作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室, 四川 绵阳 621000中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所, 四川 绵阳 621000
2 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室, 四川 绵阳 621000中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所, 四川 绵阳 621000
3 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
在预混甲烷/空气燃烧的平面火焰炉上, 采用脉冲式光腔衰荡光谱技术(cavity ring-down spectroscopy, CRDS)实现了对OH分子浓度的定量测量。 根据光腔衰荡吸收光谱理论, 选取OH的A2Σ+-X2Π(0,0)电子跃迁带中的P1(2)吸收谱线构搭建了一套激光波长在308.6 nm的脉冲CRDS实验装置。 脉冲CRDS装置中的衰荡光腔是由一对反射率为99.7%的高反射镜组成且其衰荡腔的腔长为270 cm, 并测量空腔(光腔中无火焰)的衰荡时间为2.33 μs。 通过理论分析影响浓度精确测量的实验参数, 分别采用平面激光诱导荧光(planar laser induced fluorescence, PLIF)、 相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Raman scattering, CARS)和脉冲CRDS三种技术精确测量OH的有效吸收长度、 高温火焰的温度和有效的光腔衰荡时间。 当在平面火焰炉上燃烧预混的甲烷(1.1 L·min-1)和空气(15 L·min-1)且在距离炉面高度为6 mm时, 采用PLIF技术测量的有效吸收长度比直接选用燃烧器炉面直径作为吸收长度的精度提高7.1%, 室温下利用CARS技术测量的温度要比热电偶测量的温度精度提高45%, 衰荡光腔内有火焰且选用非OH吸收波长时测得的光腔衰荡时间要比采用空腔时测得的光腔衰荡时间精度提高21.6%。 因此, 通过以上多种测量技术相结合的方式精准测量各实验参量, 最后得到OH分子数密度在距离炉面高度为6 mm时达到最大值(3.59×1013 molecules·cm-3)且OH浓度精度要比于未修正的OH浓度提高了35.6%。 另外, 在不同当量比下(Φ=0.7~1.1), OH粒子数密度都会随着距离炉面高度的增加而减少, 通过曲线拟合发现OH浓度随着距离炉面高度的增加呈e指数衰减。 在同一燃烧高度的富氧燃烧状态下, OH浓度随着当量比的增加而增加; 当甲烷流量保持恒定时, 富氧燃烧状态下的OH浓度要高于低氧燃烧状态下的OH浓度。 在燃烧场中, 采用这种多光谱技术相结合(CRDS-CARS- PLIF)的精准测量方式不仅能够实现对OH浓度精准的定量测量提高了测量精度, 还可为定量测量其他燃烧产物分子的浓度提供技术支撑, 对研究燃烧化学反应起着至关重要的作用。
光腔衰荡光谱 有效吸收长度 高温测量 衰荡时间 OH浓度 CRDS (cavity ring-down spectroscopy) Effective absorption length High-temperature testing Ring-down time OH concentration 
光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3955
李文璐 1,2裴丽 1,2白冰 1,3左晓燕 1,2[ ... ]宁提纲 1,2
作者单位
摘要
1 北京交通大学 全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京 100044
2 北京交通大学 光波技术研究所,北京 100044
3 光子算数(北京)科技有限责任公司,北京 100080
为了适应滤波、波分复用等不同的应用场景,光子滤波器需要具备可调谐以及滤波形状可变的功能。提出一种集成光子储备池结构的新型可调谐光滤波器。该结构由输入层、储层、读出层三部分组成,输入层由2×1多模干涉仪组成,储层由定向耦合器以及波导组成,按螺旋拓扑规律相互连接组成梅花型网格,匹配粒子群寻优算法进行全光域训练,利用读出层的热光调制器和相移器对光信号的幅度和相位进行调整,实现无限冲激响应型与有限冲激响应型可调谐光滤波器。以无限冲激响应型光滤波器仿真结果为例,分析其自由光谱范围与储层中波导长度的关系,以及定向耦合器分光比对透射端透过率的影响。通过设置储层中波导的相位在0~3/2π范围内变化,实现了光滤波器中心波长在一个自由光谱范围(1.18 nm)内的连续可调。该滤波器采用集成光子储备池与粒子群算法结合方案设计,无需考虑储层光网络传输路径的权重配置,仅对读出层权重进行训练,大大简化了网络训练过程。同时,该滤波器具有尺寸小、功耗低、灵活性高、算法可控滤波参数的优势,广泛应用于集成微波光子学和光通信领域中。
集成光学 可调谐光滤波器 光子储备池 粒子群算法 integrated optics tunable optical filter photonic reservoir computing particle swarm optimization algorithm 
红外与激光工程
2023, 52(9): 20220915
作者单位
摘要
1 北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京 100044
2 光纤光缆制备技术国家重点实验室,湖北 武汉 430073
3 长飞光纤光缆股份有限公司,湖北 武汉 430073
4 湖北光谷实验室,湖北 武汉 430073
提出了一种无需预训练的卷积神经网络(CNN)模式分解(MD)算法,该算法利用具有不同感受野的分支结构提升神经网络的学习能力,用于对环芯少模光纤(FM-RCF)复杂耦合进行高精度表征。在仿真测试中,所提方法的模态相对相位和模态权重误差分别减小为传统CNN-MD的1/8与1/5。实验中利用CCD采集RCF输出端实际光斑图像作为算法输入,对3个模式叠加状态下的光斑进行模态权重和相对相位分析,得到重建光斑与实际光斑之间的相似度高于90%。所提算法不易陷入局部最优且无需迭代,处理时间为ms量级,可为RCF的模式表征及性能预测提供理论与技术支持。
光通信 少模光纤 模式分解 深度学习 环芯光纤 
光学学报
2023, 43(4): 0406003
作者单位
摘要
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京 100044
提出了一种用于空分复用的少模光纤,通过采用类似古币图案的矩形辅助环形纤芯折射率剖面结构,该光纤能够消除常规少模光纤中模式组LPmn,am=0,1,2,…;n=1,2,3,…)和LPmn,b之间的空间简并性,同时仍保持低水平的双折射特性,进而显著降低该类模式组在空分复用中的应用难度。在所提出的优化结构中,1550 nm处分离后LPmn,a和LPmn,b的有效折射率差处于(2.2~6.5)×10-4范围,与相邻模式有效折射率差相当,且各模式偏振分离水平均处于10-6量级及以下,较好实现了空间简并显著分离、偏振简并基本不分离的设计目标。仿真分析结果表明,该结构对加工过程具有较大的形变容限。
光纤光学 少模光纤 空分复用 简并模 
光学学报
2022, 42(16): 1606006
作者单位
摘要
郑州大学化学学院 绿色催化中心, 河南 郑州450001
设计合成了一种新型聚集诱导发光分子三苯乙烯炔金-三苯基膦(1)。1溶解在DMSO中几乎无荧光, 在固体状态下具有明亮的蓝色荧光, 表现出典型的聚集诱导发光性能。研究表明, 其聚集诱导发光特性来自于限制分子内旋转机理。1在水溶液中表现出对Hg2+的荧光猝灭响应, 并表现出良好的选择性和抗干扰能力。
聚集诱导发光 金配合物 汞离子检测 aggregation-induced emission gold complex Hg2+ detection 
发光学报
2021, 42(3): 303
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of All Optical Network and Advanced Telecommunication Network, Ministry of Education, Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
We propose and analyze a silicon hybrid plasmonic polarization splitter-rotator with an ultra-short footprint using an asymmetric bent directional coupler on a silicon-on-insulator platform. Benefitting from the large birefringence induced by the bent structure and plasmonic effect, the cross-polarization coupling length is only 5.21 μm. The transverse magnetic to transverse electric polarization conversion efficiency is over 99.9%, with an extinction ratio of 20.6 dB (32.5 dB) for the transverse magnetic (transverse electric) mode at 1.55 μm. Furthermore, the polarization conversion efficiency is higher than 90% while maintaining cross talk below ?19 dB within the bandwidth of 80 nm.
polarization sensitive devices surface plasmons integrated optics devices 
Chinese Optics Letters
2020, 18(4): 041301
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心, 西安 710069
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 空间光学应用研究室, 西安 710119
报道了一种基于电光-可饱和吸收主被动双调Q技术的窄脉冲宽度、高峰值功率946 nm全固态激光器.该激光器采用808 nm 脉冲半导体激光侧面泵浦长尺寸Nd∶YAG 晶体棒抽运方式和双凹型折叠谐振腔结构, 并将横向加压式的双45°角切割掺氧化镁铌酸锂晶体电光调Q与单层二硒化钼被动可饱和吸收调Q相结合, 通过优化设计谐振腔结构, 在脉冲重复频率550 Hz时, 获得了最大单脉冲能量3.15 mJ、脉冲宽度9.1 ns、峰值功率高达346 kW的946 nm主被动双调Q脉冲激光的稳定输出, 脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别达到±2.87%和±3.42%, 光束质量因子分别为M2x=3.851和M2y=3.870.
主被动双调Q MgO∶LiNbO3电光晶体 窄脉冲宽度 高峰值功率 Active-passive double Q-switching MoSe2 MoSe2 MgO∶LiNbO3 crystal Short pulse width High peak power 
光子学报
2018, 47(5): 0514002
Bing Bai 1,2Yang Bai 1,2,*Diao Li 1,2Yanxiao Sun 1,2[ ... ]Jintao Bai 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Photonics and Photon-Technology, National Key Laboratory of Photoelectric Technology and Functional Materials (Culture Base), Northwest University, Xi’an 710069, China
2 Shaanxi Engineering Technology Research Center for Solid State Lasers and Application, Xi’an 710069, China
We report a double Q-switched 946 nm laser with a magnesium-oxide-doped LiNbO3 (MgO:LN) electro-optic (EO) crystal and a monolayer molybdenum diselenide (MoSe2) saturable absorber (SA). A pulsed laser diode side-pumped long neodymium-doped yttrium aluminum garnet rod (φ3×65 mm) is used as the gain medium. Large pulse energy up to 3.15 mJ and peak power up to 346 kW are generated at the repetition rate of 550 Hz, corresponding to the beam quality factors of Mx2=3.849, My2=3.868. Monolayer MoSe2 nanosheets applied in the experiment would be a promising SA for a passive Q-switching operation.
140.3580 Lasers, solid-state 140.3540 Lasers, Q-switched 160.4236 Nanomaterials 
Chinese Optics Letters
2018, 16(3): 031402
作者单位
摘要
西北大学 光子学与光子技术研究所, 光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心, 西安 710069
报道了一种1 kHz窄脉冲宽度、高峰值功率的电光腔倒空1 064 nm全固态激光器.该激光器采用808 nm 脉冲LD侧面泵浦Nd:YAG 晶体棒的双凹型折叠谐振腔结构和同步延迟MgO∶LN晶体横向加压式电光腔倒空技术,通过优化设计谐振腔结构,在脉冲重复频率200 Hz时,获得了最大单脉冲能量46.7 mJ、脉冲宽度4.06 ns、峰值功率11.50 MW的1 064 nm脉冲激光稳定输出,脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别为±1.52%和±2.02%;在1 kHz时,最大单脉冲能量达到18.3 mJ,脉冲宽度5.02 ns,峰值功率3.69 MW,脉冲宽度和能量的峰峰值不稳定度分别为±2.75%和±3.52%,激光束因子为3.849和3.868,远场发散角为3.46 mrad和3.55 mrad,束腰直径为1 508.84 μm和1 477.30 μm.
固体激光器 脉冲激光 脉冲重复频率 电光调制 激光谐振腔 腔倒空 MgO∶LN电光晶体 窄脉冲宽度 高峰值功率 高稳定性 Solid state lasers Pulsed laser Pulse repetition rate Electro-optical devices Laser cavities Cavity-dumping MgO∶LN electro-optic crystal Short pulse width High peak power High stability 
光子学报
2017, 46(8): 0814001
白冰 1,2王建洲 3孙延笑 1,2陈玉华 1,2[ ... ]白晋涛 1,2
作者单位
摘要
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 陕西 西安 710069
2 陕西省全固态激光及应用工程技术研究中心, 陕西 西安 710069
3 西安重装渭南光电科技有限公司, 陕西 渭南 714000
介绍了基于复合腔结构的全固态波长可调谐的连续橙红色激光的输出特性。该复合腔由一个使用周期极化晶体MgO∶PPLN的信号光单谐振光参量振荡器和一个LD侧面泵浦Nd∶GdVO4晶体的1 062.9 nm基频光谐振腔构成。s-偏振1 062.9 nm泵浦光抽运单谐振光参量振荡器产生s-偏振信号光腔内独立振荡。通过复合腔结构的优化设计, 使独立振荡的p-偏振1 062.9 nm基频光与s-偏振信号光在2个子腔的重叠区内通过II类角度匹配KTP晶体的腔内和频过程获得橙红色激光。当MgO∶PPLN晶体的调谐温度从30 ℃ 上升至 200 ℃时, s-偏振信号光的中心波长产生红移, 导致其与p-偏振1 062.9 nm基频光和频产生的橙红色激光的中心波长从620.2 nm 红移至 628.9 nm。同时测得中红外波段闲频光的中心波长从3 714.2 nm蓝移至3 438.3 nm。在30 ℃最低设定温度时,中心波长620.2 nm 的橙红色激光和中心波长3 714.2 nm的闲频光最大连续输出功率分别达到2.0 W和2.9 W。
橙红色激光 波长可调谐 温度调谐 复合谐振腔 和频 orange-red laser wavelength tunable temperature tuning composite cavity sum frequency generation(SFG) 
应用光学
2017, 38(2): 309

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