山东理工大学物理与光电工程学院, 山东 淄博 255049
以经过圆形孔径截断的 Bessel涡旋光束和Bessel-Gauss涡旋光束为例,数值模拟了近似无衍射涡旋光束在湍流大气中传输时引起的光束扩展和畸变光场中相位奇点的变化。仿真结果表明,与Bessel涡旋光束相比,Bessel-Gauss涡旋光束由大气湍流引起的束宽扩展较小,且在一定条件下其相位奇点代数和与入射涡旋光束的拓扑荷数保持一致;在远距离传输时,Bessel-Gauss涡旋光束相位奇点代数和的起伏偏差远小于Bessel涡旋光束。 Bessel-Gauss涡旋光束在自由空间光通信中作为信息载体具有较大的优势。
大气光学 无衍射涡旋光束 数值模拟 光束扩展 相位奇点
Author Affiliations
Abstract
School of Physics and Optoelectronic Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China
A passively Q-switched erbium-doped fiber (EDF) laser is proposed and demonstrated utilizing a zirconium disulfide (ZrS2)-based saturable absorber (SA). ZrS2 nanosheets are prepared, whose modulation depth, saturation intensity, and nonsaturable absorbance are measured to be 14.7%, 0.34 MW/cm2, and 17.4%, respectively. Then, a Q-switched EDF laser is implemented by the ZrS2-SA. The pulse repetition rate varies from 40.65 to 87.1 kHz when the pump power changes from 55 to 345 mW. The shortest pulse width is 1.49 μs with pulse energy of 33.5 nJ. As far as we know, this is the shortest pulse width obtained by a ZrS2-SA so far.
060.2410 Fibers, erbium 060.3510 Lasers, fiber 160.4330 Nonlinear optical materials 320.7090 Ultrafast lasers Chinese Optics Letters
2019, 17(8): 080603
山东理工大学 物理与光电工程学院, 山东 淄博 255049
利用激光大气传输四维程序数值模拟了激光在湍流大气中上行和下行传输时产生的相位奇点的变化过程。由模拟结果可知, 当光束自地面向空中垂直上行传输时, 相位奇点数密度随传输高度的变化有一个从无到有、从快速增加到缓慢增加、达到峰值后又减小的过程; 湍流越强, 畸变光场中产生的相位奇点数密度越大, 达到的峰值越高, 且达到峰值后减小的幅度也越大, 但达到峰值时对应的传输高度越低; 当激光自空中某一位置垂直下行传输时, 相位奇点数密度随传输距离的增加有一个从无到有、从缓慢增加到快速增加且在接近地平面处急剧增加的过程。另外, 通过对模拟结果的曲线拟合发现, 激光在湍流大气中上行传输时产生的相位奇点数密度与传输高度的关系符合黑体辐射公式; 当激光在湍流大气中下行传输时, 相位奇点数密度随传输距离的增加呈指数增加。
大气光学 激光传输 相位奇点 大气湍流 atmospheric optics laser propagation phase singularity atmosphere turbulence 强激光与粒子束
2018, 30(12): 121001
基于主振荡功率放大器, 采用1120 nm光纤激光器作为种子激光, 将其注入20 m大模场面积单模双包层掺Yb光纤放大器, 并用976 nm半导体激光器泵浦实现了1 120 nm信号光输出.实验中将注入种子激光功率预设为10 mW, 当半导体激光器泵浦功率增大至1.5 W时, 放大器系统开始输出1 120 nm信号光.当泵浦功率低于3.4 W时, 信号光功率随泵浦功率缓慢增长, 系统斜率效率较低; 而当泵浦功率高于3.4 W时, 信号光功率随泵浦功率线性增长, 斜率效率明显增大, 达到48.5%.限于最大注入泵浦功率为6.8 W, 放大器输出最高1 120 nm信号光功率为1.97 W, 总的光-光转化效率为29%.输出信号光中心波长为1 120.89 nm, 线宽为0.02 nm, 极好地保持了种子激光的特性.结合实验情况, 利用双包层光纤放大器的稳态理论模型, 采用有限差分方法模拟了放大器输出信号光功率随泵浦光功率的变化曲线, 结果显示理论模拟所得变化趋势与实验结果吻合良好, 系统将在泵浦功率达到200 W左右时达到饱和状态, 说明目前光纤放大器系统具有很大的功率提升空间.
光纤放大器 掺Yb3+光纤 主振荡功率放大器 稳态理论模型 1120 nm激光 窄线宽 Fiber amplifier Ytterbium-doped fiber Maser oscillator power amplifier Steady-state-model 1120 nm laser Narrow linewidth
对工作于1 064 nm波段的45°倾斜光纤光栅的偏振依赖损耗特性与工作机理进行了分析.利用紫外曝光法, 将周期为1 070 nm的常规相位模板旋转33°后, 在光敏光纤上写制了45°倾斜光纤光栅, 写制的光栅栅区长度为12 mm, 在1 040~1 085 nm范围内偏振依赖损耗值为7 dB左右.影响其偏振依赖损耗值的主要原因为相位模板的周期不是最佳值和栅区长度不够.利用写制的45°倾斜光纤光栅作为起偏器件, 实现了线偏振输出的掺镱光纤激光器, 其激光消光比高于30 dB, 输出波长为1 065.4 nm, 3 dB线宽为0.08 nm, 最高输出功率8.7 mW, 可长时间保持高偏振度稳定工作.
光纤光学 光纤激光器 偏振依赖损耗 倾斜光纤光栅 相位模板 偏振 消光比 Fiber optics Fiber laser Polarization dependent loss Tilted fiber grating Phase mask polarization Polarization extinction ratio
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室，上海 201800
2 中国科学院研究生院，北京 100039
从几何光学角度讨论了积分棒的匀光原理，介绍了积分棒在步进扫描投影光刻系统中的应用．分析了积分棒入射光束的数值孔径对刀口狭缝面上光强分布的影响，得到了积分棒尺寸与刀口狭缝面上照明视场的关系，为步进扫描投影光刻系统中积分棒的设计提供了依据．
光刻 照明均匀性 非序列光学元件 积分棒 Optical lithography Illumination uniformity Non-sequential component Integrator rod
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
研究了照明光瞳非对称性对光刻成像质量的影响。通过PROLITH软件计算了环形与四极照明条件下,光瞳非对称性对图形位置偏移量、曝光图形内水平线条与垂直线条的宽度差、曝光图形上密集线条与孤立线条之间线宽偏差的影响。研究结果表明,光瞳非对称性主要影响曝光图形的位置偏移量,光瞳非对称性引起的图形位置偏移量与光瞳非对称性的大小成线性关系。根据套刻精度的误差分配原则,计算得到光瞳非对称性的容限为5％。
仪器 光刻 光刻仿真 离轴照明 光瞳非对称性
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学研究实验室,上海 201800
提出了一种新的实时微振动激光干涉测量仪.通过采用复合光源和反馈系统,有效地消除了激光二极管-正弦相位调制(LD-SPM)干涉仪中由电流调制所带来的测量误差和外界干扰所带来的影响,实现了物体微振动的纳米精度实时测量.
测绘仪器 实时测量 微振动 干涉仪
