1 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
3 西交利物浦大学,江苏 苏州 215123
可快速连续调谐的小尺寸窄线宽外腔半导体激光器是调频连续波(FMCW)激光雷达、量子技术等领域的核心器件。通过紧凑的反馈光路设计,采用腔长为2.5 mm的法布里-珀罗腔(FP腔)反馈压窄线宽,并结合压电陶瓷(PZT)进行腔长扫描,组装了波长为1550 nm的小型化可调频的激光样机。采用光纤长度为1 m的马赫-曾德尔干涉仪,在重复频率为0.1、1.0、10.0、100.0 kHz下分别测得激光器无跳模的连续调谐范围为25.0、21.6、18.0、10.0 GHz。基于20 km长光纤的延时自外差法,测得3 dB线宽约为10 kHz。未来通过更加紧凑的光路设计,可以获得更大调频范围的超窄线宽激光。
激光器 连续调频 法布里-珀罗外腔半导体激光 自注入锁定 中国激光
2023, 50(23): 2315001
中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州 215123
基于外差相干检测的随机相位调制连续波激光测距具有灵敏度高、对背景噪声容忍度高等优点,但传统的解调方法都是基于序列移位相乘和傅里叶变换,需要消耗大量计算资源和计算时间。提出并验证了一种针对随机相位调制连续波激光测距的快速解调方法,通过对回波外差信号进行傅里叶变换得到多普勒频移,解调出目标速度信息,然后通过数字下变频获得回波信号的正交分量,最后利用傅里叶变换在频域实现伪随机调制序列与回波信号的循环卷积,得到目标的位置信息。在原理验证实验中,使用长度为2 047的11阶伪随机二进制序列,调制速率为40 MHz,利用快速解调方法从回波信号中成功恢复了目标位置和速度,并在光纤中实现了2.7 m的距离分辨率。
激光测距 相位调制 相干探测 伪随机码 Laser ranging Phase modulation Coherent detection Pseudo-random code
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对空间环境下的大面阵光学望远镜的大尺寸快门, 设计了一种关于空间环境的高保真寿命试验方案。该方案以大口径真空罐为平台, 充分考虑了大尺寸快门在空间运行时面临的复杂环境因素, 为其提供了极为真实的在轨运行环境。针对该快门在轨开合100万次的寿命指标, 设计了具体的试验方案, 并搭建了高保真空间环境试验平台, 利用加速寿命试验的原理使快门机构在真空罐中运行。结果表明该试验方案可为快门提供极为真实的空间在轨运行环境, 能够支撑其完成100万次的开合动作。
空间 大尺寸快门 寿命试验 高保真 space large size shutter life test high fidelity
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所中国科学院纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
小尺寸低功耗的超窄线宽半导体激光是相干通信、光纤传感等领域的核心器件。采用品质因子Q>10 8且腔长为7 mm的法布里-珀罗光腔,设计并封装了波长为1550 nm的环形结构的小型自注入锁频激光样机,采用基于100 km光纤的自延时外差方法,测得3 dB线宽约为200 Hz, 洛伦兹拟合线宽约为20 Hz。未来可通过提高Q值,改进封装,进一步压窄激光线宽,提供比光纤窄线宽激光性能更加优异的小型窄线宽激光产品。
激光器 自注入锁频 窄线宽 外腔半导体激光 法布里-珀罗光腔 光反馈 中国激光
2021, 48(17): 1715001
为了提高芯棒尺寸并同时保持理想的沉积效率和合格的光学参数, 采用气相轴向沉积法对影响芯棒尺寸的主要因素进行研究, 优化沉积喷灯数量、包灯SiCl4流量和soot体提升速率。实验结果表明: 三喷灯沉积工艺中, 增加第一、第二包灯SiCl4原料流量至4.0 slm、5.0 slm且降低提升速率至85 mm/h时, 沉积速率显著提高至15.8 g/min, soot体密度增大至0.319 g/cm3, 芯棒尺寸增大至99.1 mm, 同时兼顾沉积效率至52.2%, 并保持良好的G.652D单模光纤折射率剖面。
气相轴向沉积法 大尺寸芯棒 喷灯数量 SiCl4流量 提升速率 沉积效率 vapor phase axial deposition method large size core rod number of deposition blowtorch SiCl4 flow rate lifting rate deposition efficiency
1 国网江苏省电力公司 电力科学研究院, 南京 211103
2 北京北创芯通科技有限公司, 北京 100176
3 中国科学院 沈阳自动化研究所, 沈阳 110016
为了解决传统工具和方法难以经济、高效、安全地清除架空输电线路异物的问题, 提出了陆基定向能红外激光远程切割清除架空线路异物的方法, 并进行了理论分析、有限元仿真和实验验证。基于上述研究, 研制了架空线路异物激光清除设备, 并进行了模拟实验和现场工程应用。结果表明, 清除异物所需最小功率密度为20W/cm2, 该功率密度的激光对导线不会造成损伤。该设备可远程、快速、带电、安全地清除架空线路异物。
激光技术 异物清除 有限元仿真 最小功率密度 导线损伤 laser technique removal of foreign body finite element simulation minimum power density conductor damage
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
为提高航空拍摄的成像质量, 像移补偿技术已经成为科学研究的技术热点, 而载机飞行的速高比值是像移补偿技术中不可或缺的重要参数。本文全面阐述了一种基于图像匹配的精确测量速高比值的新方法, 该方法反向利用像移补偿公式来测量瞬时速高比值, 实现了测量过程的数字化, 小型化, 经过理论推导得出速高比测量相对误差可达到0.5%, 有效提高像移补偿精度。
航空相机 速高比 图像匹配 像移补偿 aerial camera V/H image matching image motion compensation
1 军械工程学院信息工程系, 石家庄 050003
2 中国人民解放军73903部队, 福建 厦门 361100
随着无序量测算法研究的不断深入, 分布式系统中的无序航迹融合估计问题也已经引起了研究者的关注。针对带有反馈的分布式结构下的无序航迹问题, 提出了基于递推融合NALE判决机制的融合算法。算法采用递推融合NALE判决机制, 在融合中心递推处理周期内无序到达的局部估计。而后, 在系统融合周期结束时刻将全局估计反馈到局部处理器。通过理论分析和仿真实验说明算法可有效处理无序航迹问题, 同时提高了系统稳定性和实时性。
目标跟踪 航迹融合 无序航迹 分布式融合估计 target tracking track fusion out-of-sequence track distributed fusion estimation