西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
设计了一种用于高重复频率脉冲激光能量测量的峰值保持电路。电路由电荷积分器、2阶低通滤波器、时间延迟触发器和峰值保持器组成，通过将光电流脉冲转换成电压脉冲，电压脉冲的峰值与对应电流脉冲所包含的能量成正比。实验测量结果表明：该电路可以测量脉宽＜10 ns，重复频率≥2 kHz的重频窄脉冲激光的脉冲能量，且工作稳定，其线性动态范围≥140倍。该电路可应用于光电阵列探测系统中，能实现较高的空间分辨力。
激光能量测量 高重复频率脉冲激光 峰值保持电路 电荷积分器 laser energy measurement high-repetition-rate pulse laser peak value hold circuit charge integrator
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
研究了一种利用材料反射特性对激光功率密度实现有效衰减的方法。利用经典的Phong混合反射模型，对材料表面的反射特性进行了理论分析，给出了在连续激光辐照的情况下，辐射度、观测角和功率之间的函数关系。选取了材料Phong混合反射模型的参数，利用TracePro软件数值模拟得到了该激光功率密度衰减结构的透射光场三维空间分布及透射率与测试点距离的关系曲线，并与实测结果进行了比较，具有较好的吻合度。研究结果表明，该衰减结构可以有效实现激光功率密度衰减，并可用作激光参数定量测量的一种有效衰减方法。
光学设计 激光功率密度 反射特性 Phong反射模型 衰减 激光参数 激光与光电子学进展
2013, 50(2): 022201
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
以热释电探测器的工作原理为基础, 研究了热释电探测器对重频脉冲激光的瞬态响应特性, 建立了热释电探测器对单脉冲激光辐照响应的工作模型, 分析了影响探测器频率特性的主要因素。根据材料和结构参数模拟计算了实际应用中的响应模型。设计了信号检测电路并对其进行计算仿真。完成了探测器的频率响应、脉宽响应等实验测量, 验证了热释电探测器用于高重频、窄脉冲激光能量测量的可行性。
热释电探测器 高重频脉冲 脉冲激光信号 信号检测电路 pyroelectric detector high-repetition-frequency pulse pulse laser signal circuit of signal processing
受激布里渊散射(SBS)是光纤中一种非常重要的非线性效应，并且其阈值较低，在光纤中极易产生，造成光纤系统中作为信号载体的入射光的能量损耗，并且其后向散射光有可能对光源造成损害，从而限制进入光纤功率及系统的传输距离。从受激布里渊散射的基本原理出发，分析讨论了受激布里渊散射阈值与光源调制频率、光源线宽、光纤长度及损耗系数的关系。设计并搭建了实验系统，实际测量得到了19.5 km的G.653光纤受激布里渊散射阈值，实验结果与理论计算吻合。
散射 受激布里渊散射 光纤 非线性效应 阈值 激光与光电子学进展
2011, 48(9): 090603
1 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
2 清华大学工程物理系, 北京 100084
到靶能量和光斑分布参数是评价高能激光系统性能指标的重要参数，为准确测量中红外高能激光系统远场能量和功率密度的时空分布，采用热吸收和光电探测相结合的测量方法，研制了可用于大面积、长脉冲中红外高能激光测量的复合式光斑探测阵列。探测阵列由石墨热吸收单元和PbSe光电探测器阵列、信号调理放大电路、数据采集单元和信号处理单元等几部分组成，有效测量面积为22 cm×22 cm，光斑测量空间分辨率为2.2 cm，时间分辨率为20 ms，能量测量不确定度小于10%，功率密度测量不确定度小于15%。采用该系统，可实现高能量、大面积中红外高能激光光斑参数的综合测量。
探测器 中红外激光 探测阵列 光电量热复合 光斑分布
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安710024
文章介绍了光纤通信系统中的受激布里渊散射(SBS)、四波混频(FWM)效应和自相位调制(SPM)效应这几种重要的非线性效应，分析了其产生机理及在实际应用中对系统性能的影响。从几种非线性效应的基本原理出发，采用理论分析与模拟计算相结合的方法，研究了影响几种非线性效应的主要因素，并给出了相应的抑制消除方法。
非线性效应 受激布里渊散射 四波混频 自相位调制 nonlinear effect SBS FWM SPM
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以热释电探测器的工作原理为基础,研究了热释电探测器对重频脉冲激光的瞬态响应特性,建立热释电探测器单脉冲激光辐照的工作模型,分析了影响探测器频率特性的主要因素,根据材料和结构参数模拟计算了实际应用中的响应模型,重点研究了电时间常数和热时间常数对测量的影响。设计了能够提高探测器响应速度的信号检测电路并对其进行计算仿真。完成了探测器的频率响应、脉宽响应等实验测量,验证了热释电探测器用于高重频、窄脉冲激光能量测量的可行性,并给出了目前探测单元的测量范围、线性动态范围及不确定度等指标。
激光技术 信号检测电路 热释电探测器 高重频 脉冲激光信号 激光与光电子学进展
2010, 47(7): 071404
