高功率脉冲激光器在精密焊接和激光清洗等领域具有重要应用，脉冲合束能够实现对多路脉冲峰值功率的叠加，而脉冲同步精度很大程度上决定了合束脉冲的性能。为此，提出了一种基于程控时间调制电路的脉冲同步方法，最大时间延迟为256 ns，同步精度小于1 ns。采用该同步方法实现了3台独立激光子模块的非相干合束，合束效率达97%。当同步误差≤4 ns时，脉冲重复频率和半高全宽在40~1000 kHz、19~660 ns范围内灵活可调。
激光器 光纤激光器 非相干合束 脉冲时间同步 同步误差 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1136001
南京邮电大学电子与光学工程学院，江苏 南京 210023
具有不可预测性的随机数是保证保密通信的关键因素。通过输入单比特量子态，基于量子行走的演化，制备了多路径相干叠加态，并通过一次量子测量，得到了多比特随机数。详细计算了输入状态、精确调控的演化过程以及演化步数对多比特量子纯态随机性的影响。对于目前的单光子探测技术，量子行走为随机数产生率的提升提供了很好的平台。
量子光学 量子行走 随机数 相干叠加态 量子测量 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1727001
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Abstract
College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
In order to improve the accuracy and universality of the rotational speed measurement, an instantaneous rotational speed measurement method based on laser Doppler technology is proposed. The composition and working principle of the new system are discussed in detail. Theoretical and experimental results show that the new rotational speed measurement system belongs to the non-contact method, which eliminates the quantization error of the contact method and greatly improves the applicability and accuracy. Compared to the commonly used method, the measurement accuracy of the new rotational speed measurement system will not be affected by the system’s installation angle deviation, and it does not need to measure the radius of the rotating body, so the influence of the radius fluctuation of the rotating body on the measurement accuracy can be avoided while outputting the rotational speed in real time. The relative error of the rotational speed measurement is less than 0.06% (1σ).
laser Doppler technology rotational speed measurement non-contact real time Chinese Optics Letters
2021, 19(1): 011201
1 南京理工大学机械工程学院, 江苏 南京 210094
2 国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
为了提高车辆在行驶过程中的测量精度,提出一种利用二维激光多普勒测速仪(2D LDV)和捷联惯性导航系统(SINS)建立新的组合导航系统的方法。阐述了2D LDV的基本原理,并且详细讨论了由2D LDV和SINS组成的新的组合导航系统进行位置解算的过程。理论及实验结果表明:新的组合导航系统很好地抑制了纯惯性导航误差发散的特性;相比于由一维激光多普勒测速仪构成的组合导航系统,2D LDV提高了载体速度测量的精度,从而进一步提高了组合系统的导航精度。新的组合导航系统两次实验在2.2 h内的定位误差分别只有5.9 m和5.2 m。
遥感 二维激光多普勒测速仪 捷联惯性导航系统 组合导航系统 位置解算
河海大学物联网工程学院, 江苏 常州 213022
针对传统基于群体运动状态分析的异常事件检测方法对场景语义信息描述不足的问题,引入了复杂网络中运用社区发现的Girvan-Newman(GN)分裂算法。将具有相似运动特征且位置相近的行人划分为多个群组,利用群组运动强度和群组数量的变化,描述群组在正常和异常场景中的差异,检测异常事件的发生。通过实验验证,该算法能够在丰富场景语义信息的同时实现对异常事件的准确检测。
机器视觉 运动特征 GN分裂 异常事件检测算法 激光与光电子学进展
2020, 57(6): 061506
1 河海大学物联网工程学院, 江苏 常州 213022
2 江苏省“世界水谷”与水世界生态文明协同创新中心, 江苏 南京 211100;
相机的位姿估计广泛应用于计算机视觉和机器人学等领域。针对相机位姿估计的稳定性与实时性,基于正交迭代算法,提出了一种考虑空间参考点不确定性的相机位姿估计算法。该算法的关键思想是在考虑摄像头畸变的情况下,根据参考点的位置特征获得相应权值,并利用加速正交迭代思想对迭代过程中的重复计算进行规整,最小化加权重投影物方残差函数获得相机位姿。模拟数据实验和真实图像实验表明,该算法计算精度更高,速度更快,时间复杂度较低。在空间参考点深度较大或者偏离摄像头光轴的情况下,该算法的时间复杂度和精度均优于现有的正交迭代算法,从而实现了相机位姿估计的实时性。
机器视觉 单目视觉 相机位姿估计 正交迭代 不确定参考点 最大似然估计 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011503
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Department of Physics, SUPA and University of Strathclyde, Glasgow G4 0NG, UK
4 IFSA Collaborative Innovation Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
5 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
Real-time single-shot measurement of the femtosecond electron beam duration in laser wakefield accelerators is discussed for both experimental design and theoretical analysis that combines polarimetry and interferometry. The probe pulse polarization is rotated by the azimuthal magnetic field of the electron beam and then introduced into a Michelson-type interferometer for self-interference. The electron beam duration is obtained from the region size of the interference fringes, which is independent of the pulse width of the probe laser. Using a larger magnification system or incident angle, the measurement resolution can be less than 1 fs.
120.5410 Polarimetry 350.5400 Plasmas 120.3180 Interferometry Chinese Optics Letters
2018, 16(7): 071202
1 四川大学 原子与分子物理研究所,成都 610065
2 北京高压科学研究中心,上海 201203
3 上海交通大学 物理与生物学院,上海 200240
4 中国科学院 上海应用物理研究所,上海 201203
5 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
6 吉林大学 超硬材料国家实验室,长春 130012
利用原位高压拉曼散射和X射线衍射技术,研究了KBrO3在高压下晶格振动和晶体结构演化行为。最高压力达30.9 GPa。通过拉曼光谱发现,在高压下拉曼峰位除了单调移动,没有其它变化,表明KBrO3在研究的压力范围没有发生相变。原位高压X射线衍射实验数据显示,其在高压下依然保持常压的六方结构。通过进一步分析,分别得到了体弹模量B0=25.9(2) GPa(B′0=5.68(0.38))和部分拉曼峰的Grüneisen参数。
溴酸钾 拉曼散射 X射线衍射 高压 Grüneisen参数 KBrO3 Raman scattering x-ray diffraction high pressure Grüneisen parameter
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
We produce a maximum 1.45 W laser output at 1064 nm using a neodymium-doped silicate glass fiber that has a rectangular core with dimensions of ～6.3 μm×31.5 μm. The measured divergence angles of the output laser in two dimensions are 3.22° and 1.76°, respectively. The output power is stable and limited only by the available pump power.
060.2280 Fiber design and fabrication 060.3510 Lasers, fiber 140.3530 Lasers, neodymium 160.2290 Fiber materials Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 011402
