Author Affiliations
Abstract
1 Information Materials and Intelligent Sensing Laboratory of Anhui Province, Key Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Manipulation of Ministry of Education, School of Physics and Opto-electronics Engineering, Anhui University, Hefei 230601, China
2 School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering, Laboratory of Optical Fibers and Micro-nano Photonics, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
3 School of Opto-electronic Engineering, Zaozhuang University, Zaozhuang 277160, China
Random lasers are a type of lasers that lack typical resonator structures, offering benefits such as easy integration, low cost, and low spatial coherence. These features make them popular for speckle-free imaging and random number generation. However, due to their high threshold and phase instability, the production of picosecond random lasers has still been a challenge. In this work, we have developed three dyes incorporating polymer optical fibers doped with various scattering nanoparticles to produce short-pulsed random fiber lasers. Notably, stable picosecond random laser emission lasting 600 ps is observed at a low pump energy of 50 µJ, indicating the gain-switching mechanism. Population inversion and gain undergo an abrupt surge as the intensity of the continuously pumped light nears the threshold level. When the intensity of the continuously pumped light reaches a specific value, the number of inversion populations in the “scattering cavity” surpasses the threshold rapidly. Simulation results based on a model that considers power-dependent gain saturation confirmed the above phenomenon. This research helps expand the understanding of the dynamics behind random medium-stimulated emission in random lasers and opens up possibilities for mode locking in these systems.
random laser polymer optical fiber gain-switched laser picosecond pulse 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040603
作者单位
摘要
1 安徽工程大学 电气工程学院,芜湖 241000
2 安徽工程大学 数理与金融学院,芜湖 241000
3 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室,合肥 230601
为了解决相位生成载波解调方案应用于激光测振技术时,系统中存在的非线性失真问题,提出一种改进相位生成载波解调算法。该算法采用低频、大幅值的相位调制和迭代重加权椭圆特殊拟合对两路含有非线性误差的正交信号进行校正以抑制非线性失真。其中,低频相位调制由三角波信号驱动压电换能器生成,确保小信号情况下椭圆拟合结果的准确性。迭代重加权椭圆特殊拟合可以减小离群数据的影响并避免拟合结果退化为双曲线,具有精度高、鲁棒性好和计算效率高的优点。实验结果表明改进相位生成载波解调算法可以有效抑制激光测振实验系统的非线性失真,在不同相位调制深度(0.8~3.4 rad)下解调信号的信纳比和总谐波失真稳定,对应的标准差分别为0.55 dB和0.03%。系统的响应线性度优于99.99%,动态范围可达103.9 dB @ 500 Hz,总谐波失真为1%且工作频宽为20~8 000 Hz。与传统相位生成载波解调方案相比,该算法不仅显著抑制了非线性失真,还克服了椭圆拟合算法在小信号下无法工作的缺点。
激光测振技术 相位生成载波解调算法 低频调制 迭代重加权椭圆特殊拟合 非线性失真 Laser vibration measurement technology Phase generated carrier demodulation algorithm Low frequency modulation Iteratively reweighted ellipse specific fitting Nonlinear distortions 
光子学报
2024, 53(1): 0114005
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Opto-electronic Information Acquisition and Manipulation, Ministry of Education, Anhui University, Hefei 230601, China
2 Information Materials and Intelligent Sensing Laboratory of Anhui Province, Anhui University, Hefei 230601, China
An imperfect propagation environment or optical system would introduce wavefront aberrations to vortex beams. The phase aberrations and orbital angular momentum in a vortex beam are proved to be mutually restrictive in parameter measurement. Aberrations make traditional topological charge (TC) probing methods ineffective while the phase singularity makes phase retrieval difficult due to the aliasing between the wrapped phase jump and the vortex phase jump. An interactive probing method is proposed to make measurements of the aberrated phase and orbital angular momentum in a vortex beam assist rather than hinder each other. The phase unwrapping is liberated from the phase singularity by an annular shearing interference technique while the TC value is determined by a Moiré technique immune to aberrations. Simulation and experimental results proving the method effective are presented. It is of great significance to judge the characteristics of vortex beams passing through non-ideal environments and optical systems.
Photonics Research
2024, 12(1): 172
作者单位
摘要
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院信息材料与智能感知安徽省实验室,安徽 合肥 230601
2 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室,安徽 合肥 230601
解析大气中HONO和N2O4的光化学循环及其来源,需要对其质量分数进行准确测量,而质量分数测量的前提是吸收线参数的准确度量。采用7.8 μm室温连续量子级联激光器和长光程多次反射吸收池对实验产生的HONO和N2O4气体进行了同时测量,确定了两种气体的吸收线频率。根据已知的1280.4 cm-1trans-HONO的吸收线强,计算得到trans-HONO的质量分数为(0.72±0.04)×10-6,相应的系统最低检测限为(11.15±0.50)×10-9。利用中红外量子级联光谱技术同时对HONO和N2O4进行分析研究,所得到的谱线参数也为HONO和N2O4质量分数的实时监测、化学反应过程的分析等提供了重要的依据。
光谱学 亚硝酸 中红外 量子级联激光器 N2O4 
光学学报
2023, 43(11): 1130001
刘仁虎 1,2吴金灵 1,2曹加全 1,2吴升阳 1,2[ ... ]张磊 1,2
作者单位
摘要
1 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室,安徽 合肥 230601
2 安徽大学 光电信息获取与控制教育部重点实验室,安徽 合肥 230601
为缓解基于可变形镜(DM)的自适应自由曲面干涉仪存在的固有矛盾——不能同时兼顾大动态像差补偿与DM形变监测范围,前期提出了循环利用DM形变量去产生大畸变波前的自适应环形补偿器(ARCC),并得到了初步验证。为了推广其在自由曲面自适应检测中的应用,并结合校正光学系统的自由曲面多为低阶像差面的现实问题,对ARCC的低阶像差补偿特性做出了必要验证和研究。首先,通过Zemax建模对比了ARCC和传统单次往返补偿器(TSRC)对于像散、彗差和球差的补偿能力,得出ARCC补偿像散和彗差的能力近似为TSRC的2倍,补偿球差的能力也要显著大于TSRC,验证了ARCC的低阶像差补偿优势;其次,研究了ARCC的低阶像差类型补偿规律,得出ARCC结构中DM上的像差类型与补偿给被测面的像差类型是“一对多”或“多对一”的关系。结果证明:在实际中分别使用ARCC和TSRC对4块低阶像差自由曲面进行补偿验证,同样的DM形变量下,与传统补偿结构相比ARCC展现出更加出色的低阶像差补偿能力。
测量 像差补偿 自适应循环补偿结构 自适应干涉仪 measurement aberration compensation adaptive cyclic compensation structure adaptive interferometer 
红外与激光工程
2022, 51(9): 20220157
作者单位
摘要
1安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室,安徽 合肥 230601
变焦物镜是偏振成像系统的重要组成部分,目前因变焦物镜使用较多非球面而导致价格较为昂贵。为了降低偏振成像系统变焦物镜的加工成本,设计了一款用于偏振成像系统的20 mm~200 mm变焦物镜。采用正组补偿,利用Zemax优化变焦系统,最终系统仅使用7片球面透镜,并达到良好像质,系统调制传递函数(MTF)在120 lp/mm处大于0.3,畸变小于4%,系统凸轮曲线平滑无断点。系统公差分析结果表明,公差范围设置为:镜片表面光圈公差为2,镜片或空气中心厚度公差为±0.02 mm,透镜表面中心倾斜公差为±0.025°,透镜装调公差为±0.025 mm,透镜折射率偏差为0.002,公差设置符合元件加工和系统装调工艺,对降低偏振成像系统成本具有一定的参考价值。
应用光学
2022, 43(5): 846
张刚 1,2吴许强 1,2汪辉 3葛强 4[ ... ]俞本立 1,2,*
作者单位
摘要
1 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230601
2 安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室, 安徽 合肥 230601
3 安徽至博光电技术有限公司, 安徽 合肥 230088
4 安徽工程大学数理学院, 安徽 芜湖 241000
5 淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室, 安徽 淮南 232001
6 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024
声传感器和光声池是激光光声光谱技术的核心组件。结合光纤迈克耳孙干涉仪、相位载波解调技术和纵向共振光声池,提出一种共光声池腔的芯轴型空气衬底光纤麦克风。光纤麦克风中的铜毛细管被用作光声池的共振腔,传感臂由10 m长的超细光纤缠绕在铜毛细管上构成,参考臂为5 cm长的短臂且已进行隔声隔振处理。基于结构共振频率稳定的特点,优化光纤麦克风的共振频率,使其略低于光声池的一阶纵向共振频率,以实现准双共振。实验结果表明,麦克风在共振频率为1443 Hz处的最小可检测声压为0.69 μPa/Hz 1/2。在1 kHz处,声压电压响应线性度为99.98%(5 mPa~3 Pa),动态范围为112.52 dB。该光纤麦克风适用于高温、易爆和高电磁干扰等特殊环境下痕量气体的高精度检测。
光纤光学 麦克风 光声光谱 纵向共振光声池 光纤迈克耳孙干涉仪 相位载波解调 
光学学报
2021, 41(2): 0206001
方莎莎 1吴许强 1,2,*张刚 1时金辉 1[ ... ]俞本立 1,2
作者单位
摘要
1 安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室, 安徽 合肥 230601
2 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230601
提出一种基于光纤Sagnac干涉仪(FSI)和偏振模干涉仪(PMI)级联结构的高灵敏光纤温度和应变传感器。FSI作为参考干涉仪,是将对温度、应变、弯曲及扭转不敏感的椭圆芯保偏光纤(ECPMF)引入到Sagnac环内制得的。PMI作为传感干涉仪,是对光纤起偏器与末端端面镀金的熊猫型保偏光纤(PMF)的快轴/慢轴以45°角进行熔接制得的。参考干涉仪的自由光谱区(FSR)易被调整为接近传感干涉仪的FSR,从而产生光学游标效应,实现灵敏度放大。实验结果表明:所设计的级联传感器的温度灵敏度达15.56nm/℃,是单个PMI的11.12倍;应变灵敏度达154.04pm/με,是单个PMI的11.81倍。所设计的传感器具有灵敏度高、制作简单、稳定性好等优点,在航空航天、工业生产等领域中具有广阔的应用前景。
光纤光学 光纤传感器 熊猫型保偏光纤 椭圆芯保偏光纤 游标效应 温度和应变传感器 
中国激光
2021, 48(1): 0106004
作者单位
摘要
1 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室 光电信息获取与控制教育部重点实验室 物理与材料科学学院,安徽 合肥 230601
2 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室 光电信息获取与控制教育部重点实验室 物理与材料科学学院,安徽 合肥 230601;西南科技大学 环境友好能源材料国家重点实验室,四川 绵阳 621000
随机激光器由于其独特的结构和低相干性,在无散斑成像、传感、光治疗等领域中得到广泛应用。随机激光器的反馈机制是无序介质引入的光散射,高阈值和无方向性是其主要缺点。为解决这些问题,研究者们利用光纤的一维束缚获得低阈值并有一定方向性的光纤随机激光。近十年来,随机激光的发展经历了从非相干反馈到相干反馈、从完全无序到输出参数可控的过程。大量研究尝试用量子理论、混沌激光理论和数值分析等方法来解释随机激光的物理本质。回顾了随机激光和光纤随机激光的起源和发展历史,介绍了随机激光的分类和相关原理,总结了调控随机激光输出参数的方法并展示了随机激光的新近典型应用,分析了光纤随机激光的反馈类型和增益机制,并在最后展望了随机激光未来的发展趋势。
随机激光 光纤随机激光 多重散射 无序结构 局域化 random lasers random fiber lasers multiple scattering disorder structure localization 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201052
作者单位
摘要
安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230601
提出并制作了一种基于法布里珀罗腔的非膜片式全光纤结构音频传感器。通过对该音频传感器的音频信号响应特性进行测试,实验结果表明该传感器在噪声限制下,最小可检测声压可达38.9 μPa/Hz1/2, 且由于采用是全光纤结构因而具有良好的温度稳定性,相比于膜片式光纤音频传感器,其结构简单,容易制作,并且具有良好的线性声压响应等优点,表明该传感器在音频检测领域具有潜在的应用价值。
纤维与导波光学 音频传感器 法布里-珀罗腔 波长漂移 fiber and waveguide optics acoustic sensor Fabry-Perot cavity wavelength shift 
量子电子学报
2019, 36(2): 243

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!