近日，山東大學陳峰課題組在《Nanoscale》(影響因子為7.367)上發(fā)表題為“Plasmonic nanoparticles embedded in single crystals synthesized by gold ion implantation for enhanced optical nonlinearity and efficient Q-switched lasing”(Nanoscale 10, 4228-4236, 2018; DOI: 10.1039/C7NR07304F)的研究論文，報道了金離子注入Nd:YAG單晶中納米顆粒的合成及其光學特性。論文被選為Nanoscale當期的封底(back cover)。該論文的*作者是博士研究生聶偉杰，通訊作者為陳峰教授。

研究通過金離子注入和熱退火處理在Nd:YAG晶體中合成了嵌入式納米球顆粒，產生表面等離激元共振效應(SPR)，使得Nd:YAG晶體在可見光波段的線性和非線性吸收都顯著增強。其中，晶體的非線性吸收系數(shù)提升了5個數(shù)量級，同時表現(xiàn)出明顯的可飽和吸收特性。利用Au:YAG作為飽和吸收體，實現(xiàn)了波長為639nm的調Q脈沖激光輸出。另外，通過改變金離子的注入劑量可以有效調控材料的線性和非線性光學性質，從而為增強、調控介電材料的非線性性質提供了一種新的方案，為在脈沖激光產生中的應用提供了基礎。

研究使得Nd:YAG晶體在可見光波段的線性和非線性吸收都顯著增強。通過改變金離子的注入劑量可以有效調控材料的線性和非線性光學性質，從而為增強、調控介電材料的非線性性質提供了一種新的方案，為在脈沖激光產生中的應用提供了基礎。該項研究成果為后續(xù)研究開展提供了方向，具有重要意義。

離子束是指以近似一致的速度沿幾乎同一方向運動的一群離子。離子源用以獲得離子束的裝置。在各類離子源中，用得多的是等離子體離子源，即用電場將離子從一團等離子體中引出來。這類離子源的主要參數(shù)由等離子體的密度、溫度和引出系統(tǒng)的質量決定。屬于這類離子源的有:潘寧放電型離子源射頻離子源、微波離子源、雙等離子體源、富立曼離子源等。另一類使用較多的離子源是電子碰撞型離子源，主要用于各種質譜儀器中。

離子源的主要參數(shù)有：①離子束流強。即能夠獲得的有用離子束的等效電流強度，用電流單位A或mA表示。②有用離子百分比。即有用離子束占總離子束的百分比。一般來說，離子源給出的總離子束包括單電荷離子、多電荷離子、各種分子離子和雜質元素離子等的離子束。③能散度。由于離子的熱運動和引出地點的不同，使得離子源給出的離子束的能量對要求的單一能量有一定離散，一般希望能散度盡量小，在高精度的離子束應用中尤其是這樣。④束的聚焦性能。以離子束的截面和張角表示。聚焦不好的離子束在傳輸過程中會使離子大量丟失。獲得良好聚焦特性的離子束的終障礙是束中離子之間的靜電排斥力，為了克服這一障礙，應盡早使離子獲得較高能量。⑤離子源的效率。以離子束形式引出的工作物質占總消耗的工作物質的比例。⑥工作壽命。離子源一次安裝以后使用的時間。