原创 刘洋 光波常具有宽光谱的相干中红外光源可以对多种分子同时进行吸收标定，进而加速探测过程，比如文化遗产保护中元素探测和生物医学应用中癌症标记物的标定等，还可以应用于二维材料中拓扑相和超导等物质奇异特性的研究。本期介绍基于脉冲内自差频方案的高重复频率宽光谱中红外光源，来自美国国家标准与技术研究所Scott A. Diddams组的工作。2021年，该课题组基于掺铒光纤激光器脉冲内自差频产生了波长覆盖六个倍频程的光学频率[1]，在这一基础之上，同一课题组又发展了重频高达1GHz的中红外光学频率梳[2]。图1 实验装置图[2]实验装置如图1所示，重复频率为1GHz、脉宽宽度300fs、功率为60mW、光谱带宽为13nm的种子脉冲经过预放大后光谱展宽到39nm。预放大后的脉冲经过CPA放大后得到平均功率3.6W、脉冲宽度为120fs的脉冲，对应的脉冲能量为3.6nJ。为了满足不同的需求，该课题组选用了正色散和负色散两种高非线性光纤来展宽光谱并将脉冲压缩至少周期量级，最后聚焦到不同的非线性晶体中进行脉冲内自差频得到宽带的中红外脉冲。图2 正色散高非线性光纤展宽压缩结果[2]利用正色散、高非线性光纤所产生的光谱展宽和脉冲压缩结果如图2所示。经过21cm长的光纤，脉冲光谱展宽到1.3-1.7μm，再用提供负色散的块状熔融石英将脉冲压缩至22fs。图3 7-13μm中红外脉...
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来源：x-molPd基作合金为一种高效加氢催化剂已被广泛应用于乙炔选择性加氢反应中，众多研究者通过传统“试错法”，向Pd中掺杂不同比例Ag或制备不同元素分布方式的催化剂来提高催化剂的C2H4收率。所以，Pd基合金表面结构特征是影响其催化性能的重要因素。鉴于此，北京化工大学化学工程学院程道建教授课题组以乙炔选择性加氢反应为探针反应，结合DFT计算、微观动力学进一步揭示PdAg催化剂几何效应和电子效应对Pd活性中间价电子分布的影响，构建结构描述符，利用结构描述符为横坐标的乙烯生成速率火山图指导催化剂理论设计。本工作揭示了PdAg催化剂中表面结构-催化性能间的构效关系，这不仅定性的阐述了催化剂配体效应和应变效应对反应物吸附能的影响，还通过设计表面结构（元素组成和原子构型）筛选出了一种高效的PdAg催化剂-Pd1Ag3合金，并得到了相关文献和实验验证。相关研究成果在线发表于ACS Catalysis。博士研究生王甲一和许昊翔副教授为共同一作。作者首先搭建了三种不同构型的PdAg催化剂表面模型（图1），Ag修饰Pd主体（Agx@Pd，x为Pd主体内Ag原子个数，x=1-8），Pd修饰Ag主体（Pdy@Ag，y为Pd主体内Ag原子个数，y=1-8）和PdAg合金催化剂（Ag/Pd=1/3,1/1和 3/1），并选取在反应环境下最稳定表面模型进行后续理论计算。如图2所示，在各类构型中随着掺杂原子...
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来源:铁合金近日，包头稀土院天津分院在攻克光功能晶体用高纯稀土原材料批量化制备技术、干法造粒等科研技术难题后，包头稀土院天津分院批量生产的可满足闪烁晶体生长需求的晶体级无水稀土卤化物，已占据功能晶体用高纯稀土原材料的半壁江山。长期以来，我国晶体生长所需要的高纯稀土卤化物依赖进口，且价格昂贵，工信部在稀土行业发展中将稀土功能晶体材料划入新时期国家突破封锁、重大战略需求的稀土新材料。为了打破国外对稀土高纯原料关键生产技术封锁、促进我国高性能光功能晶体产业发展，包头稀土院天津分院大力开发光功能晶体用高纯稀土原材料批量化制备技术，进一步提高北方稀土行业龙头的科技影响力。据包头稀土院天津分院科研管理部部长李璐介绍，掺铈的溴化镧单晶具有高光效、快衰减、高能量分辨率、高空间分辨率、非线性响应小等特性，是目前综合性能最优的闪烁晶体材料，被认为新一代闪烁晶体。稀土院天津分院充分发挥北方稀土资源优势，经过7年研发，先后攻克了无水LaBr3、CeBr3、LaCl3等全系高纯无水稀土卤化物的工业生产技术，探索出一套高品质无水溴化镧新型制备技术和装备，建设了年产量可达吨级中试线，可实现从氧化物到稀土卤化物水合物再到高纯无水稀土卤化物的完整合成工艺。根据下游应用反馈意见，研发人员开展了晶体级无水溴化镧、无水溴化铈的干法造粒实验，成功将产品状态由粉末状转变为颗粒状，可稳定批量生产纯度达到99.99%以上的产品，...
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来源：电子工程专辑近日，华中科技大学陈学文、唐建伟与哈工大陈冠英教授合作在纳米晶光子上转换领域取得重要突破，他们提出纳米晶内部量子态与外部光学环境协同调控理论，预言并在单颗粒水平上揭示光学纳腔效应在光子上转换中存在增强饱和的现象，演示了横跨7个数量级的上转换增强范围，成功实现了极低照度下高亮度光子上转换，从而展现了上转换纳米晶在生物成像、传感、显示等领域的巨大应用潜力。相关成果以“Bright single-nanocrystal upconversion at sub 0.5 W cm⁻² irradiance via coupling to single nanocavity mode”为题12月22日在线发表于光学领域国际顶尖学术刊物《自然·光子学》（Nature Photonics）上。研究背景稀土离子掺杂的纳米晶，可将低能量光子转换成高能量光子发射，在生物成像、传感、显示、信息存储、光伏等领域具有广阔的应用前景。但是，其成功实际应用的关键在于能否在低激发光强下实现高亮度的光子上转换。为提高上转换亮度，在过去的二十年里研究者们投入了巨量的资源，材化学者们对纳米晶内部的材料组分、晶相、表面化学等各个方面作了优化，同时平行地，光学工作者们优化了纳米晶的外部光学环境，例如采用表面等离激元耦合。然而，尽管这两条线的进展都很显著，但纳米晶上转换的绝对亮度始终不如人...
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