1 佛山科学技术学院 物理与光电工程学院, 广东 佛山 528000
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 季华实验室, 广东 佛山 528000
4 国科大杭州高等研究院 基础物理与数学科学学院, 浙江 杭州 310024
太极计划是中国探测空间引力波的一项重点任务。望远镜作为空间引力波探测中的重要组成部分,它的性能会直接影响引力波探测的精度。现有的典型空间引力波望远镜结构中次镜灵敏度高,难以满足更大口径的空间引力波望远镜对制造装调公差的要求,特别是在轨稳定性公差要求。为解决以上问题,首先,提出了一种中间像面设置于三四镜之间的新型空间引力波望远镜光学系统结构,以降低次镜灵敏度;结合高斯光学理论方法,从理论上分析并计算新型望远镜结构的初始参数。其次,通过优化设计,获得入瞳直径为400 mm,放大倍率为80倍,科学视场为±8 μrad,波前误差RMS值优于0.0063λ的望远镜光学系统。最后,建立了望远镜系统的灵敏度评价公差分配表,对比分析了现有望远镜结构与新型望远镜结构的公差情况。结果显示:相较于现有望远镜结构,新型望远镜结构的灵敏度降低了30.4%,具有低灵敏度优势,为空间引力波望远镜的设计提供了一种优选方案。
望远镜 空间引力波探测 波前误差 低灵敏度 光学设计 telescope space gravitational wave detection wavefront error low sensitivity optical design
开展了基于二向色镜的三路高功率激光组束实验研究,将中心波长分别为1059、1075、1090 nm的4 kW近单模光纤激光器进行组束,实现了11.34 kW的激光输出,组束效率超过95%。随着输出功率的提升,二向色镜温升越来越高,光束质量相较于子光束呈现逐步退化的趋势,当满功率时,组束激光在两个方向的光束质量分别为M2x=2.941和M2y=3.183。分析了影响组束效率和光束质量的原因,并对二向色镜基底厚度对光束质量的影响规律进行了实验研究,为进一步优化组束激光的光束质量提供重要参考。
激光器与激光光学 光纤激光器 二向色镜 激光组束 光束质量 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1514002
1 吉林大学原子与分子物理研究所,吉林 长春 130012
2 吉林大学吉林省应用原子分子光谱重点实验室,吉林 长春 130012
利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量了拉盖尔-高斯(LG)光束的轨道角动量(OAM)[拓扑电荷(TC)的值和符号]。模拟结果与实验结果一致。当LG光束与高斯光束发生干涉时,可以观察到类似漩涡的“花瓣”图案。“花瓣”的数量等于LG光束的TC的绝对值,干涉图样的旋转方向与TC符号有关:在TC符号为正时,干涉图样显示顺时针旋转;而在TC符号为负时,干涉图样显示逆时针旋转。只有当LG光束的光斑尺寸小于高斯光束的光斑尺寸时,才能根据干涉图样准确确定OAM状态。当LG光束的光斑尺寸接近高斯光束时,干涉图样只反映TC值,无法识别TC的符号。与传统干涉仪相比,该干涉仪可以获得稳定的干涉图样,并直接获得LG光束的OAM状态。实验现象是明显的。该研究结果为LG光束与高斯光束干涉的理论分析提供了参考,为光与物质之间的自旋-轨道相互作用奠定了研究基础。
衍射与光栅 涡旋光束 轨道角动量 马赫-曾德尔干涉仪 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1705001
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210406
红外与激光工程
2022, 51(5): 20211125
强激光与粒子束
2022, 34(4): 041003
1 电子科技大学中山学院电子信息学院, 广东 中山 528402
2 吉林大学仪器科学与电气工程学院, 吉林 长春 130012
3 珠海任驰光电科技有限公司, 广东 珠海 519000
提出一种变分模态分解-排列熵的去噪方法,分析并设定排列熵中关键参数和阈值,进而通过排列熵来确定变分模态分解的分解层数值,将分解的各模态进行重构以实现对振动信号的去噪。通过仿真测试来验证该方法在正交性、完备性、信噪比和效率方面的优越性,最后对系统采集的实际振动信号进行去噪处理。实验结果表明,与现有的经验模态分解-相关系数和完全经验模态分解-相关系数方法相比,所提方法对触网、车轮碾压和雨淋三种振动信号具有最优的去噪信噪比(含噪信号与降噪值之比),分别为32.5358 dB、30.5546 dB和29.3435 dB,耗时也较少,分别为1.4432,1.6320,1.2349 s,信号模式识别准确率最高,均在99%以上。
光纤光学 分布式光纤振动传感 变分模态分解 排列熵 信号去噪