Author Affiliations
Abstract
1 Henan Key Laboratory of Magnetoelectronic Information Functional Materials, School of Physics and Electronic Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China
2 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
A passively switchable erbium-doped fiber laser based on alcohol as the saturable absorber (SA) has been demonstrated. The SA is prepared by filling the gap between two optical patch cords with alcohol to form a sandwich structure. The modulation depth of the alcohol–SA is measured to be 6.4%. By appropriately adjusting the pump power and the polarization state in the cavity, three kinds of mode-locked pulse patterns can be achieved and switched, including bright pulse, bright/dark soliton pair, and dark pulse. These different soliton emissions all operate at the fundamental frequency state, with a repetition rate of 20.05 MHz and a central wavelength of ∼1563 nm. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a switchable soliton fiber laser using alcohol as the SA. The experimental results further indicate that organic liquid-like alcohol has great potential for constructing ultrafast lasers.
optical solitons fiber lasers alcohol pulsed lasers Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031403
1 中国科学院上海应用物理研究所，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院上海光源中心，上海 201204
基于回声增强高次谐波产生，提出了能够产生软X射线波段双色自由电子激光脉冲的方案，并对该方案进行了理论模拟和关键技术研究。研究给出了双色种子激光的产生方案，搭建了双色种子激光系统，该系统可以产生中心波长分别为264.8 nm和265.3 nm、脉冲延时可调的双色种子激光。基于该双色种子激光，在模拟中最终可以得到波长分别为5.884 nm和5.894 nm、峰值功率约为300 MW、脉冲延时可调的软X射线双色自由电子激光辐射脉冲。
X射线光学 双色 软X射线 自由电子激光 回声增强高次谐波产生
1 河南理工大学材料科学与工程学院，焦作 454000
2 河南省建筑科学研究院有限公司，郑州 450053
本文探讨了减缩剂(SRA)对碱激发煤矸石-矿渣(AACGS)胶凝材料力学性能和干燥收缩的影响，进一步分析掺入SRA后水化热、水化产物及微观结构的变化规律。结果表明：掺入3%（质量分数）SRA明显降低了AACGS胶凝材料的力学性能，但随着水化的进行，降低幅度逐渐减小；随着SRA掺量的增加，干燥收缩显著减小。微观分析表明，SRA的掺入没有导致新的水化产物生成，但延缓了水化反应，抑制了碱激发材料早期的聚合反应，增加了碱激发胶凝材料的孔隙率，这也是SRA使AACGS胶凝材料力学性能降低的原因。SRA并没有明显改变孔隙溶液中碱金属离子的浓度，水化进程的延缓和固相结构的形成是其降低AACGS砂浆干燥收缩的主要原因。
碱激发胶凝材料 矿渣 煤矸石 力学性能 干燥收缩 孔隙溶液 微观结构 alkali-activated cementitious material slag coal gangue mechanical property drying shrinkage pore solution microstructure
1 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204
先进光源的发展在前沿科学研究中发挥的作用越来越重要。近十年来, 飞速发展的自由电子激光技术为科学家们提供了探索未知世界、发现新科学规律和实现技术变革的重要工具。建成的大连极紫外(EUV)相干光源的运行波段为50~150 nm, 单脉冲能量大于100 μJ, 且可提供10-12 s和10-13 s量级的超快激光脉冲, 是我国第一台自由电子激光用户装置, 并且是国际上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光用户装置, 在世界范围内为用户提供具有高峰值亮度和超短脉冲的极紫外激光。大连EUV相干光源是由国家自然科学基金委资助、由中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所共同承担的重大科学仪器研制项目, 目标是打造一个以先进极紫外光源为核心、主要用于能源基础科学研究的光子科学平台。
激光光学 自由电子激光 极紫外激光 能源基础研究
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100191
为了提高陀螺的精度,提出了一种新型双光程光纤陀螺.在光纤环两端各连接一个偏振分束器,使得偏振光依次沿保偏光纤的快轴、慢轴传输两圈,其有效光程加倍,进而实现陀螺的Sagnac效应加倍.针对该光纤陀螺在温度场扰动下的非互易问题,分析了其特殊结构带来的温度致非互易误差,利用有限元分析法建立了相应的Shupe误差模型,并对光纤环90°熔点位置、光纤环折射率温度系数改变对Shupe误差影响进行了相应的理论计算与仿真分析,结果表明90°熔点置于光纤环中点或者选用折射率温度系数满足特定条件的光纤环可减小其Shupe误差.
光纤陀螺 Shupe误差 有限元 保偏光纤环 双光程 Fiber optic-gyroscope Shupe bias error Finite element Polarization maintaining fiber coil Double optical length 光子学报
2014, 43(10): 1006001
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
光路系统的偏振误差极大地制约着双光程光纤陀螺精度的提高。为了提高新型双光程光纤陀螺的精度，利用相干矩阵和琼斯矩阵对光路中光学器件和熔接点的光学参数进行描述，通过分析顺时针光波与逆时针光波中耦合次波列与主波列间的相干叠加机理，建立了相应的偏振误差模型。利用Matlab以接近于工程实际的参数设置，对光路系统中熔接点、各光学器件缺陷对偏振误差的影响进行了仿真分析，并在此基础上提出了一种可有效抑制双光程光纤陀螺偏振误差的尾纤匹配法。仿真结果表明，通过适当的尾纤长度匹配，双光程光纤陀螺的偏振误差由0.145°/h减小为0.017°/h，其随温度变化的峰谷值也由0.25°/h减小至3×10-4°/h，双光程光纤陀螺的偏振误差得到有效抑制。
光纤光学 光纤陀螺 偏振误差 相干矩阵 耦合次波 双光程 光学学报
2014, 34(10): 1006002
中南民族大学激光光谱应用实验室, 湖北 武汉 430074
应用激光击穿光谱法(LIBS)探测了体液中各种物质的含量。脉冲Nd:YAG激光器产生的波长1064 nm的激光束(脉宽10 ns,重复频率10 Hz,激光能量约300 mJ)经凸透镜聚焦后,击穿模拟体液(质量分数为10%葡萄糖和0.9%NaCl的混合水溶液)产生激光等离子体,利用中阶梯光谱仪和像增强CCD(ICCD)探测其光谱信号,开展相应的激光击穿光谱研究。实验结果表明应用激光击穿光谱的技术完全可以同时检测出溶液中的有机物(葡萄糖)和金属离子,而且金属离子的检测灵敏度明显优于有机物,各待测物质的特征谱线强度与其含量存在指数关系。该方法为体液中微量元素的精确测量提供了实验依据。
光谱学 光谱分析 激光击穿光谱 葡萄糖溶液 NaCl溶液
利用Nd:YAG激光器产生的1.06 μm激光束(脉冲能量为500 mJ,脉冲宽度为10 ns, 重复频率为30 Hz)聚焦形成长约8 cm、直径5 cm的激光大气等离子体柱,分别沿激光束方向和垂直于激光束方向探测了该等离子体柱的空间分辨光谱,并由此反演得出电子密度和电子温度空间分布特性.实验结果表明:激光大气等离子体中各种离子和电子呈泪滴型分布,即沿激光束方向不对称,而垂直激光束方向对称分布,最大电子密度1018/cm3,最高电子温度3000 K.
激光大气等离子体 光谱测量 电子密度 电子温度
1 中南民族大学电子信息工程学院激光光谱实验室,湖北,武汉,430074
2 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北,武汉,430074
利用脉冲Nd:YAG激光器、光谱仪、ICCD等设备设计了一套激光诱导击穿光谱测试实验装置,并采用该装置对氯化钾溶液的全谱进行了测量,得到了含量为1mg/l 的镁(Mg),3mg/l的钙(Ca),20mg/l的钠(Na)的线状谱线.实验结果表明,对氯化钾溶液做定性分析时,延时是一个非常重要的参数.合理地选取延时,利用激光诱导击穿光谱方法可以快速准确地同时检测到多种微量金属元素.同时定性分析也证明了利用激光诱导击穿光谱方法探测废水中的微量有毒金属的可行性.
激光诱导击穿光谱 氯化钾溶液 微量 延时
1 中国科学院,武汉物理与数学研究所,武汉,430071
2 中国科学院,研究生院,北京 100080
3 中南民族大学,电信学院,武汉,430074
报道了一种用激光雷达方法测量大气湍流的技术,利用发射激光束在空间所需位置产生一个聚焦光斑,通过此光斑处的大气分子瑞利散射机制形成一个空间的人造散射光源,接收系统对此光源的散射光进行探测,测量出从地面到此空间散射光源之间的大气湍流参数.给出了对武汉上空大气湍流测量的初步结果.得到了不同高度层的大气相干长度随时间的变化特性、平均值和起伏均方差,并对实验测量和模型计算的大气折射率结构常数在相应高度段的积分值进行了比较,二者积分值都在10-12量级,得到的结果基本相符.这种测量方法的实现,为测量空间不同方位、不同距离的大气湍流提供了一种新的手段.
大气湍流 激光雷达 大气相干长度 差分像点移动 强激光与粒子束
2006, 18(11): 1769
