哈尔滨工业大学航天学院可调谐激光技术国家级重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
首先，利用有限元分析方法，仿真模拟了石英音叉的应力和表面电荷分布，设计并加工了一种T字头石英音叉。经过实测，此T字头石英音叉的共振频率为8930.93 Hz，Q值为11164，叉指间距为1.73 mm，与目前广泛应用的商用石英音叉相比，T字头石英音叉的共振频率降低了73%，品质因数提高了22%。然后，通过测量水汽对其传感性能进行验证，发现相比于商用石英音叉，基于T字头石英音叉的石英增强光声光谱（QEPAS）系统信噪比提升了60.65%。最后，给出了石英音叉下一步优化的方向。
遥感 石英音叉 石英增强光声光谱 有限元分析 品质因数 信噪比 光学学报
2023, 43(18): 1899910
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
采用压缩感知太赫兹数字全息技术进行连续场景的三维重建,其中,影响重建结果的控制参数主要有迭代次数和稀疏限制参数。首先,仿真重建了三个层面的连续场景与分立场景全息图,并进行了对比分析。其次,改变迭代次数,给出重建结果随稀疏限制参数的变化曲线,找到本次实验的最佳控制参数。仿真结果表明,当重建平面数目为4,迭代次数为300次,稀疏限制参数为不大于0.02时,重建图像的质量较好。
成像系统 太赫兹三维成像技术 压缩感知 连续型场景 控制参数 激光与光电子学进展
2020, 57(22): 220901
哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨150001
报道了2 μm被动调Q的Ho∶YAG激光器, 该激光器采用Tm3+光纤激光器作为泵浦源, 使用多层石墨烯作为可饱和吸收体。在连续波激光输出模式下, 当泵浦功率为4.2 W时, 获得了750 mW激光输出, 输出激光中心波长为2.09 μm, 斜率效率为29.6%。在连续波激光器谐振腔中插入多层石墨烯可饱和吸收体并调整谐振腔, 获得了脉冲激光输出。当泵浦功率为4.2 W时, 获得最小脉冲宽度3.1 μs、重复频率66.6 kHz的脉冲激光输出, 其最大平均输出功率为170 mW, 斜率效率为12.6%, 光束质量因子M2x=1.15, M2y=1.12。
固体激光器 被动调Q 多层石墨烯 solid-state lasers passively Q-switched Ho∶YAG Ho∶YAG multilayer graphene
1 广东工业大学 自动化学院，广州 510006
2 哈尔滨工业大学 航天学院 光电子技术研究所，哈尔滨 150001
为了解决燃气轮机叶片后缘轮廓的测量和模型化的难题，采用了基于概率密度的最小二乘圆拟合方法，通过对数据重复拟合过程若干次，求得每组的拟合圆心坐标和半径，以概率密度分布的最大值作为最优拟合值。通过数据仿真，对拟合数据误差进行了理论分析和实验验证，验证了该方法的可行性和鲁棒性。结果表明，实现了对叶片后缘轮廓的拟合和数据的参量估计，精度达到±0.01mm，求得圆拟合的最优圆心坐标和半径；对于直线段和短圆弧组合的叶片后缘，在不知切点和圆弧方程的情况下，能够对叶片后缘轮廓拟合。此方法对叶片后缘轮廓的高精度测量、加工精度以及参量的设计有着重要的指导意义。
测量与计量 概率密度 最小二乘法 叶片后缘 圆拟合 参量估计 measurement and metrology probability density least-square method blade trailing edge circle fitting parameter estimation
1 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室,哈尔滨 150001
2 中国人民解放军92961部队,三亚 572021
提出了一种均匀会聚菲涅尔透镜设计方案,透镜基于离轴聚焦设计,采用方形非旋转对称结构,利用光强叠加实现均匀会聚。文章基于该方法建立了几何聚光比分别为56、100、400和900倍,焦距分别为300 mm、400 mm、500和600 mm的透镜模型,并利用光学仿真软件对其聚光性能进行分析。研究结果表明:基于该方法设计的透镜能够较好地实现均匀会聚,且聚光效率和聚光分布均匀度均超过80％,可以满足聚光光伏需要。
光学设计 均匀会聚 菲涅尔透镜 聚光光伏 optical design uniform concentrating Fresnel lens concentration photovoltaic
1 黑龙江科技学院 电气与信息工程学院,哈尔滨 150027
2 哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001
通过对线性、非线性以及相变激光防护材料性能的简要比较,综合分析半导体材料、金属酞菁类化合物、C60及其衍生物、无机金属团簇化合物及碳纳米管材料的光限幅特性。基于碳纳米管材料具有限幅阈值低、限幅波段宽、响应时间短等优势,进一步论述了其在光限幅应用中的研究进展,指出该光限幅材料在材料化及器件化方面需要更深入的探索,以期能够更好地用于光限幅领域。
非线性光学 光限幅 激光防护 碳纳米管 nonlinear optics optical limiting laser protection carbon nanotubes
哈尔滨工业大学光电子技术研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
利用频率为2450 MHz,功率可调范围为0～600 W的微波源放电激励烷基碘化物C2H2F3I,观测了碘原子1.315 μm发射谱,并分析了微波激励过程中发生的主要动力学过程。不同压力下重复实验,在介质气体压力分别为50 Pa,60 Pa和160 Pa时均观测到了1.315 μm处的波峰输出,这说明通过微波激励C2H2F3I可以产生1.315 μm的发射。此外,还采用放大自发辐射(ASE)法研究了微波激励C2H2F3I条件下1.315 μm发射谱的增益特性。测量小信号增益系数时加入缓冲气体He,在总压力为150Pa(C2H2F3I和He以1:2混合)和微波源功率为400 W时测得微波激励C2H2F3I条件下1.315 μm发射谱的小信号增益系数为1.02% cm-1。
激光技术 碘激光 发射谱 增益
哈尔滨工业大学,光电子技术研究所,黑龙江,哈尔滨,150001
利用微波放电激励高纯氮,并采用放大自发辐射法,研究了不同微波激励功率和不同N2气压条件下N2分子二聚物352.3 nm辐射的增益特性.给出了沿放电管轴线N2分子二聚物352.3 nm辐射的小信号增益系数随微波激励功率和充入放电管N2气压变化的规律.研究结果表明当微波功率大于100 W时,充入N2气压在330～1 800 Pa范围内,N2分子二聚物在352.3 nm处存在受激辐射特性.当微波功率为500 W,充入放电管的N2气压为1 100 Pa时,N2分子二聚物352.3 nm辐射的小信号增益系数最大为1.08% cm-1.另外,还给出了N2分子二聚物352.3 nm辐射增益沿放电管径向分布情况. N2分子二聚物352.3 nm辐射的增益系数在放电管中心最小,接近管壁时最大.
放大自发辐射 二聚物 增益
哈尔滨工业大学光电子技术研究所,哈尔滨,150001
采用分子轨道从头算方法,分别在HF、MP2和B3LYP水平下对三种全氟烷基碘化物分子CF3I、C2F5I和n-C3F7I的振动红外光谱和喇曼光谱进行理论计算,给出了各频率所对应的振动模式对称性、红外谱线相对强度及喇曼活性.结合计算值和实验值对三种全氟烷基碘化物分子的振动光谱进行了讨论,结果表明理论计算值与实验观测值吻合得很好.
全氟烷基碘化物 振动光谱 从头算 红外强度 喇曼活性 Perfluoroalkyl iodide Vibrational spectra Ab initio Infrared intensity Raman activity 原子与分子物理学报
2005, 22(4): 646
1 哈尔滨工业大学,光电子技术研究所,黑龙江,哈尔滨,150001
2 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033
3 吉林大学,物理学院,吉林,长春,130023
4 哈尔滨工业大学,光电子技?跹芯克?黑龙江,哈尔滨,150001
为改进传统分束光栅的设计中不考虑光栅的实际周期长度、光栅深度、基底厚度等因素对各透射级次光波振幅的影响,设计结果与实际制作光栅的分束效果相比差距较大的不足之处,基于矢量衍射理论,提出了光栅分束器的改进设计方法.改进前后的主要不同之处在于计算透过率函数时是否考虑光栅实际参数对入射光的影响.由于比传统方法的设计基础更严格,因而从与实验结果的对比情况看,改进方法提高了设计结果与实际情况的符合程度.
光栅分束器 矢量衍射理论 改进方法
