图1  基于MnPS3-SA的脉冲光纤激光器的性能　(a) 输出功率与抽运功率的关系; (b) 输出光谱; (c) 脉冲序列; (d) 脉冲脉宽; (e) 0—MHz射频信号; (f)射频基频信号

利用化学气相传输法制备 MnPS3 单晶和调制器件，首次实现 MnPS3-SA 双波长锁模激光，文章内容创新性突出，预期可满足通信等应用需求。二维材料 MnPS3 作为可饱和吸收体，可以提供一种新型方法实现低成本、稳定性好的双波长的锁模脉冲输出，在光纤通信、工业加工、医疗器械等领域都有潜在的应用价值。

为了有效改善二维工具头辐射面振幅分布不均匀的问题，对二维超声塑料焊接系统进行了优化设计研究：首先，利用横向位错在大尺寸长条形工具头上构造近周期声子晶体同质位错结，调节带隙的宽度和位置，使得二维超声塑料焊接系统的工作频率位于工具头的横向振动的带隙内，进而有效地控制工具头X 方向的横向振动；其次，利用近周期声子晶体斜槽结构进一步优化辐射面的振幅分布均匀度，并分析了斜槽结构参数对超声塑料焊接系统纵向共振频率和振幅分布均匀度的影响规律。模拟仿真结果表明，近周期声子晶体同质位错结和斜槽结构能够实现对二维超声塑料焊接系统的优化，为横向振动抑制理论的进一步研究提供了基础。

图1  两种结构在X 方向的加速度响应曲线对比图

该论文利用声子晶体的位错以及帯隙理论对二维超声塑料焊接系统中的横向振动抑制进行了研究。结果表明：利用近周期声子晶体同质位错结、带隙理论，同时结合耦合振动理论，可以实现二维超声塑料焊接系统的优化设计。论文选题新颖，将声子晶体理论应用到超声塑料焊接系统的优化设计中，研究思路具有创新性，研究结果具有理论学术价值和实际工程应用意义。

采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂法制备了掺 Tm³⁺ 石英光纤预制棒，并拉制成纤芯/包层尺寸约为25/400 μm 的双包层掺 Tm³⁺ 光纤，通过电子探针显微分析测得其中Tm₂O₃和 Al₂O₃ 的浓度分别为2.6 wt% 和1.01 wt%，在793 nm 处测得的包层吸收为3 dB/m。基于上述大模场掺 Tm³⁺ 光纤，搭建了一个高功率全光纤主振荡功率放大结构的掺 Tm³⁺ 光纤激光器，窄线宽掺 Tm³⁺ 种子源经过一级放大后，最高输出功率达到 530 W，对应的斜率效率为 50%，输出激光的中心波长为 1980.89 nm。实验中没有观察到明显的放大自发辐射和非线性效应，输出功率仅受限于抽运功率。该结果为目前国内 2 μm 波段全光纤结构激光器实现的最高输出功率，验证了国产掺 Tm³⁺ 石英光纤在高功率系统中的可靠性。

图1  放大级输出功率及后向回光随抽运功率的变化

高功率掺铥光纤激光器在工业、医疗、通信领域有着广阔的应用前景，国内高功率掺铥光纤激光器的发展相对较慢且国内研究单位在高功率系统的大模场掺铥光纤的选用上长期依赖国外公司。本文作者采用自制高掺杂，25/400 规格的掺铥光纤，搭建了一个全光纤 MOPA 结构连续光输出掺铥光纤激光器，激光系统的最大输出功率为 530W，对应的放大级斜率效率为50%，显著提高了我国在这一领域的研究水平。研究内容论述详细，实验数据详尽充分，结论可靠。

利用光子晶体的自准直效应和能带特性，设计了一种能实现宽频带光波非对称传输的二维光子晶体异质结构。该结构实现宽频带、高正向透射、非偏振选择的非对称传输。横电 (transverse electric, TE) 偏振光非对称传输波长带宽可达 532 nm，在光通信波长1550 nm 处正向透射率和透射对比度分别可达 0.693 和 0.946；横磁 (transverse magnetic, TM) 偏振光非对称传输波长带宽为 128 nm，在光通信波长 1550 nm 处正向透射率和透射对比度分别可达 0.513 和 0.972；通过进一步优化异质结界面，在 TE 偏振光下非对称传输波长带宽可达 562 nm。

图1  硅基光子晶体异质结构示意图

文章根据光子晶体的自准直效应和能带特性，设计了一种能实现光波非对称传输二维光子晶体异质结构，利用光子晶体的自准直效应实现高正向透射，同时通过广义全反射原理来摆脱能带的限制，实现宽波段低反向透射率。该结构可实现宽频带、高效率、非偏振选择的非对称传输。文章构思巧妙，工作详实。

以金纳米棒垂直阵列 (gold-nanorods vertical array，GVA) 为衬底，SiO₂为隔离层，构建 GVA@SiO2@NaYF4:Yb³⁺/Er³⁺纳米复合结构。在近红外980 nm 激发下，通过改变中间隔离层 SiO₂ 的厚度，研究 GVA对NaYF4:Yb³⁺/Er³⁺ 纳米晶体上转换发光的调控规律。实验结果表明，当 SiO₂ 层的厚度增大至 8 nm时，Er³⁺ 离子整体的上转换发射强度增大近8.8倍，且红光强度增强尤为明显，约为16.2倍。为了进一步证实 GVA 对 Er³⁺ 离子红光发射的增强效果，以红光发射为主的 NaYF4:40%Yb³⁺/2%Er³⁺ 纳米晶体为对象展开研究，发现 Er³⁺ 离子红绿比由 1.84 增加到 2.08，证实该复合结构更有利于提高红光的发射强度。通过对其光谱特性、发光动力学过程的研究并结合其理论模拟，证实了上转换发光的增强是由激发与发射增强共同作用，而激发增强占据主导地位。采用该套复合体结构实现上转换荧光发射的增强，不仅有效地利用了贵金属的等离激元共振特性，而且对深入理解等离激元增强上转换发光的物理机理提供理论依据。

图1  在 980 nm 激光激发下，（a）不同衬底的NaYF4:20%Yb³⁺/2%Er³⁺纳米晶体上转换发射光谱图；（b）对应的荧光增强因子；（c）和（d）随着衬底变化Er³⁺离子的发射峰面积及对应的R/G比值（RE1：NaYF4:20%Yb³⁺/2% Er³⁺；M-RE1，M-RE14和M-RE18：GVA@SiO2（0 , 4 , 8 nm）@NaYF4: 20%Yb³⁺/2%Er³⁺）

本文采用金纳米棒垂直阵列为衬底，SiO2为隔离层，并旋涂NaYF4:Yb³⁺/Er³⁺纳米晶于SiO2隔离层上，构建出了一系列GVA@SiO2@NaYF4:Yb³⁺/Er³⁺纳米复合结构；通过调控SiO2隔离层的厚度，实现了NaYF4:Yb³⁺/Er³⁺纳米晶的上转换发射增强；通过功率依赖关系、发光动力学过程并结合理论模拟对等离激元增强上转换发光的机理进行了深入研究。本文的研究方法和结果可信，有一定的创新性。

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