钟标 作品数:13 被引量:3 H指数:1 供职机构: 华东师范大学理工学院精密光谱科学与技术国家重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国博士后科学基金 上海市自然科学基金 更多>> 相关领域: 理学 机械工程 电子电信 一般工业技术 更多>>
迈向低温学温度的Yb3+:LuLiF4晶体的激光冷却 低温光学制冷器具有体积小、重量轻、无振动、无电磁辐射等优点,因此在航空航天、国防军事、遥感遥测、生物医学等领域具有广阔的应用前景.固体激光冷却技术是低温光学制冷器的核心技术.美国新墨西哥大学M.Sheik-Bahae教授... 钟标 罗昊 石艳玲 印建平关键词:激光冷却 反斯托克斯荧光制冷 Tm^(3+)掺杂ZrF_4-BaF_2-LaF_3-AlF_3-NaF-PbF_2玻璃激光制冷中荧光再吸收效应的理论分析 2011年 固体材料的激光制冷是近年来发展起来的一个新的研究领域.掺Tm3+的ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF-PbF2(ZBLANP)玻璃材料是激光冷却的典型材料之一.与另一种制冷掺杂离子Yb3+相比,Tm3+具有更好的制冷潜力.目前制约材料制冷的一个主要机理就是荧光再吸收.首先根据Tm3+:ZBLANP的光谱参数,利用半经典的随机行走模型得到了不同情况下的平均荧光再吸收次数,随后分析了荧光光子界面出射的全反射效应,并对所得结果进行了修正.计算结果表明,荧光再吸收会导致量子效率降低0.5%—1%,出射荧光波长红移达到2—10nm,激光制冷的效率和功率降低.为了有利于荧光出射和净制冷的实现,宜采用小体积细长棒的制冷元. 贾佑华 钟标 印建平关键词:激光制冷 稀土离子 Yb^(3+):LuLiF_4晶体激光制冷的热负载管理 被引量:1 2018年 为了研究Yb^(3+):LuLiF_4晶体在反Stokes荧光制冷过程中的热负载管理机制,开展了在常压(1.0×105Pa)和高真空(2.5×10-3 Pa)状态下的激光制冷实验。掺杂浓度为5 mol%的样品由两根光纤支撑,被放置在真空状态不同的腔体内。利用波长1 020 nm,功率3 W的激光激发样品。在常压下,样品温度相对室温下降了△T≈12 K;在高真空下,△T≈26 K。对于常压状态,空气热对流负载约11.23 m W,光纤热传导负载约0.03 m W,腔体热辐射负载约4.8 m W。对于高真空状态,空气热对流负载约0.03 m W,光纤热传导负载约0.07 m W,腔体热辐射负载约10.4 m W。实验结果表明,当腔体压强由-105 Pa降至-10-3Pa时,空气热对流负载几乎忽略不计,而腔体热辐射负载则成为作用在制冷样品上最主要的热负载。 罗昊 钟标 雷永清 石艳玲 印建平关键词:热负载 热对流 热传导 热辐射 腔增强固体材料激光制冷:掺杂Yb3+的LuLiF4晶体 自从1995年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Epstein小组第一次对掺杂Yb3+的ZBLANP玻璃实现激光制冷以来。固体材料激光制冷得到很多科研人员的关注,并且得到了长足的发展。目前,Epstein小组和新墨西哥大学Sh... 钟标 尹继刚 邓英超 贾佑华 陈扬骎 杭寅 印建平关键词:激光制冷 Er^(3+)掺杂玻璃腔内增强激光冷却理论分析 2014年 近年来,掺Er3+的CdF2-CdCl2-NaF-BaF2-BaCl2-ZnF2玻璃已成为固体材料激光冷却领域中新的研究材料之一.本文利用激光器输出理论和驻波腔内共振增强原理分析了该材料的两种腔内增强激光的冷却,计算结果表明腔增强可获得几十到几百倍的增强因子.此外,比较了内腔和外腔这两种增强方案,研究结果表明,当材料的吸收比较小时,特别是材料长度小于0.3 mm时,采用内腔增强方案,腔内抽运功率高,冷却材料对激光的吸收大.然而当材料的吸收比较大时,特别是材料长度大于3 mm时,外腔增强方案更具优越性.最后,根据Er3+掺杂材料制冷工作波长和功率的要求,指出腔增强实验可通过半导体激光器来实现. 贾佑华 高勇 钟标 印建平掺杂Yb^(3+)的LiYF_(4)和Y_(3)Al_(5)O_(12)反斯托克斯荧光冷却对比研究 2025年 激光诱导固体反斯托克斯荧光冷却在全固态低温光学制冷器和辐射平衡激光器领域有着重要的应用价值,而掺杂Yb^(3+)的LiYF_(4)(YLF)晶体和Y_(3)Al_(5)O_(12)(YAG)晶体以其卓越的激光冷却性能脱颖而出.在相同的条件下,对Yb^(3+)掺杂浓度为7.5%的YLF晶体和YAG晶体的光谱特性和反斯托克斯荧光冷却性能进行了比较分析.研究结果表明,与7.5%Yb^(3+):YAG晶体相比,7.5%Yb^(3+):YLF晶体具有更小的最低可达到温度,成为低温制冷器更可行的候选者.此外,在1030 nm激光泵浦条件下,未能在7.5%Yb^(3+):YAG晶体中观测到净制冷效应.因此,对于设计采用Yb^(3+):YAG晶体作为增益介质的辐射平衡激光器而言,Yb^(3+)的掺杂浓度不应超过7.5%. 雷永清 胡晋伟 王朝玉 钟标 印建平基于Yb^(3+):LuLiF_(4)晶体的低温光学制冷器的热链接设计与分析 2025年 低温光学制冷器是利用固体材料反斯托克斯荧光过程产生冷量的新型低温制冷器,具有结构紧凑、温区宽、无振动等特点,在空间技术、精密计量等领域具有重要的应用前景.介绍了基于Yb^(3+):LuLiF_(4)激光冷却晶体的低温光学制冷器原理样机的结构,并对制冷器中热链接结构的荧光逃逸系数和热负载进行了分析计算;设计了不同热链接结构,并利用光学仿真软件模拟了荧光在热链接中的传输过程,根据光线追迹结果得到了不同结构热链接的荧光逃逸系数;分析了不同弯折结构热链接的热负载,并计算了低温平衡时D型弯折结构热链接的热负载;综合考虑热链接的荧光逃逸系数与热负载,筛选出了最合适的热链接结构应用于低温光学制冷器.该热链接方案对搭建低温光学制冷器以及提高低温光学制冷器制冷功率具有指导意义. 张子恒 钟标 王朝玉 徐家金 张佳宜 潘宸乐 印建平关键词:热负载 荧光分析 背景吸收系数对掺杂Yb^(3+)固体材料激光冷却特性的影响 2025年 根据掺杂稀土离子固体材料激光冷却四能级理论模型,冷却样品的背景吸收系数是影响样品激光冷却性能的关键参数.为了探究冷却样品(以Yb^(3+):LuLiF_(4)(LLF)为例)中背景吸收系数与温度的函数关系,设计了在低温条件下获取冷却晶体背景吸收系数的低温-激光诱导温度调制光谱(laser-induced temperature modulation spectrum,LITMoS)实验方案.依据热负载理论推导了低温条件下冷却效率的实验计算公式,并对热负载来源进行理论分析.分析结果表明,接触传导热负载是低温-LITMoS实验样品热负载的主要来源.实验方案中采用液氮低温恒温器和特殊设计的冷指结构去控制晶体的温度,利用时间阀门-差分荧光光谱测温法对晶体进行非接触式测温获得晶体的温降,并对实验设计方案进行了可行性分析,计算了对应波长下的样品冷却效率.结果表明,在低温条件下实验设计方案可以测量样品背景吸收系数与温度之间的函数关系,制冷效率的测试结果符合光学制冷理论模型的预测. 徐家金 钟标 雷永清 潘宸乐 张佳宜 张子恒 王朝玉 印建平关键词:热负载 掺杂Yb3+:LuLiF4晶体激光制冷特性的研究 我们实验研究了5wt%Yb3+:Lu Li F4晶体的激光制冷特性。实验中采用的Yb3+:Lu Li F4晶体材料大小为2×2×5mm,端面被切成布儒斯特角,六面抛光。该晶体被直径为200微米的光纤支撑并放置在真空腔内,... 钟标 罗昊 石艳玲 印建平关键词:激光制冷 文献传递 掺Yb~(3+)氟化物晶体激光冷却理论与实验研究 固体材料激光冷却有许多有趣的物理现象,同时在航空航天、遥感遥测、光电探测、高功率激光器等领域有着广泛而重要的应用。因此,固体材料激光冷却的研究不仅有着重要的科学意义,而且有着强烈的应用背景。本文以掺杂Yb3+的氟化物晶体... 钟标关键词:激光冷却 反斯托克斯荧光 文献传递