西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
氧碘腔镜作为氧碘化学激光器重要组成部分，氧碘腔镜反射率的高低制约氧碘化学激光器功率的提高，必须对氧碘腔镜反射率进行精确测试。基于光腔衰荡光谱法搭建的氧碘腔镜高反射率测量系统测量精度高，氧碘腔镜中450全反镜反射率测试结果为99.979%。搭建的氧碘腔镜高反射率测量系统的不确定度主要由衰荡腔腔长、腔镜衰荡时间和待测镜衰荡时间时间确定。其中衰荡曲线最大幅值点的选取和测量重复性对测量结果的不确定度影响较大，在对衰荡曲线的处理过程中，应该注意选取合适的幅值点。通过对氧碘腔镜高反射率测量系统不确定度分析，得出扩展不确定度为0.0152%。
激光器 氧碘化学激光器 反射率 腔镜 不确定度 中国激光
2015, 42(s1): s102002
1 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024
3 装备学院 航天指挥系, 北京 101416
变形镜能够实时校正波前相位畸变,减弱大气湍流的影响,是自适应光学系统的核心器件.单驱动器变形镜通过1个驱动器产生1个模式,恢复波前相位.利用有限元软件,研究了单驱动器变形镜对低阶像差的补偿能力.仿真结果表明,单驱动器变形镜可以对离焦、像散及彗差进行有效补偿,通过控制驱动器的位移,分别实现了对PV值为5 μm的离焦、像散和慧差的补偿,补偿后的残差PV值分别为1.5 μm、1.6 μm和1.2 μm,残差的RMS值分别为0.99 μm、0.63 μm和0.59 μm.
自适应光学 单驱动器 有限元 变形镜 adaptive optics single actuator finite element deformable mirror
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室， 西安 710024
为了解决氧碘化学激光器通过常规诊断故障定位困难的问题，采用建立的氧碘化学激光器功率失常故障树模型，结合氧碘化学激光器常用的8个监测参数：碘腔压力、碘文氏管压力、p-t曲线、主氦压力、氯气压力、氧发生器压力、上游压力和光腔压力，提出采用故障树和在线监测参数相结合的办法，基于3σ法则的判断标准对氧碘化学激光器进行故障诊断，故障诊断正确率达到94.5%，并对出现的故障提出了改进措施。
氧碘化学激光器 故障诊断 故障树 在线监测 chemical oxygen iodine laser fault diagnosis fault tree on-line monitoring 强激光与粒子束
2014, 26(10): 101014
针对高能氟化氘激光器中窗口镜热效应明显，严重影响激光器性能的问题，利用有限元COMSOL Multiphysics软件对激光器窗口镜的热效应进行仿真分析，重点讨论了激光光强分布、窗口镜旋转、大气压差及后表面吹气对窗口镜温度和应力分布的一般规律。研究表明：光强均匀分布使窗口镜能承受更高的激光功率密度；窗口镜在一定速度下旋转时，最高温度有所降低，且温度分布明显被均匀化；大气压差的存在，使得后表面应力变大，前表面变小；后表面吹起气流越大，后表面的温度和应力越小，冷却效果越好，但对激光器输出光束质量影响越大，因此需综合考虑吹气速度和气体温度。
激光器 氟化氘激光器 窗口镜 环形光束 热效应 光学学报
2014, 34(s1): s114013
将自由空间光耦合进单模光纤产生超连续谱的实验中,空间光与单模光纤的耦合效率是其中的一个关键问题。常采用的单透镜或显微物镜进行耦合存在耦合效率低、调整难度大、端面易损伤等问题。提出了先将自由空间的光耦合进纤芯尺寸较大的单模光纤,然后将纤芯较大的单模光纤和纤芯较小的单模光纤进行熔接。实验结果表明,改进的耦合系统耦合效率大大提高,达到60％以上,且调整难度降低,光纤端面的损伤概率降低,大大提高了超连续谱产生的效率。
光纤 空间光 耦合效率 单透镜 fiber space optical coupling efficiency single lens 强激光与粒子束
2014, 26(3): 031006
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
对高功率半导体泵浦固体激光器(DPL)系统的可靠性进行了分析, 根据GO法的原理构建了DPL系统的GO图; 利用GO法计算公式, 得到了系统故障率和平均无故障工作时间等重要可靠性指标。结果符合实验室经验值。最后分析了各部件的故障率的重要度, 讨论了改善高功率DPL系统可靠性的措施, 对系统的使用和维修等工作具有参考意义。
GO法 半导体泵浦固体激光器 可靠性 故障率 维修率 GO methodology diode-pumped solid-state laser reliability failure rate repair rate 强激光与粒子束
2014, 26(2): 021005
基于有限元Comsol Multiphysics软件，模拟计算了长时间出光条件下反射镜的温度分布和热变形分布。对热变形引起的波像差采用前65阶Zernike模式分解，计算了不同时刻对应的光束质量因子，结果表明：光束质量因子主要来源于离焦像差的贡献，其他像差的影响可以忽略。在此基础上建立了光束质量因子与辐照时间的指数拟合关系，其均方根误差为0.0052。
光学器件 反射镜 热变形 Zernike像差 光束质量 激光与光电子学进展
2013, 50(12): 122302
利用双向反射分布函数经验公式推导出激光主动照明条件下的目标反射截面表达式，给出了目标反射截面的一种近似计算方法，基于该方法计算了圆锥体目标反射截面。利用固体激光器和CMOS相机搭建实验系统,实际测量了目标反射截面随入射角度和不同目标体等参数变化时的变化情况，实验系统及数据同提出的方法计算得到的结果基本一致。结果表明，目标形状相同，入射角小于45°时，目标反射截面随着无涂层、白色油漆、灰色油漆逐渐变小，大于45°时白色油漆涂层目标反射截面最大; 在目标表面特性相同的时候，目标反射截面随圆板、圆柱、圆锥渐次减小。
激光主动照明 目标特性 双向反射分布函数 反射截面 active laser illumination target characteristic bidirectional reflectance distribution function reflection section
1 国防科技大学 光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
2 南洋理工大学 电机与电子工程学院微电子系,新加坡 639798
3 63655部队,新疆 841700
利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术实现的超快脉冲激光器具有结构简单紧凑、脉冲序列稳定等优势,在许多领域有着重要用途,自问世以来受到国内外的广泛关注。分析了SESAM被动锁模侧面抽运固体激光器的具体要求,进行了不同条件下的SESAM被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器实验。获得了最高平均功率9.5 W,脉冲重复频率71 MHz,单脉冲能量约141 nJ的皮秒激光脉冲。对SESAM被动锁模侧面抽运Nd:YAG激光器进行了实验和理论分析,对实现高功率连续超短脉冲激光器进行了探讨。
固体激光器 半导体可饱和吸收镜 锁模 侧面抽运 皮秒脉冲
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63655部队, 新疆 841700
利用脉宽为200 ns, 重复频率为3.3 kHz, 功率可调的声光调Q激光器抽运高非线性的光子晶体光纤, 产生了覆盖600 nm到1500 nm展宽的超连续谱(SC), 分析了其产生的原因。研究表明, 在零色散波长抽运时, 光谱展宽以自相位调制为主, 同时三阶色散的影响显著, 传输脉冲发生振荡。研究还发现, 抽运光的峰值功率越高, 得到的超连续谱现象越明显, 展宽越宽。
光谱学 超连续谱 百纳秒脉冲 光子晶体光纤 峰值功率
