Author Affiliations
Abstract
1 Henan Key Laboratory of Magnetoelectronic Information Functional Materials, School of Physics and Electronic Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China
2 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
A passively switchable erbium-doped fiber laser based on alcohol as the saturable absorber (SA) has been demonstrated. The SA is prepared by filling the gap between two optical patch cords with alcohol to form a sandwich structure. The modulation depth of the alcohol–SA is measured to be 6.4%. By appropriately adjusting the pump power and the polarization state in the cavity, three kinds of mode-locked pulse patterns can be achieved and switched, including bright pulse, bright/dark soliton pair, and dark pulse. These different soliton emissions all operate at the fundamental frequency state, with a repetition rate of 20.05 MHz and a central wavelength of ∼1563 nm. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a switchable soliton fiber laser using alcohol as the SA. The experimental results further indicate that organic liquid-like alcohol has great potential for constructing ultrafast lasers.
optical solitons fiber lasers alcohol pulsed lasers 
Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031403
张鑫 1,2沈俊 2湛立 2,3崔恒清 2[ ... ]武传强 4
作者单位
摘要
1 重庆交通大学材料科学与工程学院, 重庆 400714
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 400714
3 南京大学电子科学与工程学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 南京 210023
4 安徽大学物理科学与信息技术研究所, 混合材料结构与功能调控教育部重点实验室, 合肥 230601
二硫化钨(WS2)由于具有可调的带隙、强的光-物质相互作用、较高的载流子迁移率等性质, 在光电子器件领域具有较为广泛的应用。本文通过常压化学气相沉积(CVD)法, 以硫粉和过渡金属氧化物为前驱体, 在SiO2/Si上生长了枝晶WS2/单层WS2同质结。在衬底上将样品的形貌演化分为了4个区域: 叠加生长区(Ⅳ)、树枝状WS2生长区(Ⅲ)、六角状WS2生长区(Ⅱ)和无明显形貌区(Ⅰ)。采用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱、光致发光光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜等测试手段系统比较了所制备枝晶WS2/单层WS2在衬底上数量、形貌、结构和性质的不同。研究发现枝晶WS2形貌的不同影响了实际缺陷浓度, 从而影响了拉曼特征峰位置。利用原子吸附模型和S、W蒸气比的变化解释了形貌演化的生长机理。此外, 基于枝晶WS2/单层WS2制备的背栅式场效应晶体管(FET)光响应率为46.6 mA/W, 响应时间和恢复时间达到了微秒级别, 性能优于大多数CVD法制备的单层WS2背栅式场效应晶体管(WS2-FET)。这一工作有助于进一步加强对二维薄膜材料可控生长的理解, 对制备大面积、高质量的枝晶型结构具有一定参考价值。
化学气相沉积 同质结 形貌演化 生长机理 场效应晶体管 WS2 WS2 CVD homojunction morphological evolution growth mechanism FET 
人工晶体学报
2023, 52(5): 909
作者单位
摘要
西南技术物理研究所, 四川 成都 610046
为了降低老化的图像采集设备引入的加性噪声所带来的图像数据冗余, 研究了加性噪声对图像和视频的影响, 提出用三维块匹配(Block Matching 3D, BM3D)算法处理受噪的静态图像, 验证了通过降噪来降低图像信息熵和数据量的方法, 进而提出降噪--编码方案。首先采用四维视频块匹配(Video Block Matching 4D, VBM4D)算法对受噪视频进行降噪处理, 随后进行H.264编码。经过此方案处理的图像信息熵降低16%, 数据量减少38%;在视频质量未显著降低的前提下, 编码码流减少59.5%。数据表明该方法能在保证视频质量的前提下显著提升H.264的编码压缩率, 促进视频在小带宽通信系统中的传输。与H.264以及神经网络等编码方案相比, 该方案复杂度低, 能相对实时地处理视频。
信息熵 加性噪声 视频 H.264编码 information entropy additive noise video VBM4D VBM4D H.264 encoding 
红外
2023, 44(2): 41
李勇 1,2李建郎 1李展 2刘德安 2[ ... ]张军勇 2,*
作者单位
摘要
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
2 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
光学元件的损伤在高功率激光系统的终端光学组件中较为普遍且对激光系统的正常运行有重大影响。为提高元件的使用寿命和保证激光光路正常运行,首先要做的是检测和判断出损伤出现的位置、大小、类型。在线检测中终端光学损伤检测装置是一种重要的方法,它能够直接、实时地对元件的损伤情况进行成像并分析,另外还有一种间接获取损伤图像的方式,即用衍射环检测损伤,通过相关公式求出损伤点的大小和位置。针对更小的损伤的检测,深度学习这一工具能够处理大量数据,是目前研究该问题不可或缺的一类方法,它能够减少人工,并提高效率和准确率。修复损伤的主要方式是快速熔融缓解,即二氧化碳激光熔融损伤区,该方法是目前最常见、最有效的修复方式。对损伤问题处理的前提和关键在于精确定位更小的损伤点并分类不同类型的损伤,以便确定后续修复步骤。损伤的检测和修复是光学循环回路策略的重要部分,传统方法有一定的局限性。近些年,受到深度学习在图像处理和目标识别领域的优势的影响,未来会有越来越多深度学习的方法能够被用在与损伤检测相关的研究上。这对高功率激光系统长期稳定运行和正常发展有重要意义和作用。
元件损伤 在线检测 高功率激光系统 损伤修复 深度学习 Element damage On-line inspection High power laser system Damage repair Deep learning 
光子学报
2022, 51(10): 1012002
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
4 e-mail: liudean@siom.ac.cn
5 e-mail: oyxp@siom.ac.cn
A spectrum series learning-based model is presented for mode-locked fiber laser state searching and switching. The mode-locked operation search policy is obtained by our proposed algorithm that combines deep reinforcement learning and long short-term memory networks. Numerical simulations show that the dynamic features of the laser cavity can be obtained from spectrum series. Compared with the traditional evolutionary search algorithm that only uses the current state, this model greatly improves the efficiency of the mode-locked search. The switch of the mode-locked state is realized by a predictive neural network that controls the pump power. In the experiments, the proposed algorithm uses an average of only 690 ms to obtain a stable mode-locked state, which is one order of magnitude less than that of the traditional method. The maximum number of search steps in the algorithm is 47 in the 16°C–30°C temperature environment. The pump power prediction error is less than 2 mW, which ensures precise laser locking on multiple operating states. This proposed technique paves the way for a variety of optical systems that require fast and robust control.
Photonics Research
2022, 10(6): 06001491
梁彦 1,2易友建 2,3朱坪 2,*张栋俊 2,3[ ... ]朱健强 1,2,3,***
作者单位
摘要
1 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 200120
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
提出一种基于全光纤光谱干涉的多路超短脉冲大动态范围时间同步单次测量方法,弥补了非线性相关法测量同步状态时测量范围小和示波器测量时分辨率差的不足,解决了同步测量中空间光路的复杂性和单次实时测量的难题。首先对多路光纤阵列干涉测量进行仿真计算,然后设计四路脉冲传输的光路并在实验中验证多路同步单次测量方法的可行性,最后详细分析测量误差的来源和影响。该测量方法的最小同步时间精度为5.3 fs,测量范围为1.055~14.751 ps,与仿真结果有较好的一致性。该测量方法具有光纤链路易于集成、光谱干涉数据处理速度快、测量信号能量需求低等优势,在多路超短脉冲激光相干合束系统中有重要应用前景。
测量 同步测量 超短脉冲 光谱干涉 光纤阵列 单次测量 
中国激光
2021, 48(16): 1604003
作者单位
摘要
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, 北京 100049
3 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800

提出一种标定超短脉冲测量装置时间分辨率的新方法。设计制作可产生特定时间延迟的平面平晶,标定时将其放置在自相关仪前的光路中;待测光脉冲经过平面平晶后会产生时间延迟为T的双脉冲,该双脉冲到达自相关晶体发生相互作用,产生自相关信号,此时信号的主峰两端会出现较为明显的次峰信号,该次峰信号之间的时间间隔为2T,这样双脉冲的时间延迟就转换为次峰信号峰值的空间距离,经CCD接收后可计算得到自相关仪的时间分辨率。采用此方法对自相关仪时间分辨率标定的结果为217.88 fs/pixel,与移动光程延迟器法得到的标定结果214.27 fs/pixel相比,相对误差仅为1.68%;与可单次标定的鉴别率板法相比,采用此方法标定结果的相对扩展不确定度为1.50%,优于鉴别率板法的6.96%。

测量 时间分辨率 脉冲宽度 不确定度 
中国激光
2021, 48(7): 0704002
作者单位
摘要
中国民航大学 航空工程学院, 天津 300300
针对于航空发动机叶片修复过程中传统夹具定位无法满足复杂曲面叶片损坏形式多样的要求,提出了采用散斑测量的复杂曲面叶片修复自适应定位方法.首先,构建视觉测量系统,通过对叶片表面散斑点的匹配与空间解算得到叶片立体点云数据和参考测量点空间坐标,完成叶片三维构型.然后,建立自适应定位模型,通过对各定位坐标系进行位姿矩阵解算,实现欠定位装夹下曲面叶片在机床坐标系下的自适应定位.最后,基于德玛吉五轴数控加工中心进行自适应定位实验,验证了定位方法的有效性与实用性.实验结果表明,定位各方向平移向量偏差小于0.25 mm,旋转矩阵欧拉角偏差小于0.2°,且通过一次装夹固定及视觉测量提取叶片形貌与位置信息,减少了定位工序,可为后续对损坏复杂曲面叶片加工复形的自适应定位修复提供实验依据.
散斑测量 发动机叶片 修复 自适应定位 位姿解算 Speckle measurement Engine blade Repair Adaptive localization Pose calculation 
光子学报
2019, 48(12): 1212001
作者单位
摘要
中国民航大学航空工程学院, 天津 300300
叶片是航空发动机的重要部件,由于工作环境恶劣,容易出现损坏。对损坏的叶片进行修复是比较经济的做法,模型重构是航空发动机叶片修复的关键技术之一。为此提出了一种基于散斑视觉测量的叶片模型重构方法。采用散斑视觉系统采集叶片曲面散斑点;通过散斑点立体匹配得到局部点云数据;通过点云拼接得出叶片整体点云;根据叶片点云曲率提取边界点,通过三次B样条曲线对叶片点云边界点进行拟合,得出叶片包络曲线;利用包络曲线和点云重建叶片模型;进行了实验验证,证明了方法的可行性。
机器视觉 模型重构 立体匹配 散斑 点云拼接 三次B样条 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011501
Author Affiliations
Abstract
1 Joint Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A direct prejudgement strategy that takes the diffraction ring as the analysis target is put forward to predict hot images induced by defects of tens of microns in the main amplifier section of high power laser systems. Analysis of hot-image formation process shows that the hot image can be precisely calculated with the extracted intensity oscillation of the diffraction ring on the front surface of the nonlinear plate. The gradient direction matching (GDM) method is adopted to detect diffraction rings. Recognition of simulated diffraction rings shows that it is feasible to directly prejudge hot images induced by those closely spaced defects and the defects that are far apart from each other. Image compression and cluster analysis are utilized to optimize the performance of the GDM method in recognizing actually collected diffraction images. Results show that hot images induced by defects of tens of microns can be directly prejudged without redundant information.
diffraction rings gradient direction matching method hot images intensity oscillation 
High Power Laser Science and Engineering
2018, 6(3): 03000e52

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