红外与激光工程
2022, 51(7): 20210558
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学 光电研究所,太原
2 中北大学 理学院物理系,太原
3 极端光学省部共建协同创新中心,山西大学 ,太原
介绍了一种固态高功率318.6 nm紫外激光系统,通过1 560.5 nm和1 076.9 nm红外激光单次穿过PPMgO:LN准位相匹配晶体和频产生637.2 nm单频红光,之后637.2 nm激光经四镜环形腔增强偏硼酸钡(BBO)晶体谐振倍频产生~2W的窄线宽、连续可调谐的318.6 nm 紫外激光。基于此激光系统,研究了声光调制器(AOM)闭环主动反馈稳定318.6 nm 紫外激光功率,时域激光强度起伏由±11.12%抑制到了±0.08%,频域反馈环路响应带宽约13 kHz。之后将紫外激光结合铯冷原子磁光阱,研究了俘获损耗光谱。获得稳定的、窄线宽、连续可调谐的318.6 nm紫外激光,对研究铯里德堡原子间相互作用有重要意义。
固态高功率318.6 nm激光系统 窄线宽 连续可调谐激光 激光强度稳定 solid-state high power 318.6 nm enhanced laser sys narrow linewidth continuously tunable laser laser intensity stabilization
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210233
1 平顶山学院信息工程学院, 河南 平顶山 467000
2 信息工程大学地理空间信息学院, 河南 郑州 450001
针对目前传统多聚焦图像融合中图像局部模糊不易度量, 融合策略难以设计等问题,提出一种新的相位拉伸核函数, 形成基于扩展相位拉伸变换的多聚焦图像融合算法。该算法将传统的线性或次线性群延迟相位滤波器推广到非线性群延迟相位滤波器,并从理论上证明,这种扩展相位拉伸变换的逆变换相位近似于原始图像的归一化二阶梯度, 将图像高频特征传统的梯度极值表达转换为角度或相位表达,利用角度/相位图像局部方差对清晰与模糊图像良好的区别特性设计出基于扩展相位拉伸变换局部相位方差度量的融合策略,克服了目前融合方法存在的不足。利用MATLAB软件平台对Lytro数据集中的相当数量多聚焦图像数据进行融合实验, 与传统基于离散小波变换、拉普拉斯、超分辨率、引导滤波和联合卷积自编码网络算法等融合算法结果进行对照分析。 结果表明, 本文算法的融合图像明显优于传统最好的融合算法, 融合图像的互信息、信息熵、空间频率、平均梯度及结构相似性等指标比现有的其他方法提高5%以上,证明了所提算法的优越性与实用性。
图像处理 图像融合 相位拉伸变换 色调、饱和度、亮度变换 多聚焦 激光与光电子学进展
2020, 57(22): 221007
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices and Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
An experimental investigation of two-color polarization spectroscopy (TCPS) is presented based on the cesium 6S1/2 – 6P3/2 – 8S1/2 (852.3 nm + 794.6 nm) ladder-type system in a room-temperature vapor cell. The dependency of line shapes of TCPS on the power of a 852.3 nm pump and a 794.6 nm probe laser is measured in detail, and we confirm that the linewidth of TCPS in a counter-propagating configuration between the pump and probe laser beams is obviously narrower than that of a co-propagating configuration, due to the atomic coherence effect. It is helpful for laser stabilization of the excited state transition using TCPS without frequency modulation.
300.6210 Spectroscopy, atomic 020.1670 Coherent optical effects 020.3690 Line shapes and shifts 300.3700 Linewidth Chinese Optics Letters
2019, 17(9): 093001
1 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
2 山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
基于声光频移器设计的反馈环路, 对397.5 nm紫外激光功率起伏进行反馈抑制。整套系统通过比例积分电路得到的误差信号来改变声光频移器的射频功率, 利用声光频移器的布拉格衍射方式对激光功率进行控制, 从而实现激光功率的长时间稳定。另外还对通过倍频产生的紫外激光特性进行了分析。最后, 通过反馈系统在时域上实现了紫外激光功率的相对起伏, 由±11.739%降至±0.053%, 稳定度改善约220倍; 在频域1~8000 Hz范围内, 其功率谱密度得到明显的降低; 在5 kHz频率处, 功率谱密度由9.6×10-5 dBV·Hz-1/2改善为1.9×10-6 dBV·Hz-1/2。
激光器 声光频移器 激光功率 倍频 反馈控制 相对起伏 功率谱密度 中国激光
2018, 45(10): 1001008
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
对于输出频率易受环境干扰的光栅外腔反馈半导体激光器,在利用光栅和电流两通道反馈并进行动态特性优化后,基于原子偏振光谱的无调制稳频系统可极大地抑制低频随机干扰引起的激光频率波动,并使闭环谐振频率扩展到155 kHz。 此时稳频系统可将特征频率在120 Hz处的激光器频率干扰,抑制到开环时的1/13570。利用偏振光谱,还可以测量原子跃迁线中心频率附近小范围内激光频率的起伏,获得激光器对不同频率声致振动激励的声音响应特性,并可对比研究激光器隔音机壳的隔音效果。实验表明,隔音机壳对于不同频率的声音激励,隔音效果可从12.8下降到0.14。这可为机械结构和隔音系统的设计提供实验依据,并可促进声音精密测量的发展。
测量 声致振动 隔音特性 激光稳频 声音传感
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
A 1470 nm+852 nm two-color (TC) cesium (Cs) magneto-optical trap (MOT) with a 6S1/2-6P3/2-7S1/2 ladder-type system is proposed and experimentally investigated. To the best of our knowledge, it is the first report about the 1470 nm+852 nm Cs TC-MOT. One of the three pairs of the 852 nm cooling and trapping beams (CTBs) in a conventional Cs MOT is replaced with a pair of the 1470 nm CTBs. Thus, the TC-MOT partially employs the optical radiation forces from photon scattering of the 6P3/2 (F′=5) 7S1/2 (F′′=4) excited-state transition (1470 nm). This TC-MOT can cool and trap Cs atoms on both the red- and blue-detuning sides of the two-photon resonance. This work may have applications in cooling and trapping of atoms using inconvenient wavelengths and background-free detection of cold and trapped Cs atoms.
020.3320 Laser cooling 270.4180 Multiphoton processes 300.6210 Spectroscopy, atomic Chinese Optics Letters
2017, 15(5): 050203
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices (Shanxi University), and Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
We demonstrate a magneto-optical trap (MOT) with counter-propagating two-color cooling beams in a cesium 6S1/2 6P3/2 8S1/2 (852.3+794.6 nm) atomic system. Based on the conventional MOT due entirely to the 852.3 nm cooling laser’s scattering forces, we replace one of the six 852.3 nm cooling beams with a 794.6 nm cooling beam. Our two-color MOT can efficiently cool and trap atoms from the red to blue detuning sides of two-photon resonance without pre-cooling. The technique is promising for the direct generation of correlated photon pairs in a two-color MOT based on diamond-configuration four-wave mixing.
020.3320 Laser cooling 020.1670 Coherent optical effects 270.4180 Multiphoton processes 270.1670 Coherent optical effects Chinese Optics Letters
2016, 14(4): 040201
山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
基于光纤延时声光调制器(AOM)频移自差拍法实验研究了不同线宽激光的功率谱特性,并作了相关的仿真分析;同时,提出了利用短光纤测量窄线宽激光器线宽的一种简单方法。当光纤延时时间小于激光器的相干时间时,自差拍频谱的3 dB带宽不能直接用于标定激光线宽。理论分析和实验均表明,此时激光的线宽信息主要由自差拍频谱中两翼的周期性振荡成分决定,几乎不受中央尖峰的影响。根据最小二乘法理论,对实验所测的自差拍频谱进行理论拟合可获得待测激光的线宽。该方案基本不受延时自差拍系统最小分辨率的限制,可以用于激光线宽的快速测量,特别是窄线宽激光的测量。
激光光学 窄线宽光纤激光器 光纤延时声光频移自差拍法 线宽测量 短光纤 激光与光电子学进展
2016, 53(6): 061407