光子学报
2021, 50(10): 1022001
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
提出了一种基于涡旋光干涉条纹偏移检测的水下湍流识别方法。利用随机相位屏法对拉盖尔-高斯光束在湍流中的传输及干涉特性进行理论模拟。在此基础上,实验研究了不同拓扑荷数涡旋光束经湍流场后与高斯光束干涉所得条纹的偏移特性。实验及理论结果表明:在较强湍流环境中,拓扑荷数越大,涡旋光束传输能力越强;相同湍流强度下,拓扑荷数越大,干涉条纹位置偏移量越小;相同拓扑荷数涡旋光的干涉条纹偏移量随湍流强度的增大而增大。这表明,涡旋光干涉条纹偏移检测法可有效地检测湍流强度,识别舰船尾流。
大气光学 水下激光 涡旋光束 水下湍流 干涉 条纹偏移 光学学报
2019, 39(10): 1001005
西安电子科技大学物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
利用差动激光多普勒探测法，研究了能够探测尾流中气泡和湍流分布的光学诊断方法。实验研究了模拟尾流场中运动气泡及湍流的后向散射光的多普勒频移谱特性。采用差动相干探测法获得了模拟尾流场的流速，测量值与实际流速误差小于1.5％。实验结果表明：相干光束夹角对散射光频移量具有明显影响，散射光多普勒频移量随两相干光夹角的增大而增大；气泡运动引起的频移主要集中在低频端，为一宽带谱；并且频移谱的宽度随气泡数密度的增大而增大。频谱的这一特征可作为舰船尾流识别的判据之一。
尾流检测 激光多普勒技术 后向散射 detection of simulation wake laser Doppler technique backscattering 红外与激光工程
2015, 44(12): 3525
西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
光波导光学相控阵器件端面的平整性对其输出特性有很大影响。基于光场相干叠加原理，建立了非平整端面下光波导光学相控阵的远场光场分布模型，给出了远场光场分布的一般公式，分析了非平整端面如何影响输出面上光场的相位以及输出面相位的变化如何影响远场光场分布。利用该模型计算和分析了倾斜平面、凹面、单层凹陷以及随机起伏面这几种特殊非平整端面下光波导光学相控阵输出光强分布的特点。研究结果表明：当光波导光学相控阵的端面非平整时，会不同程度地改变远场主瓣的位置和强度，影响光束扫描精度和功率。
光波导光学相控阵 相干叠加 非平整端面 远场光场分布模型 waveguide optical phased array coherent superposition uneven surface far-field optical field distribution model
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 西安 710071
2 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
研制了以4H-SiC为基底材料的同面型光导开关,研究了磷离子注入对器件性能的影响。测试结果表明,采用磷离子注入能够有效降低电极处的体电阻,光导开关单位电极间隙的最小导通电阻为3.17 Ω /mm。实验研究了偏置电压和光脉冲能量对导通电阻的影响,在偏置电压10 kV、光能量为30.5 mJ的条件下,器件的输出功率超过2.0 MW。结果表明,研制的开关具有输出波形稳定、抖动小、功率大等特点。
碳化硅光导开 欧姆接触 离子注入 导通电阻 silicon carbide photoconductive switches ohmic contact ion implantation on-state resistance 强激光与粒子束
2015, 27(12): 125003
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
对多层GaAs/AlGaAs波导光学相控阵进行了仿真和实验的对比分析。借助新型光子设计仿真软件，利用有限元法和2.5维时域有限差分法(FDTD)法，对器件分别进行了电学特性和光学特性模拟研究。在p-i-n器件结构下，波导芯层存在的内建电场为2.53×106 V/m，研究了此电场对总电场分布和光束输出特性的影响。给出了在10 V外加反向偏置电压下，产生2π相移的光传输长度为2416 μm。在单模光波导结构基础上，考虑两波导芯层之间的耦合，研究了芯包层折射率差对耦合长度的影响，给出单模条件下器件合理的芯包层折射率差为0.1。
光电子学 光学相控阵 有限元法 2.5维FDTD法 光学学报
2015, 35(s1): s125001
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
以检测参量为主线，综述了国内尾流光学检测近15 年的发展历程。归纳了已有的连续激光散射强度检测、成像检测、脉冲回波检测和偏振检测等四大类不同的尾流光学检测方法，介绍了不同检测方法的基本原理、发展以及存在的问题。结合检测的新方法、信号处理与抗干扰技术、建立尾流特性数据库和拓展相关应用对尾流光学检测的进一步研究进行了展望。
海洋光学 尾流光学检测 Mie 散射 蒙特卡罗模拟 激光与光电子学进展
2014, 51(12): 120004
西安电子科技大学 物理与光电工程学院， 西安 710071
利用半导体激光器作为触发源，对砷化镓光导开关进行了实验研究，重点研究了载流子累加效应对开关输出特性的影响。实验结果表明，光导开关的导通机制与内部载流子数的多少直接相关，当开关中的载流子数积累到雪崩碰撞电离条件，开关就会发生非线性导通。采用低能量光脉冲序列触发光导开关，获得了高功率输出，降低了开关非线性导通时的触发光能和偏置电压，对于光导开关的应用具有重要意义。
光导开关 砷化镓 非线性工作模式 载流子累加效应 半导体激光器 photoconductive semiconductor switches GaAs nonlinear mode carrier accumulation effect laser diode 强激光与粒子束
2014, 26(7): 075002
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
提出了一种基于气泡群后向散射光多普勒频移谱特性的舰船尾流检测方法。利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对尾流区运动气泡群后向散射激光多普勒频移谱进行了理论模拟，分析了气泡数密度和速率分布对后向散射光信号多普勒频移谱特性的影响。在此基础上，利用差动型激光多普勒探测方法，实验研究了模拟尾流气泡群后向散射光多普勒频移谱特性，实验结果与理论模拟基本符合。研究表明，随着尾流中气泡数密度和速率分布范围的增大，后向散射光信号的多普勒频移谱的幅度、截止频移也随之增大。这证明了激光后向散射多普勒频移谱特性分析法可作为一种有效的尾流检测方法。
海洋光学 尾流气泡检测 激光多普勒技术 后向散射 频移谱
