1 同济大学物理科学与工程学院，同济大学精密光学工程技术研究所，上海 200092
2 先进微结构材料教育部重点实验室，上海 200092
3 上海市数字光学前沿科学研究基地，上海 200092
4 上海市全光谱高性能光学薄膜器件与应用专业技术服务平台，上海 200092
光镊技术通过在细小物体上施加光力对物体进行操控，而伴随光力产生的光力矩同样广泛存在于光学操控中。光力矩与光力一样，具有无接触、操控尺寸小、精度高等特点，在生物医学、物理学和量子科学等领域被广泛应用。光力矩根据其与施加光场偏振旋向的关系可分为正光力矩和负光力矩。从正负光力矩产生的原理和条件、光力矩的增强、光力矩的物理和生物应用出发，对光力矩光镊操控进行回顾和讨论，最后对光力矩光镊操控潜在的挑战进行了总结，对其未来的发展方向如微型扭矩测量、光驱动生物机器人等进行了展望。
光力矩 光镊 光流控 多功能操控 生物颗粒 光学学报
2023, 43(16): 1623012
强激光与粒子束
2020, 32(6): 061002
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所，四川 绵阳 621999
2 电子科技大学 电子工程学院，四川 成都 611731
为实现低相位噪声平面振荡器，对推-推振荡器的共用谐振器与相位噪声优化方法进行了研究。提出一种基于多环式开口谐振环的差分传输线，通过加载一对耦合谐振环的方式实现2个单元振荡器之间的弱耦合，提高了共用谐振器的频率选择特性。基于该结构设计并实现了一种X波段推-推振荡器，在设计中采用一种基于振荡器有源品质因子的相位噪声优化方法。测试结果表明：该振荡器在输出二次谐波9.52?GHz处的相位噪声为-115.48?dBc/Hz@100?kHz，基波抑制度达到-54.55?dBc。
推-推振荡器 差分传输线 共用谐振器 有源品质因子 相位噪声 push-push oscillator differential transmission line common resonator active quality factor phase noise 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 829
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
Stray light in high-power laser facilities not only decreases the gain capacity of the main amplifier, but can also cause permanent damage to optical components, greatly threatening the safety operation of the SG-III. This Letter reports a technique for quickly pinpointing the source of stray light in the main amplification optical path of the SG-III. The achieved results indicate that the accuracy of our method is up to 1 m in an optical path of 100 m. The judging method is effective for examining and removing harmful stray light in the SG-III laser facility and it can be promoted in huge laser facilities of this kind.
140.3330 Laser damage 290.2648 Stray light 290.2745 Ghost reflections Chinese Optics Letters
2015, 13(3): 031406
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
The generation and measurement of complex ultraviolet laser pulse shapes is demonstrated in the SG-III laser facility. Relatively high contrast ratio of 300∶1 required by the physics experiment is achieved and successfully measured. Two continuous main shots validate the reproduction and the stability of the pulse shape, which provide solid foundation for precise physics experiment and laser power balance.
140.3300 Laser beam shaping 350.2660 Fusion 350.4600 Optical engineering Chinese Optics Letters
2015, 13(4): 041406
1 南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室, 江西 南昌 330063
2 海南乐东黎族自治县92492部队80分队, 海南 乐东 572528
3 中国南方航空工业(集团)有限公司, 湖南 株洲 412002
采用微型脉冲激光对0.2 mm厚的薄片状GH145高温合金进行对接焊, 利用光学显微镜、能谱分析仪、电子精密拉伸机等分析测试方法, 研究了焊接工艺参数对焊缝成形及接头抗拉强度的影响, 并对接头的金相组织与力学性能进行了测试与分析。结果表明, 焊接接头获得最大抗拉强度的最优工艺参数是脉冲功率百分比为17、脉冲宽度为4.0 ms、脉冲频率为2 Hz, 此时焊缝成形良好, 接头的承载能力达到了母材的97%。在其它工艺参数固定不变时, 脉冲宽度增大, 焊缝熔深增大, 接头抗拉强度也随之增大; 脉冲功率百分比过小和过大, 都会使接头的抗拉强度降低; 焊接接头显微组织由焊缝中心区细小的等轴晶和熔合线附近的柱状晶组成。焊缝区的硬度值明显高于母材区。
GH145高温合金 激光微焊接 焊缝成形 组织 性能 superalloys GH145 microlaser welding weld shaping microstructure properties
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
2 哈尔滨工业大学 光电测控技术与装备研究所， 哈尔滨 150001
利用共轭原理设计了用于惯性约束聚变的束靶耦合传感器，不仅解决高精度打靶，同时避免模拟准直光在瞄准过程中直接辐照实验靶。根据束靶耦合传感器的设计功能和工作原理，进行系统的光学设计和机械结构设计，通过成像实验采集的图像光学分辨力达到6 μm，束靶耦合精度8.8 μm。该束靶耦合传感器已经成功应用于神光-Ⅲ原型装置，通过针孔相机采集的四孔CH靶图像，统计计算得到装置的打靶精度优于25 μm，满足设计打靶的束靶耦合精度的指标。
束靶耦合传感器 高功率固体激光器 靶精确定位 模拟光 同轴标定 beam-target coupling sensor high power solid-state laser precise target positioning simulation light coaxial calibration
中国工程物理研究院激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
研究了强激光长程空气传输过程中主光束能量损耗与光束质量退化效应。使用1053 nm单波长、线偏振、脉宽3 ns平顶激光脉冲于空气环境中长距离传输，当入射光强与传输距离乘积大于13.7 TW/cm时，传输末端测得的光束光谱分布中出现了多种散射光频率成分，各散射光成分和1053 nm主激光间的频率差与氮气分子不同转动能级间跃迁频率一致，证明氮气分子的受激转动拉曼散射效应已建立。受激转动拉曼散射过程中，入射光束功率密度微弱变化所产生的散射光能量变化剧烈。入射光强与传输距离乘积大于17 TW/cm时，传输末端光束近场分裂为无序密布特征尺寸约1 mm的热斑，峰值通量密度远高于入射光束通量密度。
受激转动拉曼散射 发生阈值 能量损耗 近场光束质量退化 热斑 光学学报
2011, 31(s1): s100410
1 国防科学技术大学理学院,湖南 长沙 410073
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
基于非线性耦合波理论,对比分析了超短脉冲三倍频过程中不同的特殊群速度组合模式下的谐波转换特性（转换效率和带宽等）。利用分步傅里叶变换和四阶Runge-Kutta积分算法,对脉宽150 fs左右的超短脉冲在KDP晶体中的I类混频过程进行数值模拟,结果表明：三波包“不等速匹配”模式下的综合谐波转换性能（转换效率达到50%和转换带宽达到2 nm）整体要优于其他特殊群速度匹配模式;“三波包不等速”模式更有利于三波包间能量之间的耦合及转换。这一结论为进一步提高超短脉冲三倍频的转换效率及带宽具有理论指导意义。
非线性光学 三次谐波转换 群速度 超短脉冲
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，绵阳 621900
为了使谐波转换系统保持高效稳定的3次谐波转换，采用数值模拟的方法，研究了基频光脉冲波形对3倍频转换效率的影响，并对高斯脉冲和平顶脉冲的不同谐波转换特点作了详细分析。当基频光为高斯脉冲时，在3GW／cm2的输入条件下最佳的2倍频转换效率为56．8%，低于理论预计的66．7%。进一步计算了不同功率密度下，最佳2倍频转换效率与超高斯脉冲阶数的关系。当考虑空间走离效应，基频光时间和空间均为平顶分布时，最佳的2倍频转换效率为62%；若基频光时间为平顶分布、空间分布为高斯分布时，最佳2倍频转换效率为51%，进一步地偏离66．7%。结果表明，当基频光脉冲形状偏离理想的平顶分布时，适当地降低2倍频转换效率，可提高3倍频转换效率。
非线性光学 3次谐波转换 高斯脉冲 转换效率 nonlinear optics third-harmonic conversion Gaussian pulse conversion efficiency
