https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-gm4g2 orcid:https://orcid.org/0000-0000-0002-7161-5155 content content content content content note contect content consect consect consemrxiv consemrxiv note contem许可证:CC BY-NC-ND 4.0
摘要:近年来,基于硅的非线性光子学已在电信波长上进行了广泛的研究。然而,在中红外波长的硅中对硅非线性的研究仍然有限。在这里,我们报告了光谱中三阶非线性的波长依赖性范围从1.6 µm到6 µm,以及在同一范围内的多光子吸收系数。在波长为2.1 µm的波长下,以1.65×10-13 cm 2 /w的峰值为1.65×10-13 cm 2 /w测量三阶非线系数n 2,然后以非线性折射率n 2的衰减,最高2.6 µm。我们的最新测量值将波长扩展到6 µm,n 2的急剧降低超过2.1 µm,并且稳步保持在3 µm以上。此外,在2.3 µm至4.4 µm的波长范围内同时进行三光子吸收和四光子吸收过程的分析。此外,详细讨论了多光子吸收对硅非线性功绩的影响。
激光量热计是一种广泛用于测量可用激光源的波长的小线性吸收的设备。这样的仪器可以使用1-W激光测量少于10 5中的一部分。1量热计测量由于LL过程所引起的总吸收,包括两光子吸收的强度依赖性现象(TPA)。因此,本文描述的实验技术是基于对激光强度的函数的总吸收的测量。CDTE和CDSE中总吸收的量热测量作为1。06-J.LM激光强度用于获得这些材料的线性和TPA系数。可以通过使用一个简单的模型来理解结果,用于衰减,距离有距离的距离,并通过正确考虑样本中的多种反射。
光合作用是由太阳的单个光子1-3引发的,作为弱光源,在叶绿素吸收带1中,每秒最多每秒几十个光子每秒传递几十个光子。在过去的40年中,在过去的40年中,许多实验和理论工作探索了在光合作用中吸收光合作用的事件,从而吸收了强烈的超短激光脉冲2-15。在这里,我们使用单个光子在环境条件下激发了紫色细菌的紫obacter sphaeroides的轻度收获2(LH2)复合物,分别包含9和18个细菌氯植物分子的B800和B850环。B800环的激发在大约0.7)ps中导致电子能量转移到B850环,然后在约100-FS的时间尺度上快速B850至B850 Energy Transfers在850–875时(参考)NM(参考)。16–19)。使用宣传的单光子源20,21以及一致计数,我们建立了B800激发和B850 Fuoresence发射的时间相关函数,并证明这两个事件都涉及单个光子。我们还表明,每个检测到的插入光子光子的概率分布支持这样一种观点,即吸收后单个光子可以驱动随后的能量传递和实现发射,因此,通过扩展,光合作用的主要电荷分离。一个分析随机模型和蒙特卡洛数值模型捕获了数据,进一步缔结了单个光子的吸收与自然光收获复合物中单个光子的发射相关。
摘要:已经进行了开放式Z扫描测量,以分别研究800 nm和1030 nm波长的三个光子(3 pa)和四光子吸收(4 PA)系数,并在一致和stoichiomempricmetricmempric niobate中(CLN,SLN,SLN),与不同的Concen-Concen-concen-concen-trations一起使用。两个波长的激光脉冲持续时间为40 fs和190 fs。晶体内部的峰强度在约110至550 GW/cm 2之间变化。使用理论模型评估了3 PA和4 PA系数,结果表明它们的最小值位于MG掺杂水平或周围,与抑制CLN和SLN的光差异相对应。此结果可以归因于晶体缺陷对3 PA和4 PA过程的贡献。此外,在1030 nm处的4 pa在相同的强度水平下在800 nm处表现出比3 pa更大的非线性吸收。讨论了这种意外行为的可能原因。总体而言,比较这些晶体的3 pa和4 pA值将使选择LN晶体的最佳组成,以进行有效的THZ产生以及其他需要高泵强度的非线性光学过程。
通过时间分辨的吸收和荧光光谱研究,研究了荧光日二烯(FDAE)衍生物的荧光二乙烯(FDAE)衍生物的激发态动力学的抽象近红外两光子吸收和激发态动力学。用量子化学计算进行预筛选预测,封闭环异构体中用甲基噻酯基(MT-FDAE)的衍生物具有两光子的吸收横截面 - 大于1000 GM,这是通过Z-SCAN的测量和激发功率依赖于瞬时吸收的实验证实的。比较在一光子和同时的两光子激发条件下瞬时吸收光谱的比较表明,在CA的时间表上,在三个途径上停用了较高激发态的MT-FDAE的闭合环异构体。200 fs:(i)比单光过程,(ii)内部转换到s 1状态的环反应反应的效率更高,(iii)放松到与s 1状态不同的较低状态(s 1'状态)。时间分辨的荧光测量结果表明,该S 1'状态被放松到S 1状态,具有较大的排放概率。在本工作中获得的这些发现有助于以两光子的方式扩展FDAE到生物学窗口的开关切换能力,并应用于超分辨率荧光成像。
两光子成像使用强烈的激光脉冲来激发活组织中的荧光蛋白,并且在生物科学中普遍存在用于时间变化过程的功能成像。与单光子吸收相比,两光子吸收过程的空间分辨率增加。仍然,它的效率较低,因此需要高光强度,以增加两个光子同时到达目标的可能性。通过NSF建立的计划,以刺激竞争性研究和量子传感挑战计划资助机制,西弗吉尼亚大学(WVU)的一个研究项目正在努力产生具有光子之间量子纠缠的激发光源,以增加两个光子的可能性同时到达,从而使两光子吸收和成像更受益。提高的效率将使较低的激光强度降低,这将减少组织损伤并实现更长,更频繁的测量。WVU的现有两光子成像设施正在使用量子键入的光源升级。博士后,研究生和本科研究人员正在接受跨学科实验室的培训,结合了物理学,生物学和神经科学,并且正在设计教学模块,以提高量子暑期学校的量子意识。
图2 LIDT测量的实验设置:λ /2-半波长相板,p-偏振器,w-楔子,l-镜头,镜头,pm -power仪。在这里:红色箭头 - 泵辐射(1.03 µm),绿色箭头 - 泵的第二个谐波(0.515 µm); b)YB的自相关轨迹:kgw(Pharos)辐射,通过自相关器(GECO,Light Conversion Co,Ltd)和C)571 kHz和298 fs的LIDT测量测量(P OUT-输出功率,P IN- IN -ID IND -ID型泵送功率)。
有机太阳能电池(OSC)是一种可以将光能转化为电能的设备,它们具有轻巧,灵活,可加工的印刷和大面积的生产的优势,并且是减轻能量降低智能和环境污染的有效方法。由于供体和受体材料的快速发展,主动层形态的优化以及处理技术的成熟度,OSCS的功率转换效率(PCE)超过了19%。通常,OSC由阳极,阴极,电子,孔传输层和一个活动层组成,并且设备性能与活动层的形态密切相关。众所周知,OSC的光物理转换过程包括光子吸收,激子扩散,激子分离,电荷转运和收集。通常,活性层的厚度和成分对光子的吸收具有深远的影响。激子扩散的效率取决于活性层的域大小,crys-钙度和分子取向通常会影响激子分离的过程,并且互穿网络(双连续相分离)是电荷运输和收集的导电性。但是,由于结晶和相分离之间的竞争耦合关系,活动层的形态是无法控制的。因此,已经做出了强烈的努力来优化OSC的形态。简要摘要与本社论中的每本选定论文相关的内容如下:光子吸收对于激子的产生至关重要。在此标题为“有机太阳能电池中的形态控制”的社论中,我们将提供有关如何优化活性层形态的综合观点,以扩展对形态和设备性能之间关系的理解。这本标题为“有机太阳能电池中形态控制的形态控制”的社论呈现六篇论文,包括通过调节活性层的厚度[1]来提高光子的吸收效率[1],并添加第三个成分以制造三元太阳能电池[2],从而通过增强的近距离网络来改善Bilerec and septiser and septiser and septiser [3]结晶度[4],采用侧链工程来调节分子方向[5],最后是制造具有较高设备性能的大区块和灵活的OSC的建议[6]。活性膜的厚度在光子吸收的效率中起着重要作用。在穆罕默德·塔希尔(Muhammad Tahir)[1]中,作者研究了活性层的光学特性,形态和厚度之间的关系。根据UV-VIS吸收光谱和AFM图像,很明显,当纤维厚度在适当的范围内,即PFB 180 nm(即PCBM混合物)中时,某些粗糙度和不均匀的表面更适合于更好的光捕获,从而获得了高尺度的电流密度(因此获得了较高的速度速度电流密度(J SC)。这项工作表明,优化活性层的厚度对于设计具有较高光伏性能的设备是必需的。三元策略也通常被认为是改善光子吸收
一张焦点堆积的宏观照片,该照片具有多个螺旋形波导和其他测试结构的磷化磷化物光子芯片。芯片宽度仅为0.55厘米。由于磷化磷酸盐的高非线性,其高折射率及其可忽略不计的两光子吸收,使用此芯片可实现S,C和L光学通信带的极有效的光学参数扩增和频率转换。