1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室，湖南 长沙 410073
线偏振超连续谱光源是具有线偏振特性的宽光谱激光光源，是连接偏振光学与非线性光学的一个很好的纽带，在高光谱成像照明、光学相干层析等领域有重要应用。近几年关于线偏振超连续谱的研究报道逐渐增多，研究人员已经针对线偏振超连续谱的偏振度提高、相干性增强、光谱平坦度提高、功率提升以及光谱拓展等重点问题开展研究工作，并取得重要进展。本文介绍线偏振超连续谱的研究进展，总结分析线偏振超连续谱产生中的关键技术，并介绍与分析两种针对线偏振超连续谱的偏振消光比测量方法。
偏振消光比 线偏振 超连续谱 保偏光纤 光纤激光器 光学学报
2023, 43(17): 1719003
江丽 1,2,3宋锐 1,2,3,*侯静 1,2,3,**陈胜平 1,2,3[ ... ]韩凯 1,2
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
高功率可见光至近红外波段的超连续谱光源在光电对抗、光学相干层析成像和高光谱激光雷达等方面具有广泛的应用前景。最近几年，涌现了一些用于产生高功率超连续谱光源的新方法，推动了高功率超连续谱光源的进一步发展。本文从主振荡功率放大结构、随机光纤激光器结构以及多路非相干合成这三种用于高功率超连续谱产生的主流方案出发，着重介绍了近年来有代表性的高功率可见光至近红外波段超连续谱光源的研究进展，并综合分析了这三种方案的优缺点以及未来的发展潜力。
非线性光学 高功率光纤超连续谱 渐变折射率多模光纤 光子晶体光纤 随机光纤激光器 多路非相干合成 光学学报
2023, 43(17): 1719001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
3 Key Laboratory of Atmospheric Optics, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China
A monolithic visible supercontinuum (SC) source with a record average output power of 204 W and a spectrum ranging from 580 nm to beyond 2400 nm is achieved in a piece of standard telecom graded-index multimode fiber (GRIN MMF) by designing the pumping system. The influence of the GRIN MMF length on the geometrical parameter instability (GPI) effect is analyzed for the first time, to the best of our knowledge, by comparing the SC spectral region dominated by the GPI effect under different fiber lengths. Our work could pave the way for robust, cost-effective, and high-power visible SC sources.
visible supercontinuum high-power supercontinuum graded-index multimode fiber geometrical parameter instability nonlinear optics Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051403
国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
1 国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
中国激光
2021, 48(11): 1116001
1 中南大学 信息科学与工程学院, 长沙 410083
2 张家界航空工业职业技术学院, 湖南 张家界 427000
由于水下信道的多径效应、时变效应, 水下无线电通信速率及信噪比均十分低, 在实际的水下通信应用场景, 如水下传感器网络, 需要同时获取多个信号源的码流信号, 提出一种基于CMOS摄像头的水下可见光多输入多输出(MIMO)通信系统。系统采样曼切斯特编码以用于不同距离的信号源的时钟信号恢复, 同时提出了多个信号源识别及光强拟合的方法并研究了在水下环境中波特率对信号波形畸变的影响。实验结果表明: 在尺寸为4 m×3 m×3 m的试验池中, 对LED阵列进行优化布局后, 本系统可实现21 kb/s的水下通信, 可适用于诸如水下传感器网络的短距离、少信息量的数据交换场合。
可见光通信 水下通信 CMOS传感器 MIMO通信 传感器网络 visible light communication underwater communication CMOS sensor multiple input multiple output communication sensor network
1 国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
2 脉冲激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
利用随机光纤激光器结构对产生覆盖可见光至近红外波段的超连续谱进行了研究。实验采用半开腔的随机激光腔体结构,腔内利用千米量级的掺锗光纤提供随机分布反馈和拉曼增益,同时利用掺镱光纤提供主动增益,最终实现了光谱范围覆盖600~1700 nm、同时20 dB光谱带宽大于660 nm的超连续谱输出。实验结果表明,随机光纤激光器作为一种新型超连续谱光源,可用于多种对稳健性和性价比有较高要求的应用场合。
激光器 光纤激光 随机激光 超连续谱 随机分布反馈 光学学报
2019, 39(11): 1136001
国防科学技术大学自动目标识别重点实验室, 湖南 长沙 410073
设计了一个基于可见光成像并针对空间点目标的天基空间目标成像仿真系统。分析了天基空间目标探测成像的过程，据此将成像仿真过程分为轨道仿真、恒星背景成像仿真、目标成像仿真及电荷耦合器件(CCD)传感器系统仿真四个部分。在空间目标仿真部分将卫星主体简化为长方体、圆柱体及球体三种结构，借鉴雷达截面积提出了目标的光学截面积，利用目标光学截面积可以简单快速地得到目标在成像平面上的亮度大小。该系统实现了基于可见光成像的远距离天基空间点目标成像仿真，可以获取任意观测时段、任意轨道下不同主体结构的空间目标观测仿真图像。
成像系统 恒星成像 点目标成像 光学截面积 电荷耦合器件传感器 仿真系统 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 111101
东南大学仪器科学与工程学院, 江苏 南京 210096
光纤陀螺(FOG)的漂移输出经常淹没在噪声中，直接建模补偿漂移信号非常困难，提出基于经验模态分解(EMD)的阈值滤波方法(EMD-T)对漂移信号预处理。为了提高EMD 分解的精确度，基于噪声传播模型引入一种有界噪声辅助分析的方法，将漂移信号中幅值小、频率高的噪声信息压缩至低阶本征模态函数中。为了验证算法的有效性，采集一款干涉型FOG 的静态漂移输出作为测试信号，将EMD-T 与基于小波包变换(WPT)和常规EMD(CEMD)的阈值滤波方法进行了对比分析。仿真结果及Allan方差分析表明，EMD-T较WPT和CEMD 滤波性能有显著的改善，经EMD-T 处理后，漂移信号的量化噪声(Q)和角度随机游走(N)分别由0.7862 μrad 和4.58×10-3（°）·h-1/2下降至0.1340 μrad 和9.03×10-4（°）·h-1/2。
信号处理 光纤陀螺 经验模态分解 小波包变换
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 中国人民解放军63892部队, 河南 洛阳 471003
皮秒脉冲在超连续谱光源中具有重要应用，基于线形腔搭建了半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模皮秒脉冲掺镱光纤激光器，详细分析对比了激光器中所用光纤光栅的反射率、反射带宽以及SESAM的宏观特性参数对锁模激光器输出脉冲特性的影响。实验结果表明: 选择10%反射率和0.3 nm反射带宽的光纤光栅比较有利于激光器的稳定锁模；光纤激光器对SESAM参数的适用范围比较大，SESAM的非饱和损耗对激光器输出平均功率影响较大，SESAM的非饱和损耗越小，激光器输出脉冲的平均功率越高。
激光器 光纤激光器 被动锁模 半导体可饱和吸收镜 光纤光栅
