1 武汉城市学院，武汉 430083
2 湖南科技大学 土木工程学院，湘潭 411201
由于矿山环境的复杂性、监测传感器的误差和磁场的干扰，实测爆破振动信号不可避免地包含大量高频噪声。为有效去除噪声成分，引入相关均方根误差获得了具有自适应能力的CEEMD算法，对矿山爆破振动信号进行精细化分解，得到频率由大到小排列的固有模态函数(IMF)，对各IMF进行MPE随机性检测，将MPE值大于0.6的IMF成分去除，以达到去噪目的。将自适应CEEMD-MPE算法应用于矿山爆破振动信号去噪处理，研究结果表明：该算法具有较好的保真度和去噪效果，有效地去除了信号所含高频噪声成分，同时对真实振动信息影响较小。对比分析表明自适应CEEMD-MPE算法优于EMD-MPE和EEMD-MPE算法，验证了该算法的有效性。
矿山爆破 振动信号 去噪处理 自适应CEEMD mine blasting vibration signal denoising process adaptive CEEMD
武汉科技大学，煤炭转化与新型碳材料湖北省重点实验室，武汉 430081
氮化铁具有硬度高、熔点高、热导性高、耐腐蚀、安全无污染、电子导电性优异以及类铂的电子结构等优势，且其原材料资源丰富、成本低廉，在储能与电催化等众多领域中有着极大的应用前景。本文综述了铁基氮化物在结构、制备、性能和应用方面的研究进展，重点关注其制备方法和在储能领域(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池)、电催化领域(如氢析出反应、氧析出反应、氧还原反应)中的应用，同时对铁基氮化物存在的主要问题进行了总结，对其未来的研究方向和应用前景进行了展望。
铁基氮化物 复合材料 制备 储能 电催化 应用 iron-based nitride composite synthesis energy storage electrocatalysis application
1 中国电子科技集团公司光电研究院, 天津
2 空军研究院系统工程所, 北京
阐述了一种基于半球环形全景成像的紫外光学系统, 从大视场的需求角度出发, 设计了半球环形的全景成像光学系统, 该系统可以实现对180°(H)×40°(V)空域实现成像覆盖的需求, 系统适用于紫外成像, 由于紫外波段系统材料较少, 为减小系统像差, 在第一片镜片采用了镀膜折返式方式进行设计, 该设计不但实现了扩大系统视场接收范围的能力, 还具备了镜片数量少的特点。所设计的系统体积小, 覆盖面积广, 成像质量高, 有效的实现了环形大视场范围紫外图像获取。
半球 环形全景 紫外图像 half sphere overall view ultraviolet image
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 激光与光电子研究所，天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 齐鲁工业大学(山东省科学院) 激光研究所，山东 济南 250014
4 南开大学 物理科学学院，天津 300071
报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO4自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题，合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合，实现了激光器的有效热管控，缓解了激光器的热效应，提高了泵浦上限，从而实现了激光器输出功率和光光效率的大幅提高。当泵浦源的调制频率为10 kHz、占空比为40%、平均泵浦功率为30 W、声光Q开关的调制频率为100 kHz时，获得了最大平均功率为8.57 W的1176 nm斯托克斯光输出，相应光光转换效率28.6%。相较于相同泵浦功率的连续泵浦机制下的实验结果，斯托克斯光平均输出功率提高了42%，光光效率提高了8.5%。实验结果表明：共振泵浦和调制泵浦技术相结合的方式可以有效缓解热效应，提高泵浦功率上限，从而提高自拉曼激光器的输出功率和光光效率。
自拉曼激光器 Nd:YVO4激光器 二极管调制泵浦 共振泵浦 self-Raman laser Nd:YVO4 laser diode-modulated pumped in-band pumping 红外与激光工程
2021, 50(12): 20200227
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所, 天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
介绍了一种基于复合腔结构的Nd∶YVO4-YVO4-Cr 4+∶YAG 被动调Q内腔拉曼自锁模激光器。利用复合腔结构中基频光谐振腔与拉曼光谐振腔相互独立的优势,通过实验验证了受激拉曼散射(SRS)自锁模效应的存在;同时通过合理地控制拉曼光谐振腔的腔长,优化了基频光与拉曼光的模式匹配,大幅提高了拉曼调Q锁模激光的输出功率及转换效率,在17.15 W 808 nm二极管(LD)泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.23 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,光-光转换效率为7.17%,相比于直腔结构提升50%以上。锁模脉冲宽度为125.8 ps,脉冲重复频率为942.9 MHz,调Q包络重复频率约为70 kHz,脉宽为4.25 ns。将拉曼腔前腔镜的曲率半径由100 mm增加至150 mm,对应的拉曼腔长由120 mm增加至180 mm,在相同泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.19 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,转换效率为6.94%,脉冲重复频率降低至675.6 MHz。这些结果说明了该复合腔结构具备在保证输出功率及转换效率的同时,对1176 nm锁模激光的重复频率进行主动调控的能力。
激光器 全固态激光器 拉曼激光器 被动调Q锁模激光器 复合腔结构 受激拉曼散射自锁模 中国激光
2021, 48(19): 1901003
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院先进光子技术研究所, 江苏 南京 210023
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
根据光子晶体光纤多孔等特性,提出一种涡旋光传输的环形中空光子晶体光纤设计方案。利用有限元法对环形光纤结构参数进行优化设计,并分析光纤中多阶涡旋光的传输特性。具体分析结果表明,当光纤中心孔直径取5.6 μm,第一层空气孔直径取2.67 μm,最外层空气孔的直径取2.87 μm,孔间距取3.09 μm,在1.3~2 μm波段内,同一矢量模式组对应的HE模和EH模之间的有效折射率差最小超过3.04×10 -3,最大达到了1.55×10 -2,并且能应用于光纤较小弯曲情形(弯曲半径可以低至18 mm)。该光子晶体光纤能实现涡旋光模式稳定传输,为今后进一步研究并应用涡旋光奠定了良好的基础。
中国激光
2021, 48(11): 1105001
Author Affiliations
Abstract
Advanced Photonic Technology Lab, College of Electronic and Optical Engineering & College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
We demonstrate a passively mode-locked all-fiber laser generating cylindrical vector beams (CVBs) only using a symmetric two-mode fiber optical coupler (TMF-OC) for both high-order mode excitation and splitting. Theoretical analyses show that for a symmetric TMF-OC with appropriate taper diameter, the second-order mode can be excited and coupled into output tap with high purity due to the effective index difference of different modes. Based on the fabricated TMF-OC, the passively mode-locked fiber laser delivers pulsed CVBs at a center wavelength of 1564.4 nm with 3 dB linewidth of 11.2 nm, pulse duration of 2.552 ps, and repetition rate of 3.96 MHz. The purity of both radially and azimuthally polarized beams is estimated to be over 91%. Due to simple fabrication method of the TMF-OC and high purity of the generated CVBs, this mode-locked CVB fiber laser with all-fiber configuration has potential applications in optical trapping, optical communications, material processing, etc.
Photonics Research
2019, 7(12): 12001479
1 天津理工大学电气电子工程学院, 天津 300384
2 天津梅曼激光技术有限公司, 天津 300111
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
报道了一种锁波长914 nm共振抽运的Nd∶YVO4/LBO腔内倍频的绿光激光器,利用锁波长914 nm的半导体激光器作为抽运源,极大地提高了抽运的均匀性和抽运效率,降低了激光器的热效应,从而获得了高光束质量的532 nm激光输出。当抽运功率为18 W,调制频率为130 kHz时,获得了最高输出功率为6.7 W的绿光,入射抽运光的光-光转换效率为37.2%,对应的吸收抽运光的光-光转换效率为60%。
激光器 锁波长 共振抽运 Nd∶YVO4晶体; 倍频 532 nm 中国激光
2019, 46(10): 1001004
Author Affiliations
Abstract
1 Advanced Photonic Technology Laboratory, College of Electronics and Optical Engineering & College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
2 Optical Communications Laboratory, Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China
3 Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University, Birmingham B4 7ET, UK
The spectral characteristics and sensitivities of a tapered two-mode fiber sandwiched between two single-mode fibers are systematically investigated. Theoretical calculations reveal that a dispersion turning point (DTP) appears when the group effective refractive index (RI) difference between the fundamental mode and the higher-order mode equals zero; as a result, ultrahigh RI sensitivities can be achieved. Furthermore, the location of the DTP is strongly dependent on the tapering condition. Then, we experimentally demonstrate high sensitivities of the RI sensor with the waist diameter of ～4 μm by means of immersing it in a flow cell filled with glycerol solution. In further tracking of the resonant wavelength shift around the DTP, it is found that the proposed RI sensor exhibits a sensitivity of 1.81 × 104 nm/RIU and a limit of detection down up to 3.29 × 10 5 RIU in a liquid glycerol solution.
060.2370 Fiber optics sensors 060.2400 Fiber properties Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 110604
南京邮电大学 电子与光学工程学院 先进光子实验室，南京 210023
鉴于对温度和折射率双参量同时监测的必要性，设计并实验研究了一种基于复合干涉仪结构的双参量传感器。通过级联单模光纤-空芯光纤-光子晶体光纤，同时形成了一个法布里-珀罗干涉仪和一个马赫-曾德干涉仪。通过同时观测反射光谱和透射光谱的变化，可以同时监测温度和折射率两种参量的变化。利用透射谱对折射率的敏感性和反射谱对温度的敏感性，通过实验测得该传感器的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为127.46 nm/RIU和52.3 pm/℃，表明该传感器可以对环境折射率和温度同时进行监测，具有实际应用价值。
光子晶体光纤 折射率 光纤传感 PCF refractive index fiber sensor
