红外与激光工程
2023, 52(2): 20220159
在恐怖袭击中,爆炸袭击为最常见的恐怖袭击方式,爆恐袭击已经严重威胁公众的日常生活,因此对爆炸物的检测越来越受到关注。通过激光诱导击穿光谱技术在空气和低气压条件下分别对RDX和TNT两种有机爆炸物进行检测,检测到原子谱线和分子谱线两种特征谱线,发现CN (421.3 nm)和C2 (516.2 nm)是有机爆炸物最有研究价值的两条谱线。研究结果表明:谱线强度与样品分子式比以及分子结构有关,分子谱线比原子谱线更具有研究价值。与空气条件相比,低气压环境下RDX的相对标准偏差由5.1 %降低到1.8 %,TNT的相对标准偏差由15.7 %降低到2.7 %,低压环境可以有效提高LIBS检测有机物光谱的分析精密度,增加光谱分析准确性,为LIBS对有机爆炸物的检测和分析精密度提高提供了帮助。
激光诱导击穿等离子体 低气压 有机爆炸物 分析精密度 laser induced breakdown of plasma depression organic explosives analytical precision 红外与激光工程
2022, 51(8): 20210720
红外与激光工程
2022, 51(9): 20210817
红外与激光工程
2021, 50(4): 20200171
对基于变形镜(DM)生成的Airy光束进行了光束特性研究。采用Zernike多项式对立方相位进行分解,建立了由多个Zernike多项式线性组合的相位调谐模型,并对组合中的每一个Zernike多项式引入一个系数。模拟分析了不同Zernike多项式系数对Airy光束结构和光束质量的影响。利用69单元变形镜进行了Airy光束生成实验,测试分析了不同系数组合下的Airy光束强度分布,通过控制Zernike多项式系数实现了Airy光束特性的控制。
自适应光学 Airy光束 Zernike多项式 变形镜 激光与光电子学进展
2020, 57(15): 152601
1 沈阳理工大学 理学院,辽宁 沈阳 110159
2 吉林大学 相干光与原子分子光谱教育部重点实验室,吉林 长春 130012
3 中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳 110016
为了对沈阳市某工业区附近大气中重金属等离子体光谱特性进行研究,采用双脉冲激光诱导击穿光谱技术(Double pulse laser induced breakdown spectroscopy, DP-LIBS)对样品中主要重金属等离子体光谱进行测量分析。通过比较单脉冲(SP)和双脉冲(DP)激发的样品等离子体光谱,发现采用DP-LIBS技术可以很好地增强等离子体光谱的强度。研究DP-LIBS光谱强度随两个脉冲激光的间隔时间变化,在脉冲间隔为15 ?滋s时样品中重金属等离子体光谱得到了最大的增强。同时DP-LIBS技术也会提高样品等离子体光谱的稳定性,谱线的相对标准偏差由6%降低为3%左右。最后对样品等离子体的电子温度及电子密度随双脉冲间隔时间的变化情况进行了研究。
激光诱导等离子体 双脉冲激光 脉冲间隔时间 大气重金属 laser-induced plasma double pulse laser pulse interval atmospheric heavy metals 红外与激光工程
2019, 48(10): 1005006
为了获得高光束质量的脉冲固体激光输出,研究了高斯非稳腔固体激光器的模式分布。运用边界有限元法将谐振腔内光场衍射积分方程转化成矩阵方程组, 模拟分析了平凸高斯非稳腔内光阑位置、孔径大小以及高斯镜参数对输出光束模式的影响。基于理论模拟结果对激光器结构参数进行了优化, 分别测量了腔内不同光阑位置和孔径下的激光器输出光束振幅及模式分布情况。在光阑半径为1 mm、光阑距高斯镜为150 mm、泵浦电压为900 V的实验条件下, 光束质量M2x=19、M2y=23, 激光最大输出能量为280 mJ的高光束质量激光输出。实验结果表明, 在腔内加入选模光阑以及优化高斯镜参数可以进一步改善腔内模式分布, 获得高光束质量激光输出, 这与理论模拟结果基本相符。
非稳腔 高斯镜 模式分布 边界有限元法 unstable cavity Gaussian mirror distribution mode boundary finite element method
1 沈阳理工大学 理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 鞍山紫玉激光科技有限公司, 辽宁 鞍山 114044
研制了二极管(LD)侧面泵浦Nd∶YVO4高重复频率355 nm紫外激光器, 针对Nd∶YVO4激光晶体的增益高、泵浦带宽宽的优点, 激光器采用LD均匀三角侧面泵浦结构, 利用声光调Q方式, 选用Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配的LBO非线性晶体, 设计了腔内三倍频V型谐振腔结构, 获得了高重频、高增益的355 nm紫外激光输出。在泵浦LD电流为30 A、重复频率为20 kHz时, 355 nm激光输出最大平均功率达到了8.5 W, 激光脉冲宽度为37 ns, 1 064 nm基频光到355 nm紫外激光的光-光转换效率为25.8%, 紫外激光泵浦阈值约为16 A。
LD侧面泵浦Nd∶YVO4 紫外激光 高重频 LD side-pumped Nd∶YVO4 ultraviolet laser high repetition rate
1 沈阳理工大学 理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 鞍山紫玉激光科技有限公司, 辽宁 鞍山114000
利用MOPA激光种子源, 结合氙灯泵浦行波放大方法研制了高能量脉宽可调1 064 nm波段激光器。激光器采用电调制脉宽方式控制MOPA光纤激光器脉冲信号的输出, 在保证高光束质量的前提下, 实现了脉宽8.6~220.9 ns可调的1 064 nm种子激光输出。选用双通放大级设计, 利用氙灯泵浦Nd:YAG晶体实现五级行波放大, 分析讨论了抑制自激振荡方法和行波放大过程中脉宽变窄的原因。当氙灯注入能量为60 J, 重复频率10 Hz时, 实现了脉宽调范围为4.2~173.3 ns的稳定1 064 nm激光输出, 单脉冲能量最高可达158 mJ。
脉宽可调 全固态激光器 氙灯泵浦 MOPA放大器 pulse width tuning solid-state laser xenon-lamp pumping MOPA amplifier 红外与激光工程
2019, 48(4): 0405005
1 沈阳理工大学 理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 鞍山紫玉激光科技有限公司灯泵实验室, 辽宁 鞍山 114044
为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器, 采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔, 加以电光调Q, 得到1 064 nm高光束质量激光输出, 再将其进行行波放大, 获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用 Ⅰ 类相位匹配LBO晶体进行二倍频、 Ⅱ 类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试, 最终获得了单脉冲能量为608 mJ、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率, 可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。
固体激光器 高转换效率高能量 LBO晶体 355 nm紫外激光器 solid laser high efficiency and high energy LBO crystal 355 nm UV laser