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Abstract
School of Physics and Optoelectronics, Faculty of Science, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
The dispersive Fourier transform technique provides feasibility of exploring non-repetitive events and the buildup process in ultrafast lasers. In this paper, we report a new buildup process of dissipative solitons in a simplified mode-locked Yb-doped fiber laser, which includes more complex physics stages such as the Q-switching stage, raised and damped relaxation oscillation stages, noise-like stage, successive soliton explosions stage, and soliton breathing stage. Complete evolution dynamics of noise-like pulse and double pulse are also investigated with dispersive Fourier transform. For the noise-like pulse dynamics process, it will only experience the Q-switching and relaxation oscillation stages. In the case of dissipative soliton and noise-like pulse, the double pulse buildup behavior is manifested as the replication of individual pulses. A weak energy migration occurs between two pulses before reaching steady state. Meanwhile, real-time mutual conversion of the dissipative soliton and noise-like pulse has been experimentally observed, which appears to be instantaneous without extra physical processes. To the best of our knowledge, this is the first report on these physical phenomena observed together in a mode-locked fiber laser. The results further enrich the dynamics of mode-locked fiber lasers and provide potential conditions for obtaining intelligent mode-locked lasers with controllable output.
dispersive Fourier transform dynamics process simplified mode-locked fiber lasers dissipative soliton noise-like pulse double-pulse Chinese Optics Letters
2022, 20(8): 081402
1 中国空气动力研究与发展中心 超高速空气动力研究所, 绵阳 621000
2 电子科技大学 光电信息学院, 成都 610054
为了在半圆周上准确进行激光刻蚀, 以刻制热流传感器的半球形铂电阻, 满足热流测点的精确定位, 采用了一种基于视觉成像系统定位加工点的方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了铂电阻较高的定位数据。该方法首先通过背光照明使半球边缘轮廓清晰可见, 通过提取边缘上的4个点坐标, 计算并定位到半球顶点; 旋转平台, 补偿偏差值, 实现精确定位加工点; 最后对成型的半球形热流传感器电阻位置进行测量验证。结果表明, 该方法具有良好的定位效果, 刻蚀制作的球半径相对误差约为0.39%, 载物平台旋转角度相对误差控制在3.9%, 解决了定位半球顶点问题, 提高了刻蚀精度。这一结果对于利用激光刻蚀机在曲面模型上刻蚀形成铂电阻是有帮助的。
激光技术 激光刻蚀 视频定位 热流传感器 laser technique laser corrosion video positioning heat sensor
1 中国科学院重庆绿色智能技术研究院微纳制造与系统集成中心, 重庆 404100
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 电子科技大学能源科学与工程学院, 四川 成都 610054
受到复杂环境中多种背景噪声的干扰，拉曼信号的有效信息易被噪声削弱甚至淹没。利用拉曼信息光谱与背景光谱的形状相似性，通过形状相似性比较法去除背景噪声，结合实验数据介绍该方法的去噪原理与具体步骤。对比发现，该方法所恢复的拉曼信息量大，基线平整，便于后续数据处理。
光谱学 光谱预处理 形状相似性比较 噪声去除
为了满足光电探测系统的高速应用, 采用了一种新型超宽带光电检测模块的设计方法, 即在传统的光电转换基础上联合现代微波集成电路技术, 通过同时采集PIN光电二极管阴极和阳极光电流, 用两组不同带宽范围的放大器放大, 最后用连续通带的双工器将信号合并, 得到一种超宽带(直流~4GHz)、高响应度(4900V/W)的光电探测模块。结果表明, 该方法不但获得了超宽带宽的光电探测模块, 还解决了常见高速光电检测模块无法检测直流甚至一些低频光信号的问题。
光电子学 高速探测 宽带放大 双工器 直流 optoelectronics high-speed detection broadband amplification diplexer direct-current
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所 绵阳 621900
2 电子科技大学 光电信息学院 成都 610054
为了提高小波变换在激光干涉测速中的计算速度, 分析了小波变换的计算过程, 提出了两种快速算法, 通过分析对比, 选择了一种适合于全光纤位移干涉信号的算法, 在相同条件下, 对同一信号分别采用常规小波变换和使用快速傅里叶变换的快速方法进行处理。结果表明, 采用快速算法的小波变换对信号的处理能力并没有下降, 且提高了小波变换的运算效率。这种快速算法用于瞬态位移干涉仪信号处理是行之有效的, 可以提高数据处理的速度, 有利于小波变换在工程中的应用。
激光技术 快速算法 小波变换 信号处理 laser technique fast algorithm wavelet transformation signal processing
为了研究激光直写技术在制备薄膜铂电阻中的应用，采用激光直写制备了薄膜厚度为2μm的铂电阻。探讨了激光直写技术制备薄膜铂电阻的原理，以条形铂电阻为例，研究了激光参量对铂电阻形状的影响，在最优的激光脉冲频率18kHz、激光扫描速率100mm/s的参量下，制备了实际电阻约为0.37Ω的条形薄膜铂电阻，最后检验了薄膜铂电阻的电阻值。结果表明，铂电阻的宽度分别随激光脉冲频率和激光扫描速率的增大而增大；制备的电阻边缘整齐，表面平整，电阻实际值与理论值只有0.8%的相对误差，吻合很好。
激光技术 薄膜铂电阻 激光直写 图形填充 扫描振镜 laser technique thin platinum film resistor laser direct writing graphic fills scanning galvanometer
1 电子科技大学 光电信息学院 成都 610054
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所 绵阳 621900
为了使全光纤位移干涉测速系统能够准确稳定地测速，采用小波基分析问题的方法，对全光纤位移干涉测速仪信号进行了理论分析，并选取6种小波基函数进行计算机模拟，选定了适合全光纤位移干涉测速仪信号分析方法的最优小波基。与此同时，分别利用自由落体运动实验和高速爆轰实验验证了系统的精确性和稳定性，精确度达到99%，稳定性极高。结果表明，最优小波基的选取是合理的。
激光技术 最优小波基 计算机模拟 小波变换 信号处理 laser technique optimal wavelet base computer simulation wavelet transformation signal processing
为了满足激光打标系统不同的精度要求，通过分析PLT文件格式，以Visual C++作为软件开发平台，准确解析了文件中的矢量图形，提取到原始打标路径。在传统的直线插补方法基础上进行算法改进，对矢量图形中的曲线作直线段逼近优化，进行了理论分析和实验验证。结果表明，通过设置适当的步长，可很好地解决激光打标系统中提取打标路径的问题。
激光技术 激光打标 直线插补 打标路径 PLT文件 laser technique laser marking linear interpolation marking path PLT file Visual C++ Visual C++
电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
针对目前532 nm波长光的分束技术在光电测控系统(如激光干涉测速)等领域的广泛应用，提出一种光分束器的设计方法，此分束器可将光纤入射的532 nm绿光分成接近等比的多束光(包括一分二、一分三、一分四)。此系统首先用非球面透镜将光纤入射的光束准直，再通过分光片分光后用同样的透镜将光束耦合进光纤，达到了77%的通光效率，附加损耗约1 dB。详细介绍了非球面透镜的设计、分束器的结构、装配及其实验结果，并对实验结果以及研制过程中影响分束器效率的各种因素进行分析。
光学设计 分束器 等光程原理 非球面透镜 optical design beam splitter equal optical path aspheric lens
1 电子科技大学 光电信息学院,成都 610054
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
利用短时傅里叶变换计算速度快的特点，先对瞬态位移干涉仪信号进行预处理，得到速度的轮廓范围.据此估计小波变换中尺度因子的范围，然后用连续小波变换的方法对信号再次进行处理，用此方法分析计算机模拟出的位移干涉信号，恢复的速度相对误差小于2%.对高速爆轰实验中的位移干涉信号分别采用短时傅立叶变换、小波变换和二者相结合的方式进行分析，并记录三者的计算速度.实验表明，第三种方法能准确地恢复出物体的速度历史，计算误差在系统要求的范围内.本文综合计算速度和计算误差两方面的考虑，选择了适合于瞬态位移干涉信号处理的方法.
测量 信号处理 小波变换 位移干涉仪 速度 Measurement Signal processing Wavelet transform Displacement interferometer Velocity
