红外与激光工程
2022, 51(7): 20210615
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
双飞秒激光绝对距离测量系统具有测量精度高、更新速率快的优点, 然而测量过程中的高斯白噪声会造成测距精度的降低。提出了一种基于卡尔曼滤波技术的提高双飞秒激光绝对距离测量精度的方法, 即通过建立卡尔曼滤波状态空间模型得到测量结果的最优状态估计, 大幅度降低随机过程引入的测量精度损失, 同时可以得到速度信息估计值。实验结果表明, 目标静止时卡尔曼滤波技术可将测量标准差降低近一个数量级; 目标匀速运动时, 稳定状态下三维状态空间模型估计的速度标准差约4 μm/s。
遥感 飞秒激光 激光测距仪 卡尔曼滤波 测速
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室， 光电信息技术教育部重点实验室， 天津 300072
光学整流效应是产生宽带太赫兹波最有效的手段之一，基于光学整流效应产生太赫兹波的方法主要依靠抽运光与非线性晶体之间的相互作用。分别以5 mm的磷化镓（GaP）块状晶体和6 mm的GaP波导结构作为太赫兹波发射晶体，对具有相同功率的贝塞尔光束中心光斑和高斯光束的光学整流效率进行了对比研究。实验结果表明，在GaP块状晶体中，贝塞尔光束的光学整流效率是高斯光束的2.04倍；波导的特殊结构可以使抽运光和太赫兹波之间实现严格的相位匹配，贝塞尔光束的相对效率增加为3.46倍。两种抽运光产生的太赫兹波场均具有高斯分布特性，且贝塞尔光束产生的太赫兹波频谱具有明显的红移特征。贝塞尔光束能够提高光学整流效率，有助于实现高功率、紧凑型的太赫兹源，对推广太赫兹波的应用有显著意义。
物理光学 太赫兹波 光学整流 贝塞尔光束 磷化镓 光学学报
2016, 36(10): 1026010
1 河北师范大学 汇华学院，石家庄 050091
2 陕西师范大学 应用声学研究所，西安 710062
从等离子体中自由电子密度速率方程出发，考虑到脉冲激光在聚焦区域的特征以及液体中光击穿的实验情况，提出了等离子体椭球模型.通过该模型的建立，对自由电子密度速率方程中电子扩散速率进行了修正，在理论上得到了光击穿的阈值.结果表明，等离子体椭球模型计算出水的击穿阈值更符合实验情况.
光击穿 等离子体椭球 阈值 Optical breakdown Plasma ellipsoid Breakdown threshold
陕西师范大学 应用声学研究所陕西省超声学重点实验室，西安710062
以液体中光击穿所激发声场为研究对象，在等离子体椭球模型的基础上，为方便理论计算，简化等离子体椭球模型，提出了等离子体椭圆盘模型，对光击穿所激发声场进行了理论研究.得到了等离子体椭圆盘辐射声场的声压规律，并利用椭圆坐标变换，依据马修函数特性和模态的正交性，求得了等离子体椭圆盘振动位移的解析表达式.
光击穿 辐射声场 等离子体椭圆盘 声压 振动位移 Optical breakdown Radial acoustic field Plasma elliptical dish Sound pressure Vibration displacement
从液体中光击穿所激发声场的柱体模型和靶盘模型出发，运用声学基础的理论原理，提出了等离子体椭球模型，对光击穿所激发声场的方向性进行了理论研究.通过MATLAB仿真得到此声场的方向特性图，进而分析和比较了能量不同、照射区域大小不同的激光束所激发声场的方向性.研究表明等离子体椭球模型更符合实验情况.
光击穿 辐射声场 等离子体椭球 方向性 Optical breakdown Radial acoustic field Plasma ellipsoidal Directivity
1 华中科技大学 武汉光电国家实验室,武汉 430074
2 佛山科学技术学院,广东 佛山 528000
提出和证实了一种光纤环形激光器. 将一个带通滤波器与一个带阻滤波器级联，用一段保偏掺铒光纤作为饱和吸收体，得到了一种单纵模双波长光纤激光器. 结果表明,该激光器波长间隔为0.4 nm，边模抑制比大于49 dB.如果将两个波长进行差拍,该激光器有潜力得到49.85 GHz的微波信号.
光纤激光器 双波长 单纵模 滤波器级联 饱和吸收体 Fiber ring laser Dual-wavelength Single-longitudinal-mode Filter cascade Saturable absorber
1 佛山科学技术学院理学院,广东,佛山,528000
2 华中科技大学光电子工程系,武汉,430074
通过数值分析的方法推导出光纤参量放大饱和信号增益和信号输出功率的数学表达式.计算分三步,首先数值求解描述参量放大过程的非线性耦合方程得出一系列数值,然后用控制变量法找到饱和信号增益的函数形式,最后用最小二乘法拟合出系数(与数字积分结果比较,最大相对误差不超过0.46‰).同样也得出了饱和信号输出功率的表达式.计算结果与已有实验结果相吻合.
光纤通信技术 光纤 光纤参量放大 饱和信号增益 Optical fiber communication technology Optical fibers Optical parametric amplifiers (OPAs) Saturated signal gain
考虑到抽运损耗、走离、色散和非线性等效应,用分步傅里叶方法求解耦合的非线性薛定谔方程组,就强脉冲信号在连续光抽运光纤参变放大器中的放大情况进行了理论研究。研究结果表明,强脉冲信号除经历振幅放大,脉冲时域展宽等过程外,还会发生令人感兴趣的脉冲分裂现象,即一个脉冲信号分裂为两个子脉冲。而且即使在连续光抽运的情况下,走离效应对强脉冲信号的放大也产生了显著影响,即促使两个子脉冲振幅不等以及脉冲漂移。最后,强脉冲信号独特的放大特性用光纤参变放大器的饱和增益特性做了很好的解释,并指出脉冲分裂现象在信号抽样、脉冲压缩、光时分复用系统中有潜在用途。
光通信 光纤参变放大器 分步傅里叶方法 脉冲信号 脉冲分裂
近年来,光纤参量放大的发展非常迅猛.分析了提高光纤参量放大增益、扩展带宽、降低偏振灵敏度的几种重要方法,并就光纤参量在分立式集中放大、透明的波长转换、归零脉码生成、O-TDM开关、全光抽样、可擦除全光缓存、3R再生等方面的典型应用进行了全面综述.光纤OPA在DWDM系统、全光网等领域将有非常广泛而重要的运用.
光纤参量放大器 相位匹配 参量过程 四波混频
