1 中国船舶集团有限公司第七一八研究所，河北 邯郸 056027
2 河北省化学与气体激光重点实验室，河北 邯郸 056027
研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔，调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征，在实验中搭建了离轴非稳腔（X方向为平凹稳定腔，Y方向为共焦非稳腔）导引光研究装置，通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束，开展了光腔准直与导引光远场图样研究，实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明：离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同，调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样，该图样亮度较高，可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑，其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。
激光光学 离轴非稳腔 多光束干涉 调腔方法 远场光斑
中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北 邯郸 056027
提出并研究了一种气流方向Z型折叠离轴混合非稳腔，应用在小型化DF气流化学激光装置中(增益体积为30 mm×40 mm×125 mm)，实现了平均功率550 W、光束质量β值1.8(稳定腔方向β值为1.5，非稳定腔方向β值为1.9)、光谱覆盖3680～4089 nm的中红外连续激光输出。该腔在气流方向是平凹稳定腔，并且进行了Z型折叠以减小稳定腔方向上的增益尺寸；在高度方向是正支共焦非稳腔。针对稳定腔方向上远场光斑从高阶横模振荡到基横模振荡的物理过程进行了理论计算与实验研究，光腔振荡的计算结果与实验结果吻合较好。计算与实验结果表明，气流方向Z型折叠离轴非稳腔可用在小型化、紧凑型DF气流化学激光装置中，实现高功率、高光束质量中红外连续激光输出。
激光器 离轴混合非稳腔 DF气流化学激光 光束质量 中红外激光 中国激光
2022, 49(23): 2301007
中国船舶重工集团公司第七一八研究所, 河北 邯郸 056027
基于惠更斯-菲涅耳衍射理论进行数值计算,发现柱面望远镜整形系统的柱面镜旋转失调不仅会导致平行光束远场焦斑旋转倾斜,还会导致其在倾斜方向上出现拉长、离焦现象,该像差来源于柱面镜旋转导致的像散与离焦的叠加,上述结果说明远场焦斑的离焦也可以出现在旋转失调的柱面镜整形系统中。此外,定量给出包含激光中心波长、整形光束尺寸、柱面镜间距、放大率的归一化相位系数与远场焦斑形态的相关关系,该系数可以用于评判柱面整形系统对柱面镜旋转失调的敏感度。最后搭建了相应的实验装置进行验证,实验结果与计算结果较好地吻合。
光束整形 柱面镜 母线旋转 远场焦斑 中国激光
2020, 47(11): 1105001
1 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东 广州 510640
2 广东省新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室, 现代材料表面工程技术国家工程实验室, 广东 广州 510651
针对Ti-6Al-4V合金植入体存在的应力屏蔽问题,采用选区激光熔化技术成形了不同孔径和孔隙率的多孔Ti-6Al-4V合金结构,对样品的相对密度、成形精度、微观组织、压缩性能和弹性模量等进行表征。结果表明,原始打印态多孔Ti-6Al-4V合金结构的显微组织为细针状α'马氏体组织;不同相对密度的多孔Ti-6Al-4V合金结构,其相对密度从0.420升高到0.548时,弹性模量从15.1 GPa升高到25.7 GPa,抗压强度也从223 MPa升高到了352 MPa,且弹性模量、抗压强度随相对密度变化的关系满足Gibson-Ashby模型。此外,多孔Ti-6Al-4V合金压缩断裂发生在支杆连接处,断口与水平方向约成45°夹角,断裂方式为脆性断裂。
激光光学 选区激光熔化 多孔Ti-6Al-4V合金 弹性模量 应力屏蔽 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011403
1 西安理工大学 理学院,陕西 西安 710048
2 西安工程大学 理学院,陕西 西安 710048
3 北方夜视技术股份有限公司 西安分公司,陕西 西安 710065
4 西安理工大学 自动化学院,陕西 西安 710048
为了更好地将液晶器件应用于选通成像系统中,从理论上推导出了液晶器件透过率与波长、折射率、电压之间的关系。从双折射率与光强的关系定量分析了扭曲向列相液晶的色散效应。用光栅光谱仪选择380-1 100 nm波段,以SONY公司LCX023CMT型号的TFT-LCD为样品,测试了液晶器件在不同灰度级和波长下的透射率。研究结果表明:液晶器件在可见光波段色散较小,随着灰度值的增加,色散增大;通过自制的光强局部选通成像系统对同一物体进行了对比拍摄,选通后的照片表明液晶器件的色散对成像质量影响不大;该液晶器件对红外光线有近12%的透过率,证明其可以实现近红外波段的强光局部选通成像。
液晶 色散 选通成像 liquid crystal dispersion gated imaging
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048
2 西安理工大学理学院，陕西西安710048
鉴于CCD相机在强光照射时会产生光晕，CCD敏感面像素之间互相影响，进而导致成像模糊不清，提出一种克服光晕现象的像质增强算法。利用HTPS（高温聚硅）液晶具有可实时控制各像素光透过率的特性，使液晶和主CCD由光纤光锥进行像素一对一耦合。用Cyclone II芯片作为图像处理单元，测光CCD采集图像信息，控制液晶改善图像质量。实验结果表明，该系统能够精确控制HTPS液晶上每个像素的透过率，使CCD相机能在强光下正常成像，其灰度分辨能力提高了1倍，从而提高了图像的清晰度。
图像处理 硬件描述语言 HTPS液晶 局部选通 image processing Verilog HDL HTPS liquid crystal partial gating CCD CCD
华中师范大学 物理科学与技术学院,湖北 武汉 430079
经验模态分解(EMD)方法是一个以信号极值特征尺度为度量的时空滤波过程,它充分保留了信号本身的非线性和非平稳特征,在信号的滤波和去噪中具有较大的优势。文章在介绍EMD分解方法的基础上,结合EMD的多尺度滤波特性,提出了一种新的拉曼光谱去噪方法——EMD阈值去噪法。该方法首先对含噪的拉曼光谱信号做EMD分解,得到各阶本征模态函数(IMF),然后对高频的IMF分量用阈值法进行处理,把经过阈值处理后的高频IMF分量与低频IMF分量叠加得到重构的信号,即去噪信号。通过处理对二甲苯的拉曼光谱信号,分析了在不同噪声水平上不同去噪方法的处理效果。实验结果表明EMD阈值去噪法有效地去除了噪声,较好地保留了光谱的细节信息,与小波阈值去噪方法相比较具有自适应的优势,在拉曼光谱去噪中有很好的应用前景。
经验模态分解(EMD) 拉曼光谱 小波去噪 Empirical mode decomposition (EMD) Raman spectra Wavelet denosing Signal to noise ratio
为了准确获取水下运动目标的运动轨迹,提高测量的数据率,提出了一种基于合作目标的激光水下定位方法。通过在被测目标上加装合作目标,利用合作目标的全反射特性,实现了脉冲式激光水下测角与测距的功能。介绍了激光水下定位的方法和系统组成,给出了水下定位的数学模型及测量结果。模拟实验结果表明,该方法具有一定的工程应用价值。最后,结合工程应用,对激光水下定位需要解决的一些实际问题进行了分析。
激光水下测量 蓝绿激光 水下定位 合作目标 underwater laser detection blue-green laser underwater localization cooperative target
