(jīng)濟測量的需要：一、近場取樣比例應(yīng)盡可能高以消除奇異點對測量結(jié)果的影響;二、具備較強的抗電磁干擾能力;三、可進行多光路測量設(shè)備復(fù)用。中國工程物理研究院...