1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
针对具有圆对称结构特征的光束，提出了一种基于高阶准离散汉克尔变换的光束整形算法。与传统Gerchberg-Saxton算法相比，相同条件下，该算法能够在较少的迭代次数内实现快速收敛，并大幅节省计算时间（约100倍），利用该算法设计的衍射光学元件呈圆对称分布，结构简单、更易于加工；此外，设计实验对目标光束整形，验证了该算法的可行性，实验结果光强分布较好，为衍射光学元件的设计和加工提供了重要的指导意义。
物理光学 汉克尔变换 光束整形算法 Gerchberg-Saxton算法 衍射光学元件
姜宗福 1,2,3,*陆瑶 1,**刘文广 1,2,3,***周琼 1,2,3[ ... ]张江彬 1,2,3
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
光子灯笼是一种将单模光纤和多模光纤的优势特点相结合的新型光子器件，在天文光子学、光纤通信模分复用、光纤激光模式控制等领域具有重要应用。本文主要介绍了光子灯笼的结构与模式演化理论，以及光子灯笼的制备与工艺，并基于光子灯笼的模式自适应控制，介绍了光子灯笼在高功率、大模场增益光纤激光放大器中抑制模式不稳定效应的应用，以及光子灯笼在大模场光纤中产生新型光束（如涡旋光束）的应用。
光纤激光 模式 光子灯笼 自适应光学 光学学报
2023, 43(17): 1700002
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院，福建 厦门 361024
2 厦门理工学院 福建省光电技术与器件重点实验室，福建 厦门 361024
采用高温固相法制备一系列新型Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+（x=0~0.20）及Sr2.88Ga2Ge4O14∶0.06Sm3+，0.06M（M=Li+，Na+，K+）荧光粉，通过物相形貌、荧光光谱、热稳定性及CIE色度坐标等分析手段对样品性能进行了详细研究。根据不同掺杂浓度Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+的荧光发射谱，发现Sm3+最佳掺杂浓度为x=0.06，其荧光浓度猝灭归因于Sm3+之间的电偶极-电偶极相互作用。研究发现，通过共掺杂M（M=Li+，Na+，K+）做电荷补偿离子可以提升Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+的发光性能。此外，随着Sm3+掺杂浓度提高，其荧光寿命不断减小。最后探讨了Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+的CIE色度坐标和热稳定性，其CIE色度坐标位于橙红光区域，且在423 K的发光强度大概为其室温的95%。研究表明，Sr3-xGa2Ge4O14∶xSm3+作为新型橙红荧光粉有望应用于白光发光二极管（WLED）。
Sr3Ga2Ge4O14 Sm3+ 电荷补偿剂 光致发光 白光发光二极管（WLED） Sr3Ga2Ge4O14 Sm3+ charge compensator photoluminescence white light emitting diode（WLED）
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
2 厦门理工学院 福建省光电技术与器件重点实验室, 福建 厦门 361024
通过还原气氛下的高温固相反应制备了Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+(x=0.001~0.006)荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)和荧光分光光度计分析了Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+荧光粉的晶体结构和发光性能, 通过光致发光(PL)谱和光激励发光(PSL)谱表明所有的发光中心都来源于Eu2+离子。在320 nm和365 nm激发下, 可以观察到以470 nm为中心的蓝光发射和530 nm为中心的绿光发射。热释光测试证明, Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+材料的俘获陷阱深, 室温下受热扰动影响小, 在800 nm红外光激发下, 被俘获的电子释放, 在发光中心中与空穴复合发光。在254 nm紫外线照射0.5 h后, 用980 nm红外激光器照射, 可以观察到绿色的光激励发光, 结果表明Sr1.994-xSiO4∶0.006Eu2+,xDy3+具有光存储特性。
高温固相法 光致发光 光激励发光 光存储 high temperature solid-state reaction Sr2SiO4 Sr2SiO4 photoluminescence photostimulated luminescence optical storage
国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
通过优化设计,制备出了性能优良的3×1光子灯笼,将其与纤芯直径为30 μm的多模光纤熔接,应用空间模式自适应控制,实现了稳定可控的准单模输出,突破了以往光子灯笼模式匹配的设计原则,拓展了光子灯笼多模光纤端纤芯直径的可选范围。该系统利用随机并行梯度下降算法对输入端的各路相位调制器进行主动控制,当评价函数选取为桶中功率时,多模光纤端输出光束的基模占比超过85%,表征光束质量的M2因子稳定在1.18以下,这为解决大模场光纤激光中的模式不稳定问题提供可能。当评价函数选取为单一高阶模的模式含量时,输出端的该高阶模含量超过95%。
光纤光学 光纤激光 模式 自适应光学 光束整形 光学学报
2021, 41(17): 1736001
Kun Xie 1,2,3Wenguang Liu 1,2,3,*Qiong Zhou 1,2,3Zongfu Jiang 1,2,3[ ... ]Xiaojun Xu 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
In this Letter, a novel system for adaptively correcting the phase of a dynamic multimode beam is proposed. While using merely one spatial light modulator, the phase measurement of the first-order diffraction pattern and the correction of the zeroth diffraction order are simultaneously realized. The real-time experimental result is obtained at a control rate of 10 Hz. The power-in-the-bucket value is improved from 38.5% to 61.8%, even with fundamental mode content that is consistently below 30%. To the best of our knowledge, this is the first implementation of real-time adaptive correction of the entire multimode beam.
fiber laser mode decomposition adaptive optics phase correction Chinese Optics Letters
2020, 18(1): 011404
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
重复频率激光放大器是实现重复频率激光器的关键器件,其重复频率取决于对抽运及放大过程中产生热量的有效控制。针对千焦耳量级输出重复频率激光器的需求,通过合理的结构设计、冷却液选型及测试等,研制出一台基于氙灯抽运、钕玻璃增益介质、液体冷却、通光直径为Φ130 mm的激光放大器样机。测试结果表明,该放大器样机可实现每分钟一次的重复频率运行,同时具备双程1.3189倍净增益,双程动态波前PV(peak to valley)平均值为0.2718波长(λ)(20 ℃,λ=1053 nm,10发次计)和0.3223λ(30 ℃,λ=1053 nm,10发次计)。
激光器 重复频率激光放大器 液体冷却 氙灯抽运 钕玻璃 中国激光
2019, 46(10): 1001007
1 安徽医科大学第一附属医院内分泌科, 安徽 合肥 230022
2 安徽大学生命科学学院, 安徽省中药研究与开发重点实验室, 安徽 合肥 230601
目的: 研究卵巢组织异体移植对去势模型大鼠骨质疏松的治疗作用及其机制。方法: 将40只SD雌性大鼠随机分为假手术组、去卵巢模型组, 雌激素组和卵巢组织块移植组。采用背部定位切除双侧卵巢, 建立去势大鼠模型。造模的同时, 将同种异体卵巢组织块植入去卵巢大鼠背部肌肉层以建立卵巢移植模型。雌激素组大鼠按雌激素0.06 mg/kg灌胃进行替代治疗3个月, 其他各组均给予等量生理盐水。实验结束后, 称量体重和子宫湿重, 计算子宫重量指数; HE染色光镜观察大鼠阴道上皮细胞和股骨细胞形态; 骨密度仪法检测大鼠全身、股骨和胫骨近端的骨密度; 放射免疫法检测血清雌激素(E2)水平。结果: 与假手术组相比, 模型组大鼠子宫重量指数明显下降(P<0.01); 血清雌激素水平显著降低(P<0.01); 阴道上皮细胞较小, 无角质化; 股骨中的骨小梁数目显著减少, 骨吸收明显, 呈典型的“岛屿状”, 骨髓腔增大, 髓腔中基质细胞极少; 双能 X 线显示, 模型大鼠全身、股骨和胫骨的骨密度均显著减少(P均<0.01); 与模型组相比, 雌激素组和移植组大鼠的子宫重量指数增加明显(P<0.01, P<0.01); 两组大鼠的血清雌激素水平上升显著(P<0.01, P<0.01); 病理切片显示, 雌激素组和移植组大鼠的阴道上皮细胞大多呈角质化; 雌激素组大鼠皮质骨增厚, 骨小梁粗壮, 数量多, 排列较整齐, 骨小梁间距较小, 且骨髓腔缩小, 骨基质细胞明显增多; 移植组大鼠皮质骨面积较大, 骨小梁数量和面积增加明显, 骨小梁间距小, 排列规则, 连接增多, 骨基质细胞分布均匀。结论: 卵巢组织移植可能是通过与靶肌肉组织产生新生血管连接, 不断分泌内源性雌激素, 后者通过结合子宫、阴道和股骨组织中靶受体-雌激素受体, 进而维持子宫和阴道等靶组织的形态与功能, 并抑制骨质组织矿物质的丢失, 从而达到改善或促进雌性大鼠内分泌功能的目的。
卵巢组织异体移植 去势大鼠模型 骨质疏松 雌激素 骨密度 ovary tissue allotransplantation ovariectomized rat model osteoporosis estrogen bone mineral density(BMD)
设计了一款栅栏形式的“V”型结构超宽带多入多出(MIMO)天线，将对角线上的2 个基本天线单元置于介质板的另一侧，并引入一种栅栏形式“V”型结构的耦合器来降低天线单元间的耦合，用于改善天线的隔离度。该天线工作频段为3.3~12.02 GHz。经过对回波损耗和隔离度的仿真和测试，证明该款MIMO 天线在不影响超宽带(UWB)天线基本性能的基础上满足了MIMO 天线对隔离和分集增益的要求。
“V”型多入多出天线 隔离度 超宽带 V-shaped Multiple-Input Multiple-Output antenna isolation Ultra-Wideband 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(1): 94
国防科学技术大学光电科学与工程学院高能激光技术湖南省重点实验室, 大功率光纤湖南省协同创新中心, 湖南 长沙 410073
连续面形分立驱动变形镜(CFDA-DM)是自适应光学系统中最重要的器件。在高能激光系统中, 此种变形镜(DM)很容易产生热变形,这对DM的补偿能力和输出光束质量有较大影响。通过构建实验平台对DM热变形进行研究, 利用功率为2.5 kW的激光对DM镜面连续辐照130 s, 镜面波前峰谷值(dPV)由辐照前的0.0806λ增长到0.5423λ, 面形像差中高阶成分有0.1220λ, 低阶成分主要是离焦和像散。利用DM将波前dPV为0.4853λ的0°像散补偿到dPV为0.0707λ后再用功率为2.5 kW的激光对DM镜面连续辐照180 s, 此时波前dPV由0.0707λ增加到0.7548λ, 其中高阶成分有0.2487λ。可见热变形不但产生低阶像差, 还产生较大成分的高阶像差。此高阶像差不能用DM自身进行校正, 是影响高能激光系统输出光束质量的重要因素。
自适应光学 热形变 像差补偿 变形镜 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 120101
