1 中国科学技术大学物理系, 安徽 合肥 230026
2 湖北开放大学, 湖北 武汉 430074
3 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430073
悬浮力学振子是近年来发展起来的新型高灵敏的力学探测手段, 相比于固态力学振子, 悬浮系统由于和外部环境完全没有物理接触, 有着非常高的品质因子, 在弱力测量, 波函数塌缩测量等方面非常具有潜力。讨论了反馈冷却的机制, 利用NdFeB永磁体对乙二醇600液滴实现了抗磁悬浮, 并且用一个微线圈对其两个振动模式进行了反馈冷却, 在常温300 K和真空环境10-5 mbar中达到了实现了几百mK量级的冷却。实验结果与理论预测的最低有效温度吻合, 为将来深入研究宏观量子现象提供了一个良好的平台。
悬浮力学振子 抗磁悬浮 反馈冷却 有效温度 高真空 宏观量子现象 levitated mechanical resonator diamagnetic levitation feedback cooling effective temperature high vacuum macro quantum phenomena
1 华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430074
2 华中科技大学 武汉国家光电实验室, 武汉 430074
3 湖北第二师范学院 物理与机电工程学院, 武汉 430205
为了获得一个较宽的等离子诱导透明(PIT)窗口, 提出了一种双层可调谐的太赫兹超材料结构。采用仿真方法对该结构的透过率谱、电场图和电流图进行了分析, 并通过数学模型分析了透射窗口形成机理。结果表明, 该结构可以使亮模式谐振器的移动空间更大, 而且可以得到一个较宽的透射窗口; 该结构能通过平移I形金属棒的位置进而控制PIT窗口的宽度。仿真结果与理论结果拟合得很好。
光学器件 太赫兹超材料 仿真与数值模型分析 等离子诱导透明 optical devices terahertz metamaterials simulation and numerical analysis plasmon induced transparency
华中科技大学 光学与电子信息学院，武汉 430074
为了研究抽运光的脉冲宽度对布里渊散射光的影响，对光纤传感系统中基于受激布里渊散射的三波耦合方程进行了分析，采用频域分析和一种微扰近似理论推导了散射光的近似表达式，然后通过数值计算分析了散射光随着脉冲宽度的变化规律。结果表明，在宽度接近于20ns(声子寿命)的脉冲下，散射谱出现多波峰结构；当宽度越来越接近于40ns时，主波峰逐渐增大，次波峰逐渐减小；当采用的脉冲宽度远远大于声子寿命时，散射谱只出现一个波峰并且维持一个波峰不变。此研究为传感中选取合适的脉冲宽度提供了参考。
非线性光学 受激布里渊散射 三波耦合方程 布里渊频谱 多峰结构 nonlinear optics stimulated Brillouin scattering three wave coupling equations Brillouin spectrum multi peak structure
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
基于受激布里渊散射Langevin噪声模型，通过近似的三波耦合方程组，采用了时域有限差分法，对光纤中受激布里渊散射过程进行数值模拟计算。对长度为10 km，折射率为1.5132的单模光纤，分析了50 μs内光纤中的光场和声波场的时间和空间变化特性和散射光的功率变化特性。数值模拟中，在一定的抽运入射光作用下，把Stokes光作为起振光入射到光纤的另外一端，发现起振光的存在与否会影响到抽运光场、散射光场和声波场的时间空间振幅变化，并且得出存在Stokes光时散射光的功率随时间趋于饱和以及没有Stokes光时散射光功率随时间的近似线性变化。
非线性光学 受激布里渊散射 时域有限差分法 Stokes光 功率变化
华中科技大学 武汉光电国家实验室，武汉 430074
TEA CO2激光器作为推进系统的理想新能源之一，在提高单脉冲能量的同时，为了保证远距离传输效率，必须对其光束质量提出适当要求。通过漫反射法及分光束法精确测量了1Hz下TEA CO2激光器在平－凹型稳定腔和改进的带有涡流管冷却系统的同轴非稳腔的光束发散角，在得到稳腔β=12．53的情况下，采用改进后的同轴非稳腔，β=3．28，且单脉冲能量损失很少。这一结果对继续研制激光推进系统中大体积高能TEA CO2激光器是很有帮助的。
激光器 推进能源 光束质量 TEA CO2激光器 同轴非稳腔 lasers propulsion energy beam quality TEA CO2 laser unstable resonator
华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室激光科学与技术研究部, 湖北 武汉 430074
为了满足激光推进、光电对抗等应用领域的需要,研制了一台高单脉冲能量高重复频率新型TEA CO2激光器。采用紫外(UV)预电离双路Ernst石墨电极串并联放电结构、超薄水冷不变形镜折叠腔、双回路直冷式封闭循环流动系统和高压大电流快脉冲开关电源等技术,解决了高功率高压电容充电、高气压大体积均匀辉光放电、高气压高速均匀流场、激光谐振腔和高脉冲能量、高重复频率脉冲激光输出等技术难题。成功研制了一台最大脉冲激光能量92 J,重复频率35 Hz,激光输出发散角1.4 mrad,脉冲能量稳定性0.8％,平均功率大于3000 W的脉冲激光器。
激光技术 TEA CO2激光器 高脉冲能量 稳定性
华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074
为改善TEA CO2同轴非稳腔激光器输出光束质量,采用涡流管低温气流冷却窗口及凸镜,实验实时测量了单脉冲平均能量18.3 J、在不同工作频率下及是否采用涡流管冷却情况下的光束模式,并计算出衍射极限倍数因子值.激光器工作频率3 Hz,连续运行300 s,没有涡流管冷却时衍射极限倍数因子值由3.52变化到6.94;采用涡流管冷却后,该值仅由3.50变化到3.88.
TEA CO2激光器 同轴非稳腔 涡流管 光束质量
1 河南师范大学,物理与信息工程学院,河南,新乡,453007
2 华中科技大学,光电子科学与工程研究院,武汉,430074
利用交替方向隐式有限差分法分析了高能激光器虚共焦非稳腔反射镜的温度场及热变形的数值计算方法.以单晶硅为例,计算了反射镜由于吸收激光能量而形成的温度场分布以及由此引起的热变形对谐振腔几何结构参数的影响,并在此基础上数值模拟了热畸变情况下正支虚共焦非稳腔的远场光强分布.计算结果表明:在激光束辐照的开始阶段,温升场主要集中在激光束辐照的中心区域内,在整个镜面上远未拉平,由此引起的厚度方向温升分布也是如此,很不均匀.
高功率激光器 虚共焦非稳腔 热畸变 有限差分法
华中科技大学激光技术国家重点实验室,武汉,430074
比较了光学薄膜淀积过程中的晶振监控和光学监控各自的优缺点,提出了一种有效利用这两种监控方法各自优点的复合监控方法,利用该复合监控方法采用离子辅助镀工艺镀制的TEA CO2激光器增透膜,其透射率高于99.5%,且具有良好的稳定性和重复性.
光学薄膜 膜厚监控 复合监控 TEACO2激光器
华中科技大学,激光技术国家重点实验室,武汉,430074
为克服高能激光用相变致冷镜两次出光时间间隔长的缺点,设计了一种新型半导体致冷复合相变硅镜,并采用ANSYS有限元程序模拟了实心硅镜、相变镜和半导体致冷镜的光照热行为.由最大温度-时间曲线可知,在净吸收热量为100W、环境温度为20℃,制冷量为25W时,半导体致冷复合相变硅镜只需5s就可使镜体的温度和弹性变形恢复至初始状态.
半导体致冷 相变硅镜 高能激光 光束质量
