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摘要

采用自行研制的基于单根光纤耦合双频激光的6自由度(6DOF)误差同时测量系统测量了加工中心双轴直线度误差, 通过对两轴直线度误差的线性拟合, 得到两拟合轴的夹角, 间接实现两轴的垂直度测量。利用光线矢量追迹方法建立相应的误差模型, 分析了垂直度测量过程中五角棱镜的安装定位偏差以及加工误差对垂直度测量的影响。实验结果表明, 本测量系统具有很好的准确性, 与商用测量仪对比发现, 两者测量偏差在1″以内。

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0053

摘要

为满足光纤故障高精度诊断需求, 研制了一种面向混沌光时域反射仪(COTDR)的混沌光源模块, 该模块由宽带混沌信号源与激光器调制电路构成。其中, 宽带混沌信号源可产生频谱平坦且10 dB带宽达500 MHz的混沌电信号, 该信号经调制电路放大后, 驱动分布反馈式(DFB)半导体激光器可输出大功率、宽频带的混沌激光信号。所研制的混沌光源模块应用于光纤故障诊断中, 不仅可实现光纤断点、不匹配连接点的检测, 而且在107 km测量范围内, 可实现与距离无关的0.35 m空间分辨率。此外, 设计的混沌光源模块还可便捷地应用于混沌雷达、混沌保密通信等领域。

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0040

摘要

提出了一种利用均匀相位掩模板制作啁啾光纤光栅(FBG)的方法。在对光纤的扫描曝光过程中, 相位掩模板沿长度方向周期性抖动, 且抖动幅度随光栅扫描长度的变化而变化, 使FBG的相位随着掩模板位置的变化而变化, 实现了FBG周期的线性调制, 从而得到线性啁啾FBG。掩模板抖动振幅的变化规律决定了FBG的啁啾系数。设计了3种不同的相位掩模板抖动函数, 实验制作了不同啁啾量的FBG。

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0044

摘要

采用相位调制技术产生的具有一定光谱分布的相位调制脉冲可以有效抑制高功率激光驱动器中大口径光学元件的横向受激布里渊散射和满足光束匀滑需求, 但该脉冲在装置各系统传输放大过程中, 由于光谱畸变会引起幅频调制(FM-to-AM)效应, 这种效应严重影响了激光装置的输出性能及实验效果。介绍了相位调制脉冲产生原理、引起FM-to-AM效应的根本原因及因素, 综述了目前美国的国家点火装置、法国的兆焦耳装置以及我国的神光-Ⅲ主机装置在FM-to-AM效应抑制技术方面取得的重要进展。

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0061

摘要

放大自发辐射(ASE)是影响低重复频率高峰值功率高能量脉冲光纤放大器性能的主要因素。系统综述了脉冲光纤放大器中抑制ASE的主要方法, 包括滤波、优化抽运特性(抽运功率、后向抽运、抽运方式)及优化种子特性(信号功率、信号脉宽)。对各种方法的抑制效果进行了比较, 发现滤波和同步脉冲抽运是抑制ASE、获得高峰值功率高能量脉冲输出的重要技术手段。

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01370

摘要

中红外激光覆盖了许多分子吸收特征谱线, 在军事遥感测距、环境监测、大气通信、生物工程、医疗、加工等领域有着重要的应用价值和广阔的发展前景。利用稀土掺杂硫系玻璃光纤制备光纤激光器是直接获得3~5 μm波段中红外激光的有效途径。综述了国内外稀土掺杂硫系光纤的最新研究进展以及硫系光纤掺杂的主要问题, 讨论了中红外硫系玻璃光纤发展中存在的难点, 对中红外稀土掺杂硫系玻璃光纤的研究方向和发展前景进行了展望。

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0139

摘要

综述了近年来基于光纤端面集成金属光子结构传感器的发展状况。按照等离激元共振方式和传感器探测原理的不同, 将其分为基于表面等离激元共振(SPR)的光纤传感器、基于局域化表面等离激元共振(LSPR)的光纤传感器、基于杂化型等离激元的光纤传感器以及基于表面增强拉曼散射(SERS)效应的光纤传感器。对各类传感器的制备方法、光物理学原理及探测性能进行了概括、对比和总结。

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0246

摘要

针对现有边发射半导体激光器远场发散角大、光束质量差等问题,引入光子晶体人工微结构实现模式扩展和模场分离,改善了单芯片半导体激光器的性能,实现了高亮度高光束质量的激光输出。理论分析并模拟了光子晶体半导体激光器对光场的调控机制,并介绍了几种典型的光子晶体半导体激光器。在光子晶体激光器实现低垂直发散角的基础上,设计了不同的结构实现了大功率、单模、高亮度等特性的输出。实验验证了光子晶体能带效应在提高半导体激光光束质量、提高亮度等方面的调控作用,其能够突破普通半导体激光器面临的限制,有助于半导体激光更有效地应用在光纤激光器抽运和激光加工等领域,为半导体激光的直接应用奠定了基础。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201010
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01266

摘要

自光纤激光器问世以来,随着半导体材料与光纤制备技术的快速发展,光纤激光器的输出功率由毫瓦级提高到了万瓦级。然而,随着输出功率的增加,光纤激光器在低输出功率下未表现出的诸多现象逐渐显现,如光纤热损伤、非线性效应、模式不稳定等,这些现象限制了光纤激光器的应用,因此对掺镱光纤的质量要求越来越高。针对高功率掺镱光纤的制备工艺、掺杂组分及结构设计等方面进行了讨论,分析了高功率掺镱光纤的热稳定性、功率稳定性及模式稳定性的研究现状,并总结了其发展趋势。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201009
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01836

摘要

高功率光纤激光器是目前激光器研究发展的一个热点。抽运耦合功率将直接决定光纤激光器的输出功率。分析了光纤激光抽运耦合技术的研究现状,从端面抽运耦合和侧面抽运耦合两大基本结构出发,详细阐述了各种光纤激光抽运耦合器的技术方案和特点,并进行综合比较,针对现存问题以及今后的研究方向提出了建议。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201008
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07039

摘要

针对半导体抽运的掺镱光纤激光器功率进一步提升面临的主要问题,分析了级联抽运方案在实现更高功率输出方面的优势和不足。简要回顾了光纤级联抽运技术的发展历程,重点介绍了掺镱光纤激光级联抽运的关键技术、研究现状和最新进展。针对级联抽运面临的抽运吸收和非线性效应问题,分析了下一步的研究方案和技术路线。并对级联抽运技术有望获得的新应用进行了简要介绍。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201007
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01734

摘要

介绍了2.0 μm波段掺铥连续单频光纤激光器的实验研究进展,以实现单频光纤激光器的关键技术为主线,总结了不同腔结构掺铥单频光纤激光振荡器的研究现状与发展方向。基于种子源主振荡功率放大(MOPA)结构进行了单频激光器功率放大,介绍了高功率掺铥单频光纤MOPA激光器的国内外研究进展。此外,介绍了本课题组在高掺杂铥锗酸盐玻璃光纤制作,2.0 μm波段单频光纤激光振荡器构建,以及单频激光功率放大方面的部分研究工作。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201006
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03442

摘要

近年来,高功率拉曼光纤激光器技术发展迅速,输出波长范围覆盖可见光至中红外波段,最大输出功率超过千瓦。在功率提升方面,拉曼光纤激光器技术的发展脉络可概括为:激光振荡器、主振功率放大器和抽运/信号集成放大器。在重要科研应用的驱动下,高功率窄线宽拉曼光纤放大器技术得到显著发展。另外,高功率拉曼光纤激光器技术还有一些新的扩展,包括包层抽运、二极管直接抽运以及拉曼光纤激光合束等,未来发展潜力巨大。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201005
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03565

摘要

首先介绍了光纤激光中传统的热致动态模式不稳定的研究现状,然后重点介绍了2016年以来理论预测的准静态模式不稳定;接着,对非热致模式不稳定的研究现状进行介绍,包括电致伸缩模式不稳定和非线性效应与模式不稳定之间的关系。最后,对模式不稳定对高功率光纤放大器的功率限制进行了总结和分析。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201004
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07535

摘要

掺铥光纤激光器可广泛应用于激光医疗、人眼安全雷达、非金属材料加工、光电对抗等众多领域,具有其他波段光纤激光器不可替代的重要作用。主要介绍了本课题组在高功率超短脉冲掺铥光纤激光器方面的研究进展,包括利用光纤布拉格光栅控制锁模掺铥光纤振荡器的脉冲宽度和光谱形状,实现了2 μm波段高重复频率、高稳定性的皮秒脉冲激光输出。同时,采用该皮秒脉冲激光作为种子源,研制出了百瓦量级全光纤结构的皮秒掺铥光纤放大器,最后一级功率放大器的最大平均输出功率为120.4 W,脉冲宽度为16 ps。此外,设计并搭建了全光纤全保偏结构的皮秒掺铥光纤放大系统,实现了平均功率为240 W的线偏振皮秒脉冲激光输出,偏振消光比大于15 dB,脉冲宽度为45 ps。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201003
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04431

摘要

受热损伤和非线性效应等因素的制约,单个光纤激光器的单模输出功率受到限制。将多个光纤激光器的输出通过一定的方式进行光束合成,是实现更高功率激光输出的必然选择。介绍了光谱合成技术的发展历程和研究现状,给出了几类常见光谱合成系统的基本原理、关键要素和优缺点。介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在窄线宽光纤激光及其光谱合成方面的最新进展, 并对高功率光纤激光光谱合成技术的发展前景进行了展望。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201002
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04240

摘要

光纤激光相干合成是突破单路光纤激光功率极限和实现更高输出功率的有效技术方案,是传统高功率激光系统走向激光相控阵高功率光纤激光系统的重要基础。介绍了高功率光纤激光相干合成的系统结构,并指出了主要研究对象和关键技术;介绍和分析了光纤激光相干合成的国内外相关研究现状和发展趋势;分析了光纤激光相干合成面临的主要技术挑战。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201001
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08681

摘要

设计了衍射光学元件,利用该元件对入射的角向偏振拉盖尔-高斯矢量光束进行调制,在高数值孔径聚焦透镜的焦平面附近获得了沿光轴方向成对的三维多点光俘获结构--双光链。分析了入射光束的参数(缔合拉盖尔多项式的拓扑荷数和径向模数以及光束的拦截比)、衍射光学元件的内外环结构和聚焦透镜的数值孔径对双光链的影响。结果表明,改变拓扑荷数和径向模数会破坏双光链结构,通过调节拦截比和衍射光学元件的结构可重新获得双光链,从而实现对双光链结构的高自由度控制。

PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0226001
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07106

摘要

为了实现人工复眼系统的三维探测,针对人工复眼视场大、成像过程复杂等问题,提出一种基于双柱面法和反向传播(BP)神经网络的整体几何标定方法。该方法利用BP神经网络对任意复杂非线性关系的强大映射能力,分别在前后两个柱面上对复眼上的每个子眼进行隐式标定,建立图像像素坐标与柱面上二维坐标的映射关系。三维测量时一个图像上的点映射为前后柱面上的两个点,连接这两个点得到一条空间直线,通过最小二乘法求解多条空间直线的交点即可求得三维目标点的坐标。实验结果表明:在人工复眼60°×30°的视场范围的横向测量误差在1 mrad以内,纵向相对误差在0.6%左右。与传统的基于小孔模型的标定方法相比,该方法无须考虑复眼子眼的成像模型及其参数求解,而且由于整体标定过程是在同一世界坐标系下进行的,也不必精确知道各个子眼间的位置和朝向关系。此方法完全适用于人工复眼系统的几何标定,能够满足其大视场、高精度的标定要求。

PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0215002
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017144

摘要

根据漫反射激光测距回波的误差特性,提出了一种基于运动补偿和抗差估计的回波光子实时检测方法。通过运动补偿增加了光子积累数量,可提供可靠的初值。在此基础上,采用抗差估计策略剔除观测粗差,有效实现了回波光子的实时在线检测。实验结果表明,在低信噪比情况下,该方法能够有效地抑制噪声影响,并能有效解决漫反射激光测距的实时信号检测问题。

PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0212002
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0688

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摘要

针对现有边发射半导体激光器远场发散角大、光束质量差等问题,引入光子晶体人工微结构实现模式扩展和模场分离,改善了单芯片半导体激光器的性能,实现了高亮度高光束质量的激光输出。理论分析并模拟了光子晶体半导体激光器对光场的调控机制,并介绍了几种典型的光子晶体半导体激光器。在光子晶体激光器实现低垂直发散角的基础上,设计了不同的结构实现了大功率、单模、高亮度等特性的输出。实验验证了光子晶体能带效应在提高半导体激光光束质量、提高亮度等方面的调控作用,其能够突破普通半导体激光器面临的限制,有助于半导体激光更有效地应用在光纤激光器抽运和激光加工等领域,为半导体激光的直接应用奠定了基础。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201010
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01266

摘要

近年来,高功率拉曼光纤激光器技术发展迅速,输出波长范围覆盖可见光至中红外波段,最大输出功率超过千瓦。在功率提升方面,拉曼光纤激光器技术的发展脉络可概括为:激光振荡器、主振功率放大器和抽运/信号集成放大器。在重要科研应用的驱动下,高功率窄线宽拉曼光纤放大器技术得到显著发展。另外,高功率拉曼光纤激光器技术还有一些新的扩展,包括包层抽运、二极管直接抽运以及拉曼光纤激光合束等,未来发展潜力巨大。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201005
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03565

摘要

采用选区激光熔化技术加工哈氏合金试样并进行后处理,分别分析了沉积态、热处理态、热处理+热等静压态试样的宏观/微观组织特征,并测试了室温/高温拉伸性能。结果表明,沉积态试样横向/纵向均出现微裂纹,但未出现析出物。热处理后,横向组织为等轴晶,纵向组织为交错分布的细柱状晶和粗柱状晶,这些晶粒内部存在两种形态差异显著的析出物。热等静压处理后,晶粒显著长大,析出物分布均匀化,试样的室温拉伸性能达到锻件标准;相比于纵向拉伸性能,横向拉伸性能具有高强度低塑性的特征。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0202007
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0043

摘要

研制了一套探头末端直径为1 mm的血管内扫频光学相干层析成像(IV-OCT)系统,其末端直径仅1 mm。为了确保探头内格林透镜的中轴线与安装在微型电机轴上的直角棱镜的中轴线对准,制作了尺寸匹配的塑料套管;将格林透镜插入塑料套管后与微型电机一同安装于聚四氟乙烯(PTFE)管中,制成了末端直径为1 mm的探头。对光源自带的k-clock信号进行硬件滤波以去除其中的直流分量和谐波分量,提高了系统分辨率。在均一的k域中使用过滤的k-clock信号胀库触发信号采样的干扰信号,对等波数域间隔重采样后的干涉光谱数据进行加窗、快速傅里叶变换(FFT)、取对数、背景去除后,将得到的多个轴向扫描(A-scan)数据进行坐标变换、重建,从而得到圆环显示的样品图像。实测系统纵向分辨率为11.8 μm,横向分辨率为24 μm,成像帧速为30 frame/s。利用研制的IV-OCT系统,实现了管状白胶带、小葱葱管、藕、离体鸭血管样品的OCT成像。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0207001
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0148

摘要

针对原curamik微通道热沉因进水通道流量不均而导致散热不均匀的现象,基于FLUENT软件对其进行数值模拟。从内部结构及热沉材料方面提出优化方案,并进一步获得在热沉高度和进出口宽度为固定值的条件下,微通道宽度、间距及通道脊长度3个因素分别对芯片表面温升和压降的影响规律。根据优化的参数,通过选区激光熔化技术制备获得纯镍微通道热沉并进行芯片封装测试。结果显示,微通道热沉散热均匀,热阻为0.39 K/W,压降为140 kPa,能够满足输出功率为80 W的半导体激光器单巴条芯片的散热要求。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0202008
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0048

摘要

介绍了2.0 μm波段掺铥连续单频光纤激光器的实验研究进展,以实现单频光纤激光器的关键技术为主线,总结了不同腔结构掺铥单频光纤激光振荡器的研究现状与发展方向。基于种子源主振荡功率放大(MOPA)结构进行了单频激光器功率放大,介绍了高功率掺铥单频光纤MOPA激光器的国内外研究进展。此外,介绍了本课题组在高掺杂铥锗酸盐玻璃光纤制作,2.0 μm波段单频光纤激光振荡器构建,以及单频激光功率放大方面的部分研究工作。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201006
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03442

摘要

为得到脉冲宽度为12 ps、中心波长为1064 nm的高功率超连续谱,提出了一种全光纤结构的超连续谱光源。将该光源作为抽运源,其输出功率在芯径为10 mm的掺镱光纤中被放大至189 W。利用窄带滤波器、级间隔离器对脉冲信号进行放大,将放大后的脉冲信号注入长度为0.5 m的光子晶体光纤,产生了光谱范围为460~1700 nm、输出功率为102.8 W的超连续谱。由于存在量子亏损和光谱传输损耗,当抽运功率从1.5 W提高至189 W时,超连续谱光-光斜率效率从90%降低至20%。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201018
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0414

摘要

针对半导体抽运的掺镱光纤激光器功率进一步提升面临的主要问题,分析了级联抽运方案在实现更高功率输出方面的优势和不足。简要回顾了光纤级联抽运技术的发展历程,重点介绍了掺镱光纤激光级联抽运的关键技术、研究现状和最新进展。针对级联抽运面临的抽运吸收和非线性效应问题,分析了下一步的研究方案和技术路线。并对级联抽运技术有望获得的新应用进行了简要介绍。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201007
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01734

摘要

光纤激光相干合成是突破单路光纤激光功率极限和实现更高输出功率的有效技术方案,是传统高功率激光系统走向激光相控阵高功率光纤激光系统的重要基础。介绍了高功率光纤激光相干合成的系统结构,并指出了主要研究对象和关键技术;介绍和分析了光纤激光相干合成的国内外相关研究现状和发展趋势;分析了光纤激光相干合成面临的主要技术挑战。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201001
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08681

摘要

搭建了由国产1908 nm掺铥光纤激光器抽运的中红外可调谐窄线宽Cr∶ZnSe激光器。该激光器为X型腔结构,在抽运功率6.8 W时连续光最大输出功率为1.6 W,对应的斜效率为26.7%,中心波长为2420 nm。采用Littrow结构实现了2284~2716 nm的连续可调谐,调谐范围为432 nm,半峰全宽(FWHM)为0.13 nm;抽运功率5 W时采用输出比22%的耦合输出镜在2350~2510 nm范围内获得了大于500 mW的输出。采用Littman结构实现了2305~2658 nm的连续可调谐,调谐范围为353 nm,FWHM小于0.05 nm;抽运功率5 W时可在2350~2520 nm范围内实现300 mW以上激光功率输出。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201014
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0118

摘要

搭建了以掺镱光纤作为增益、单模光纤提供随机分布反馈的随机光纤激光器,最大输出功率为5.1 W,半峰全宽(FWHM)为0.34 nm。以该激光器作为种子源,通过全光纤主振荡功率放大实现了1102 W的激光功率输出,光光效率为78.5%。放大过程中输出激光的FWHM基本保持不变,均方根(RMS)谱宽为1.24 nm。为进一步压缩随机光纤种子源的光谱线宽,利用窄谱光纤光栅对随机光纤种子源进行滤波,然后再进行放大,最大输出功率为1093 W,FWHM为0.61 nm,均方根谱宽为0.92 nm。放大过程中未观察到明显的放大自发辐射与受激布里渊散射现象。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201015
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0122

摘要

针对惯性约束聚激光装置终端光学系统中使用的大口径超薄晶体的面形畸变,探索了一种低应力新型夹持方法——四周回形全紧固夹持法。从谐波转换模型和晶体准直两方面进行了分析,表明晶体面形畸变将降低三倍频效率和导致准直光斑弥散,并提出了晶体面形总畸变小于5 μm和晶体装夹畸变小于加工畸变的两项控制目标。再根据力学模型,设计了四周回形全紧固夹持法的精密装配结构,并对该结构进行了精密加工控制和有限元分析,以及实验验证。验证结果表明,利用低应力新型夹持方法,晶体装配后的总面形畸变小于5 μm,说明该方法能够满足晶体的面形畸变控制目标。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0208001
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0013

摘要

首先介绍了光纤激光中传统的热致动态模式不稳定的研究现状,然后重点介绍了2016年以来理论预测的准静态模式不稳定;接着,对非热致模式不稳定的研究现状进行介绍,包括电致伸缩模式不稳定和非线性效应与模式不稳定之间的关系。最后,对模式不稳定对高功率光纤放大器的功率限制进行了总结和分析。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201004
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07535

摘要

提出了一种利用光纤布里渊散射效应抑制光反馈半导体激光器时延特征的方法。实验研究发现,当平均功率为200 mW的混沌激光注入到长为10 km的单模光纤中,经过光纤的后向布里渊散射作用,混沌激光自相关曲线在时延105 ns处的峰值从0.251降低到0.075,互信息曲线在时延105 ns处的峰值从0.087降低到0.008。在此基础上,实验分析了注入光功率对混沌激光时延特征抑制效果的影响,结果表明,当混沌激光注入的平均功率在200~1500 mW范围内时,混沌激光的时延特征得到有效抑制;当测量次数在1~50范围内时,光纤布里渊散射对混沌激光时延特征的抑制效果较稳定。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0208002
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0013

摘要

掺铥光纤激光器可广泛应用于激光医疗、人眼安全雷达、非金属材料加工、光电对抗等众多领域,具有其他波段光纤激光器不可替代的重要作用。主要介绍了本课题组在高功率超短脉冲掺铥光纤激光器方面的研究进展,包括利用光纤布拉格光栅控制锁模掺铥光纤振荡器的脉冲宽度和光谱形状,实现了2 μm波段高重复频率、高稳定性的皮秒脉冲激光输出。同时,采用该皮秒脉冲激光作为种子源,研制出了百瓦量级全光纤结构的皮秒掺铥光纤放大器,最后一级功率放大器的最大平均输出功率为120.4 W,脉冲宽度为16 ps。此外,设计并搭建了全光纤全保偏结构的皮秒掺铥光纤放大系统,实现了平均功率为240 W的线偏振皮秒脉冲激光输出,偏振消光比大于15 dB,脉冲宽度为45 ps。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201003
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04431

摘要

受热损伤和非线性效应等因素的制约,单个光纤激光器的单模输出功率受到限制。将多个光纤激光器的输出通过一定的方式进行光束合成,是实现更高功率激光输出的必然选择。介绍了光谱合成技术的发展历程和研究现状,给出了几类常见光谱合成系统的基本原理、关键要素和优缺点。介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在窄线宽光纤激光及其光谱合成方面的最新进展, 并对高功率光纤激光光谱合成技术的发展前景进行了展望。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201002
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04240

摘要

在高功率光纤激光器中,增益光纤的热效应是限制激光功率提高的重要因素之一。传统的温度测量方法只能测量到增益光纤的表面温度,无法得到增益光纤内部不同位置的温度。采用分布式光频域反射(OFDR)技术测量全光纤放大器中增益光纤纤芯的温度。对采用OFDR技术得到的温度测量结果进行了标定,验证了OFDR测量工作状态下放大器内增益光纤温度的准确性。测量了输出功率为6 W的全光纤放大器内增益光纤纤芯的温度分布,测量结果与理论相吻合。这种测温方法为未来高功率光纤激光器的温度监测提供参考。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201013
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0113

摘要

高功率光纤激光器是目前激光器研究发展的一个热点。抽运耦合功率将直接决定光纤激光器的输出功率。分析了光纤激光抽运耦合技术的研究现状,从端面抽运耦合和侧面抽运耦合两大基本结构出发,详细阐述了各种光纤激光抽运耦合器的技术方案和特点,并进行综合比较,针对现存问题以及今后的研究方向提出了建议。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201008
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07039

摘要

采用掺钕双包层大模场保偏光子晶体光纤(PCF)作为增益介质,实现了1.06 μm连续激光运转。实验采用线型谐振腔,光纤一端研磨成0°角作为自由耦合输出端,并提供4%的反馈光用于维持谐振腔内的激光振荡。激光器阈值为2.4 W,斜效率为18.8%。当抽运功率达到30 W时,最大输出功率为4.94 W,光束质量因子为1.30,偏振串音为-7.9 dB,输出激光的中心波长为1062.7 nm。实验结果表明,掺钕双包层大模场PCF具有良好的单模传输特性和保偏性能,有利于激光器实现高功率高光束质量的激光输出。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201020
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0314

摘要

拉制了两种低损耗、单模、近红外宽带传输的空芯反谐振光纤,并用于高功率超短皮秒脉冲传输。利用无节点结构的空芯反谐振光纤实现了平均功率为74 W、单脉冲能量为185 μJ、峰值功率为10.8 MW的超短脉冲传输,且输出激光在频域和时域上均没有发生明显变化。

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201012
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摘要

静脉穿刺是医疗行业中最基本的、临床应用最广泛的护理技术操作之一,静脉注射也成为临床治疗、抢救病人的重要给药途径。但是,由于有些特殊人群的血管并不容易找到,比如儿童、胖人、老人、长期静脉注射的人、肤色较深的人等一次注射成功的情况甚少,因此会增加病人的痛苦和加大护士的心理压力,并容易产生医疗纠纷。

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    015231327

    摘要

    系统综述了高功率飞秒光纤激光系统的最新研究进展,主要包括单路飞秒光纤啁啾脉冲放大系统、空间分束相干合成、分割脉冲放大相干合成、非线性压缩以及相干光谱合成等几个方面的内容,分析了各种技术手段的特点,指出基于主动相位控制的光纤激光相干偏振合成技术有望成为高功率飞秒光纤激光系统的重要发展方向。

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    04401119

    摘要

    单光束飞秒激光诱导的玻璃内部纳米光栅结构自发现以来就受到了广泛的关注, 成为飞秒激光与物质相互作用研究领域的一大热点。经过十几年的发展, 这一研究方向在基础研究和应用探索方面均取得了很大的进步。主要综述了飞秒激光诱导玻璃内部自组织纳米光栅的研究现状, 围绕影响纳米光栅形成的关键参数、形成机理和应用探索等方面, 重点介绍了这一研究领域近五年来的进展, 并对当前研究中存在的问题进行了总结和对未来发展前景进行了展望。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(01):0102001
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    0417482

    摘要

    近年来, 微光学元件的制备与应用受到人们的广泛关注。微光学元件体积小、重量轻及制造成本低, 并且易于与微机电系统相集成, 能够实现普通光学元件难以实现的功能, 在光纤通信、信息处理、航空航天、生物医学、激光技术、光计算等领域, 突显出重要的应用价值。飞秒激光因其超短的脉冲宽度和超高的瞬时功率, 能够实现超高精度的微纳加工, 轻松突破衍射极限。飞秒激光加工技术对材料没有选择性, 加工过程也非常灵活, 可以进行任意复杂结构的加工, 丰富了微光学元件的制备种类。飞秒激光还能在现有结构或系统上进行集成加工, 极大扩展了微光学元件的应用。简要概述了微光学元件的优点及一些常用的制备方法, 同时对飞秒激光加工技术进行了简单概括, 对近年来飞秒激光制备各种微光学元件的实验和应用研究进行了综述, 最后对微光学元件未来的研究方向进行了预测和展望。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(01):0102004
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    1249284

    摘要

    飞秒激光具有超短脉宽和极高峰值强度, 已广泛应用于精细加工与微纳制造领域。目前, 激光直写技术用于柔性器件的制备受到极大的关注。综述了激光直写技术的四个研究方向:1)激光直写微透镜用于广角成像; 2)激光制备纳米金/还原氧化石墨烯微超级电容器; 3)聚酰亚胺基体上多层超级电容器的制备; 4)电容生物传感器的激光制备。同时介绍了本课题组开展的相关研究工作, 可为激光直写制备微纳结构器件的研究与应用及未来发展方向提供参考。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(01):0102002
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    0246294

    摘要

    激光微加工具有超快、超精密的特性, 在医疗器械加工中有着独特的优势, 尤其是针对具有良好生物相容性材料的微加工有着不可替代的作用。系统总结了激光微加工制备技术在生物医学领域的若干最新应用, 重点讨论了生物材料表面微加工、医学元件和血管支架微结构制备以及三维生物支架快速成型等技术, 并进一步指出现有激光微加工制备生物医用材料的局限和发展趋势。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(01):0102005
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    0232204

    摘要

    超短脉冲激光表面织构化具有工艺简单、加工速度快、精密微细等优点,是最具广泛应用前景的表面织构制备方法之一。利用超短脉冲激光技术可以在材料表面诱导出多种微纳结构以达到控制其摩擦性能的目的。介绍了利用超短脉冲激光表面织构化技术调控材料摩擦性能的研究进展,同时探讨了其在诸多领域的潜在应用。

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    090443

    摘要

    零差相干激光通信系统具有高速率及远距离传输的特性,在星间高速激光通信骨干网中占有重要地位。分析了光学锁相环的工作原理并建立了相应的数学模型,得到了光学锁相环的开环及闭环传递函数,推导了误差传递函数,分析了环路带宽的影响因素。分析了锁相环路中的相位噪声误差,建立了误差因素、探测灵敏度以及环路带宽之间的关系。分析得到锁相环的优化带宽为1.5 MHz,测试了接收机的误码率。当通信速率为5 Gbit/s、调制方式为二进制相移键控时,得到接收机的接收灵敏度为-41.4 dBm,误码率为10-7。

    PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0206004
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    080154

    摘要

    As an extension of the Mie lidar technique to measure the extinction coefficient of the surface particles, a horizontally pointing Mie lidar is used for determining the optical properties of Asian dust, which is an approach without knowing the actual lidar ratio. A long lasting dust event is observed based on this approach in May 2014. The “no dust,” “pure dust,” and “polluted dust” stage is observed during this event, and their optical and hygroscopic properties are discussed. Some new optical and hygroscopic features are observed, which benefit from the quantitative, multi-wavelength, and continuous measurement of the extinction related optical properties of dust particles.

      PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(02):020102
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      07266

      摘要

      We develop a regularization-based algorithm for reconstructing the Cn2 profile using the profile of Fried’s transverse coherent length (r0) of differential column image motion (DCIM) lidar. This algorithm consists of fitting the set of measured data to a spline function and a two-stage inversion method based on regularized least squares QR-factorization (LSQR) in combination with an adaptive selection method. The performance of this algorithm is analyzed by a simulated profile generated from the HV5/7 model and experimental DCIM lidar data. Both the simulation and experiment support the presented approach. It is shown that the algorithm can be applied to estimate a reliable Cn2 profile from DCIM lidar.

        PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(02):020101
        分享:
        05662

        摘要

        We propose theoretically and verify experimentally a method of combining a q-plate and a spiral phase plate to generate arbitrary vector vortex beams on a hybrid-order Poincaré sphere. We demonstrate that a vector vortex beam can be decomposed into a vector beam and a vortex, whereby the generation can be realized by sequentially using a q-plate and a spiral phase plate. The generated vector beam, vortex, and vector vortex beam are verified and show good agreement with the prediction. Another advantage that should be pointed out is that the spiral phase plate and q-plate are both fabricated on silica substrates, suggesting the potential possibility to integrate the two structures on a single plate. Based on a compact method of transmissive-type transformation, our scheme may have potential applications in future integrated optical devices.

        PDF全文Photonics Research | 2017,5(01):15-21
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        055121

        摘要

        研究了面向海洋应用的光纤法布里-珀罗高压传感器,通过建立有限元数值模型对传感器满量程腔长变化量进行分析。数值仿真显示,有限元模型的满量程腔长变化量处于固支模型和简支模型之间,且随着法布里-珀罗腔半径的减小和硅膜片厚度的增加而偏离固支模型。引入固支边界条件偏离度β对偏离程度进行量化分析。制作了三种不同规格的传感器进行压力实验研究。实验结果显示,实际测量得到的传感器芯片满量程腔长变化量与有限元数值计算的结果基本吻合,使用该有限元模型设计传感器芯片可将满量程腔长变化量误差降低到13.4%以下。传感器最大量程达到105 MPa,满量程测量精度均优于0.100%。

        PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0206001
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        05492

        摘要

        This Review reviews semiconductor lasers with an emphasis on high-speed information technologies. Semiconductor lasers are classified based on their applications in optical communications. Different types of semiconductor lasers are discussed in terms of principle, history, advantages, and limitations.

          PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(01):010002
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          05123

          摘要

          实验采用共振增强式非线性折射率调制技术实现了半导体可饱和吸收镜锁模全保偏掺镱光纤激光器重复频率的精确锁定。在掺镱光纤激光器的腔内加入一个980/1064 nm的波分复用器(WDM)和一段掺铒增益光纤,通过反馈控制加载在该掺铒光纤上的976 nm抽运光LD2功率调控掺铒光纤的非线性折射率,进而对激光器的光学腔长实施控制,最终实现重复频率的精确锁定。优化了不同掺铒光纤长度及抽运光初始功率对激光器重复频率控制范围和锁定精度的影响。结果表明:当掺铒光纤长度为1.75 m时,通过调整抽运光功率能够实现180 Hz的重复频率调整范围;而重复频率的锁定精度仅与抽运光的初始功率密切相关,并不受掺铒光纤长度的明显影响。当LD2抽运光强度为18 mW时,重复频率峰-峰值的波动范围小于0.5 mHz,相应的标准偏差为0.16 mHz,输出功率的标准偏差为0.009 mW。此外,通过反馈控制抽运源LD1的强度,并取掉了腔内的掺铒增益光纤及与其相连的WDM,发现由于共振增强非线性和克尔非线性对光纤折射率的叠加,在稳定的单脉冲锁模区间内,重复频率单调变化的范围增加至1 kHz,而锁定精度略有降低。

          PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0206003
          分享:
          034151

          摘要

          We report the recent progress of our pulsed optically pumped (POP) vapor cell rubidium clock with dispersive detection. A new compact physics package is made. A rubidium cell with a high precision buffer gases mixing ratio is obtained, and the temperature controlling system is renovated to reduce fractional frequency sensitivity to temperature variation. The resolution of the servo control voltage is also optimized. With these improvements, a clock frequency stability of 3.53×10?13 at 1 s is obtained, and a fractional frequency stability of 4.91×10?15 is achieved at an average time of τ=2000 s.

            PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(04):040201
            分享:
            03439

            摘要

            Ti6Al4V合金在毫秒激光打孔过程中,沿孔壁会形成严重影响成品性能的重铸层。考虑熔体受到的热学和力学等方面的影响,基于修改的流体力学方程和改进的水平集法,建立了激光打孔的固/液/气三相二维数值计算模型,在单脉冲能量为3 J的条件下,对不同脉宽参数的激光打孔进行数值研究。运用后处理技术提取了打孔过程中重铸层的温度场、流场和厚度分布情况。结果表明,蒸发和喷溅是熔体排除的主要方式,重铸层是在热-力耦合作用下形成的。重铸层的厚度随激光脉宽的增大而增加,并呈现从孔口到孔底逐渐变薄的特征。

            PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0214001
            分享:
            02844

            摘要

            家庭日常工具的部件功用性主动认知是家庭服务机器人智能提升的重要方面。为满足服务机器人实时自主作业的需要,提出了一种基于结构随机森林(SRF)的工具部件功用性快速检测算法。在离线训练阶段,利用SRF训练功用性边缘检测器与功用性检测器,并通过评估功用性检测结果的Fβ值确定工具各部件功用性对应的先粗糙后逐步精细化(coarse-to-fine)阈值。在线检测阶段,首先使用功用性边缘检测器计算功用性区域边缘的初步概率图,继而加以coarse-to-fine阈值滤波得到包含工具部件功用性的外接矩形区域,最后对该区域使用功用性检测器进行检测。实验结果表明,在普通非图形处理器系统下,相较于现有的全局搜索检测方法,本文方法对各功用性部件的检测效率均明显提升,且召回率和精度都有提高。

            PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0215001
            分享:
            02731

            摘要

            分析了基于非均匀采样功率谱反演大气湍流相位屏的算法, 该算法可进行并行处理, 并引入图形处理单元(GPU), 在不影响模拟精度的前提下有效提高了相位屏的模拟速度。利用Kolmogorov功率谱, 基于GPU技术生成大气湍流相位屏; 对相位屏的模拟精度、模拟速度和误差进行统计分析, 并与理论值进行比较。结果表明利用GPU技术模拟的大气湍流相位屏与理论值非常吻合, 具有很高的模拟速度和精度, 大幅提高了大气湍流相位屏的生成速度。

            分享:
            02683

            摘要

            报道了一种共轭主链结构三苯胺PPV聚合物发光二极管,器件结构ITO/ploymer/Alq3/Mg:Ag/Ag。在20V驱动电压下,最大亮度达到了1000cd/m2

            PDF全文中国激光 | 2003,30(s1):49-50
            分享:
            025799

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            摘要

            通过单个自由曲面反射器的反射, 令光源发出的能量重新分布, 在特定照明面上实现所需照明, 从而简化了投影设备中的照明系统, 使设备的进一步小型化成为可能。根据给出的光源辐射特性和所需实现的照明面上的能量分布, 可得到一组偏微分方程, 数值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用发光面积1 mm×1 mm朗伯体发光的LED, 视角为120°, 照明面为4∶3的均匀矩形光斑。设计了两种自由曲面反射器, 并用软件对得到的曲面进行了照明模拟, 模拟得到的照明均匀性接近90%。两种反射器在光轴方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光轴方向上投影长度均小于22 mm, 照明系统总长均小于40 mm, 结构紧凑, 适用于小型LED投影设备。

            PDF全文光学学报 | 2007,27(03):540-544
            分享:
            034716758

            摘要

            光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。

            PDF全文中国激光 | 2006,33(01):57-66
            分享:
            1231929461

            摘要

            高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500 km,地面像元分辨力达到 0.5 m的情况下,用CODE V软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。

            PDF全文光学 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
            分享:
            0855318

            摘要

            将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

            PDF全文光学学报 | 2000,20(06):792-796
            分享:
            0022305

            摘要

            综述了用于下一代移动通信的光纤毫米波副载波通信技术(ROF)的研究进展。介绍了系统的基本构想和涉及的关键技术。着重介绍几种毫米波副载波光发射器以及有关光学技术的新进展,包括外调制器方法、射频上转换法、光学外差法、毫米波调制光脉冲发生器等;简要介绍了ROF接收技术、系统技术和有关应用的研究动向。

            PDF全文中国激光 | 2006,33(04):481-488
            分享:
            019620639

            摘要

            以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源, 具有其他传统光源无法比拟的诸多优点, 被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势, 利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计, 以高端半导体照明光源的制造为突破点, 带动整个半导体照明产业的快速进步, 已成为半导体照明技术发展的战略选择。回顾了非成像光学的历史、研究进展以及在半导体照明中的应用, 并通过设计实例, 介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

            PDF全文中国激光 | 2008,35(07):963-971
            分享:
            035216993

            摘要

            飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。

            PDF全文中国激光 | 2007,34(05):595-622
            分享:
            0147617632

            摘要

            采用两个中心波长约976 nm准直输出的高功率半导体激光模块为抽运源,通过空间滤波和非球面透镜耦合技术,双端抽运长度为21 m的大模场面积国产掺镱双包层光纤,获得了714.5 W的高功率连续激光输出。采用反向抽运,当入纤抽运功率为760 W时,激光输出功率达到501 W;采用双端抽运,当入纤抽运功率为1137 W时,获得了714.5 W的高功率连续输出,光光转换效率为62.8%,斜率效率为67%。

            PDF全文光学学报 | 2006,26(07):1119-1120
            分享:
            023825550

            摘要

            综述了近年来棒状、盘片、光纤和热容等高平均功率全固态激光器的进展和国内近期的工作。围绕限制激光器输出平均功率提高和激光光束质量下降的热效应问题, 比较了各类激光器的优缺点。总结了减小或补偿无用热不利影响的现有技术手段, 指出减小激光器热效应可能的技术途径。

            PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1605-1618
            分享:
            0132321117

            摘要

            提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序进行位相展开的新方法。该法用于傅里叶变换轮廓术中,可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度,适合复杂物体面形的测量。给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。

            PDF全文光学学报 | 1998,18(09):1228-1233
            分享:
            083025608

            摘要

            讨论了由无窗硅光电二极管构成的反射式陷阱探测器的设计方案和工作原理,通过实验测试证明它具有良好的线性、空间响应均匀性、偏振非敏感性和稳定性。在可见波段的7个激光波长上(488nm~786nm),通过低温辐射计标定了陷阱探测器的绝对光谱响应率,不确定度小于0.035%,比现有的标准辐射源的精度提高了约2个量级,证明其可以作为高精度的绝对光谱响应率标准探测器。

            PDF全文光学学报 | 2001,21(06):749-752
            分享:
            06617224

            摘要

            研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性, 指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例, 从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路, 同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。 最后通过在多层膜中引入掺杂(中间一层被另一种介质所代替), 得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系, 由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。

            PDF全文光学学报 | 2000,20(06):728-734
            分享:
            0024420

            摘要

            可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。

            PDF全文光学学报 | 2006,26(01):67-70
            分享:
            011516974

            摘要

            激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术.检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足.基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓,该算法除了可以检测光斑中心外,还可以检测光斑半径,达到亚像素级的定位精度,具有很快的计算速度,可适用于实时的光学测量.

            PDF全文红外与激光工程 | 2002,31(03):275-279
            分享:
            01169154

            摘要

            随机并行梯度下降算法能不依赖波前传感器直接对系统性能进行优化。以32单元变形镜为校正器,采用随机并行梯度下降算法建立了自适应光学系统仿真模型。通过分析该系统对静态波前畸变的校正能力,验证了随机并行梯度下降算法的收敛性;讨论了算法增益系数、随机扰动幅度与收敛速度的关系,并指出通过算法增益系数的自适应调整可以改进算法的收敛速度。

            PDF全文光学学报 | 2007,27(08):1355-1360
            分享:
            0736301

            摘要

            调制传递函数(MTF)是描述光学成像系统信息传递频率特性的一个关键指标。在成像系统满足线性和空间不变性的条件下,对于含有点、狭缝和边缘等不同特征的图像,可以使用相应的方法计算得到成像系统的MTF。采用了倾斜刃边法来计算得到成像系统的MTF,分析了成像器件和算法步骤对计算结果产生的影响,进行了相应的校正,提高了计算结果的准确性。运用MTF补偿(MTFC)技术,分别使用了镜头MTF的设计值、测量值和计算值对实际拍摄得到的图像进行了复原。通过对以上3种复原图进行对比,实验结果证明了MTF计算值的可靠性和用于降质图像复原时的有效性。

            PDF全文光学学报 | 2010,30(10):2891-2897
            分享:
            01535355

            摘要

            光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价.随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标.如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程.就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差.

            PDF全文光学 精密工程 | 2005,13(02):105-116
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            006692

            摘要

            随着地面影像分辨力愈来愈高的要求,航天光学遥感器实时精确补偿摄影时地物产生的像移,已成为必需解决的关键技术之一。论述了航天光学遥感器在对星下点摄影时,通过建立从地面景物到像面的七个坐标系,进行14次线性变换,获得了具有15个参量的像面位置方程、像面速度方程,推导出像面上像移速度矢的计算公式,对影响像移速度矢的11个参量进行误差分配,以及应用蒙特卡罗法(统计试验法)进行误差综合。该理论方法已得到了实际应用,从获得的遥感图像达到的分辨力、奈奎斯特(Nyquist)频率处的传递函数、信噪比和平均灰度层次均充分证明了该研究结果的正确性。

            PDF全文光学学报 | 2004,24(12):1585-1589
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            0615247

            摘要

            基于正交的两组平行直线形成的消隐点的几何特性,提出了一种摄像机内外参数的自标定方法。该方法利用连接光心与消隐点向量的正交性质,建立关于相机内参数的约束方程,并给出了约束方程的线性解法;针对现有自标定方法未能标定畸变系数的现状,提出了一种考虑畸变的非线性最优化算法,该算法以线性求解得到的内参数为初值,利用非线性单纯型法寻优标定畸变;建立消隐点坐标系,给出了摄像机外参数的求解算法。所给出的自标定方法不需要知道空间点的精确坐标,具有易于实现、精度高和稳健性好的优点。

            PDF全文光学学报 | 2010,30(02):465-472
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            0765783

            摘要

            提出了能量型应用的强激光光束质量的一种评价标准。光束质量的评价标准与实际的应用类型有关。影响实际强激光远场光束质量的因素十分复杂。将其主要因素分为系统内相位像差类、非相位像差类和大气传输影响等三类独立的因素,并探讨了在同一评价标准下,对它们进行解析表达的方法。

            PDF全文中国激光 | 1997,24(04):327-332
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            024320498

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            摘要

            报道了一种基于电光腔倒空技术的全固态Nd:YVO4单纵模脉冲激光器。通过精确控制RTP普克尔盒的温度,降低了由于普克尔盒中2块RTP晶体对泵浦、振荡激光能量的不均匀吸收导致的热退偏,提高了普克尔盒的偏振消光比。通过优化普克尔盒开关驱动源的下降沿时间,解决了下降沿时间过长导致的脉宽展宽及输出功率降低等问题。在泵浦占空比为50%、泵浦峰值功率为16.9 W、重复频率为200 Hz条件下,实验获得了脉宽为2.85 ns

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050106
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            摘要

            目前,国际上多家单位对高功率光纤激光开展理论和实验研究,在理论研究方面,各家基本采用自行编写的程序代码的进行数值模拟,一般难以为工业激光用户提供直接参考。为了开发一款全国产、界面友好、使用简单、能够指导科研和产业设计的光纤激光仿真软件,从2014年1月开始了光纤激光仿真软件开发研究。在光纤激光理论研究的基础上,初步开发了能够对高功率掺镱光纤激光器进行仿真的软件See Fiber laser和能够对

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050602
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            摘要

            乙烯气体是石油化工产业中的基本化工原料,具有爆炸性,也常被作为煤层自燃的标识性气体。为实现对低浓度乙烯气体的检测,搭建了基于近红外可调谐二极管激光器的低成本光声光谱测量系统,通过对C2H4位于近红外波段吸收谱线的分析,选择了C2H4位于1620.44 nm处的跃迁作为传感谱线,并结合波长调制吸收技术,使用光声池的共振频率作为激光器的调制频率,利用传感谱线的二次谐波信号实现了对C2H4气体浓度的反演。

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):051101
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            摘要

            突触可塑性为神经网络的学习机制提供了基础。本文基于单个半导体光放大器(semiconductor optical amplifiers,SOA)的非线性偏振旋转(nonlinear polarization rotation,NPR)和交叉增益调制(cross-gain modulation,XGM)效应实现了反脉冲时间依赖可塑性(anti-spike-timing-dependent plasticity,anti-STDP)学习机制。通过调整SOA驱动电流,可以实现长时程增强窗口(long-term potentiation,LTP)和长

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050802
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            摘要

            对D2为燃料、NF3为氧化剂的纯化学燃烧驱动HBr化学激光进行了实验研究。泵浦反应为H + Br2 -> HBr(v≤6,J) + Br,通过反应F+H2->HF+H提供H原子,F原子则由D2/NF3混合气体燃烧热解生成。激光提取所需的低温低压和快速流动条件由超音速流动系统完成。以全反反射镜和部分反射(98%)输出镜组成的稳定腔进行了能量提取,获得了P2(4)、P2(5)、P3(5)和P3(6)的稳定激光输出,最大激光输出功率为14.3W。

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050105
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            摘要

            平衡探测器的两路输入通路在增益和时延上的不一致会对基于平衡探测的光模数转换(PADC)系统的性能产生影响。本文针对基于平衡探测的光模数转换系统构建了数学模型,理论给出了系统有效比特位(ENOB)与平衡探测器两输入通路的增益和时延不一致的关系,并且仿真分析了增益和时延不一致对系统ENOB的影响,同时进行了相应的实验验证。结果表明:在相同调制深度下,系统的ENOB随着平衡探测器两输入通路的相对增益

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050601
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            摘要

            针对现有燃烧驱动DF化学激光器测控系统体积庞大、接线复杂等诸多不足,在分析化学激光器测控系统基本功能需求和运行特点的基础上,以PIC单片机为硬件核心,研制出一套采用电池组供电、测控指令与数据可无线射频或485总线传输、可由PC终端和安卓手持终端两种上位机控制的嵌入式智能测控系统,该系统具有采集流场参数数据、控制气体燃料供给时序、闭环调控燃料流量等功能。功能板测试实验结果表明:系统可完全嵌

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050103
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            摘要

            为了提高全息光栅曝光系统的曝光对比度,抑制外部环境引起的曝光干涉条纹漂移,提出了一种移栅型干涉条纹锁定方法。采用分束光栅实现光源激光的分光及干涉条纹的相位调整。通过莫尔条纹间接测量干涉条纹相位变化,给出了双光电探测器的最佳探测位置。结合分光及相位调整功能,给出了分束光栅参数的设计方法。针对光栅曝光特点设计了控制器。从理论上对比了分束光栅与压电反射镜的相位调整性能。实验结果表明,

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050901
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            摘要

            摘要 本文采用IPG YLS-6000光纤激光同轴保护焊接奥氏体不锈钢,利用WinLWM激光焊接监测系统同步采集焊接过程中的光信号(红外光信号T、紫外及可见光信号P),并结合羽辉的形貌,研究不同焊接条件(功率、离焦量、搭接间隙、焊缝位置)对焊缝成形及光信号强度的影响规律。研究结果表明:随着激光功率的增加光信号逐渐增大,当离焦量从?6 mm增加到6 mm时光信号先减小后增大,并且光信号可反映焊缝熔深变化;光信

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050203
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            摘要

            本文基于拉锥-熔合法,研制了一种高功率全光纤(2+1)×1侧面泵浦合束器。利用仿真软件建立理论模型,对合束器耦合效率进行了计算,并成功制备出这种侧面泵浦合束器。经测试,该合束器在泵浦功率为600W时,两泵浦臂耦合效率分别为98.2%和96.3%,信号光插入损耗约为0.11dB左右。利用该合束器, 搭建了千瓦级光纤激光放大器,双向泵浦光功率达到1.8 kW时, 在1080nm处获得的激光输出为1.426 kW。

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050102
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            摘要

            为了研究光纤激光焊接奥氏体不锈钢过程中侧吹气体对焊缝组织和性能的影响,建立了奥氏体不锈钢光纤激光焊接的侧吹气体和金属蒸汽流体模型,分析了侧吹气体种类和流量对金属蒸汽的温度场和速度矢量场的影响,实现了通过侧吹气体增加焊缝金属中氮元素含量的方法。试验结果表明,该方法在不影响焊缝成形的前提下,有效提高了上层焊缝金属中氮元素的含量,抑制了焊缝金属中铁素体的比例,增强了奥氏体不锈钢激光焊

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050205
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            摘要

            报道了基于主振荡功率放大(MOPA)结构的高峰值功率574 kHz重复频率皮秒脉冲光纤激光系统。系统种子源采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模光纤激光器,重复频率29.87 MHz。采用预放并结合声光调制器(AOM)进行选单降频至574 kHz。主放大级采用棒状光子晶体光纤(PCF),基于其大模场、高增益的特点直接放大30 ps脉冲,并有效抑制了自相位调制效应引起的光谱展宽,研究得出主放级5 dB光谱线宽与光脉冲峰

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050104
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            摘要

            为解决旋转卫星激光测距数据频谱分析运算量大,耗时长的问题,提出一种基于快速Lomb-Scargle算法的回波数据处理方法。首先用经验模式分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)方法来自适应的去除O-C(Observed-minus-Calculated)残差中代表卫星轨道运动的低频趋势项;然后采用快速Lomb-Scargle算法对预处理后的数据进行频谱分析,得到相对应的周期图,进而分析卫星的自转速率。采用该方法处理了奥地利Graz站千

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050401
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            摘要

            在北京大学200TW激光系统上,测量经可编程声光色散滤波器不同程度光谱调制后放大器输出脉冲的频域分布,并设计一个与脉冲中心波长、光谱宽度等参数相关的光谱调制函数拟合实验测得光谱数据。该函数形式简单,适用于不同的激光系统。对实验系统中种子脉冲光谱调制后经放大器输出的光谱结果进行了数值模拟,对比研究普通种子脉冲和光谱调制脉冲经放大器增益后时域空间内的物理性质;讨论了光谱调制对系统最终输

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050101
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            摘要

            本文采用直流磁控溅射法,在FTO薄膜表面复合金属Ti层制备Ti/FTO复合薄膜,再利用532 nm波长的纳秒脉冲激光对其表面进行辐照处理,研究了激光能量密度对薄膜的表面形貌、晶体结构、光学性能和电学性能的影响。结果表明:采用适当能量密度的激光对薄膜进行激光辐照处理,一方面可对薄膜表面起到退火作用,促进薄膜晶粒生长、消除部分晶体缺陷,另一方面还可促使Ti层氧化成TiO2层,最终使薄膜的综合光电性能得到

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050204
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            摘要

            多层电介质反射式衍射光栅作为光谱合成系统的核心元件,在高功率激光辐照下的表面形变将导致其衍射特性改变,进而影响系统合成效率和光束质量。本文搭建泰曼-格林干涉仪探测在高功率激光辐照下光栅表面的干涉条纹图像,图像处理及zernike多项式拟合得到光栅表面形貌。采用高功率光纤激光辐照加热光栅,测量另一光束经过光栅的衍射效率和光束质量演变。结果表明,在高功率激光辐照下光栅表面产生明显形变,最大

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050403
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            摘要

            根据激光熔覆工艺特性针对曲面零件提出了一种路径规划的方法,从而提高曲面零件加工效率,改善熔覆质量。激光熔覆有效加工离焦量范围由熔覆光粉作用模型及同轴送粉实验决定,采用三维扫描仪获取熔覆曲面点云数据并应用点云切片法得到熔覆路径上的点集, 利用等弓高稀疏轨迹点集,对熔覆表面拟合NURBS曲面分析其微分几何特性以确定加工点的法矢量并按该方向偏置一定距离得到枪头运动轨迹点,利用机器人柔性加工

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050201
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            摘要

            以不锈钢薄板非熔透CO2激光搭接焊和光纤激光搭接焊获得的实际焊缝形状为参照,采用表面高斯+柱状体热源复合模型,针对CO2和光纤激光焊两种方法,分别确定热源比例系数(柱状热源占总热源之比)为0.85和0.70。其余四个热源描述参数,包括高斯热源半径和深度,柱状热源半径和深度进行正确设定,就可以获得各种焊接功率和焊接速度情况下,不同厚度的搭接接头焊缝形状表征参量(缝宽、熔宽和熔深)的变化规律。模

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050202
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            摘要

            为满足红外双光栅光谱仪波长重复性±0.05nm的指标要求,设计了光谱仪的波长扫描机构,分析了影响波长重复性的误差源。根据光谱仪结构特点和指标要求,设计了基于丝杠和摆杆的正弦机构作为波长扫描机构,依据凹面光栅扫描原理,推导了光机参数转换公式,分析了各误差源对波长扫描机构的影响。分析结果表明,在丝杠重复定位精度为±2.4μm时,光谱仪在760m-2200nm波段范围内的重复性应优于±0.05nm。在设计的原理样

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):051102
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            摘要

            提出了一种基于自聚焦透镜耦合单模光纤测量调频小宽带脉冲时间波形的技术方案。理论分析和实验结果表明:自聚焦耦合光纤取样方式的光谱耦合效率随透镜与光束夹角增大而减小但彼此不分离,取样过程不会引入附加的FM-to-AM效应,耦合效率下降一半时允许的光束角漂量为1mrad。该技术方案除具有便于集成低成本、抗光束扰动能力和电磁干扰能力强等优点外,还通过自聚焦透镜扩大了取样面积,有效提高了取样能量并抑制

            PDF全文 中国激光 | 2017,44(05):050402
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