成果名称：半导体纳米晶体在频率上转换激光技术中的应用
所属领域：电子信息技术
成果介绍：
探索半导体纳米晶体的诱导受激辐射机制，设计基于纳米结构的谐振反馈器件来优化上转换激光过程，开发新一代双光子泵浦激光器。
技术应用及社会经济需求：
本研究所发展的纳晶诱导受激辐射技术将从根本上消除现有双光子激光系统在材料和结构上的主要缺陷。
实现其在短波长相干光源，芯片集成激光器，生物/医疗检测和诊断，和量子计算和通讯等领域的广泛应用。
现状： 双光子激光材料的缺陷阻碍了它的发展：
1. 染料分子的稳定性较差：工作寿命0.3～3小时。
2. 单晶半导体低温激射：需要冷却到液氮（或更低）温度。
3. 低效率：比单光子激射过程的阈值能量高2到3个数量级。
技术指标：
研究目标：
1. 理解纳米半导体材料中TPA机制。
2. 在半导体纳米晶体中实现高效的、可调谐的受激辐射过程。
技术创新点：
1. 通过半导体纳米结构的设计和制造来获得新型非线性光学材料。
2. 半导体纳米晶体中的量子效应将被用来增强诱导激射效率，开发基于半导体纳米结构的新型的双光子激光器件。
图1 给出了室温下，以不同能量密度泵浦NQD波导的ASE光谱。激发注量达到阈值~2mJ/cm2时，辐射带宽急剧崩落到20nm以下，辐射峰值发生红移达到~616nm。这证实了光泵浦InP/ZnS核/壳NQDs内存在受激辐射，可以得到无镉胶体量子点的潜在激光反应的净光增益。
图2 光谱给出了3nm，4nm，6nm直径的NQNs的ASE的自发辐射，图中显示出由于InP/ZnS NQDs新增益介质，光谱覆盖了较宽的激光波长范围。
图3 中用克尔快门技术测得NQD受激辐射的快速衰退特性。测量结果如右图显示了InP/ZnS核/壳NQDs的受激辐射中的复合速率高于自发辐射的复合速率。
图4 预聚物糖浆夹在两片ITO玻璃之间，样品放在一个直角棱镜基底后面接受全息曝光。光栅中交替出现的富聚合物薄片和富LC薄片使得调制参数高达0.06，促成了增益材料存在时低阈值的激光效应。
图5 中绘制了两个晶体直径分别为616nm和600nm的NQD DFB的综合出射强度。光泵浦NQD激光的阈值反应在图里已清楚地显示出，能量注量阈值为2.0mJ/cm2。
成果十二：高压真空断路器（50kv）故障诊断系统
本技术可以对铁路电力机车主短路器以及电力系统中的高压真空断路器的故障诊断，测试功能如下：
1）开关特性测试；2）合闸时间测试；3）分闸时间测试；4）最低气压下的分闸能力测试；5）辅助触点动作测试；6）主触头触点接触电阻测试；7）工频耐压及真空试验；8）绝缘电阻测试。本技术通过了太原铁路局鉴定。
技术特点：测试精度高，自动化程度高。
应用行业：生物、医疗检测、通讯
合作意向：专利转让 专利许可
