1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
在激光加工等领域常利用光纤激光的聚焦以获得高功率密度的光斑。为了分析阶跃光纤混合模的聚焦特性,基于广义惠更斯-菲涅耳衍射公式,数值计算了阶跃光纤中基模(LP01)与高阶线偏振模在非相干叠加和相干叠加两种情况下的聚焦光强分布。仿真分析了混合模相对于单一LP01模式的聚焦特性,研究了其聚焦光斑的平均功率密度、焦点偏移随模式占比、模式间相位差的变化规律。研究表明:当混合模非相干叠加时,随着基模占比的增加,聚焦光斑功率密度随之增加且焦点偏移减小;当混合模相干叠加时,基模占比及模间相位差都会影响聚焦效果,可以通过合理控制基模占比和模间相位差,达到聚焦光斑功率密度高于基模的聚焦光斑功率密度、减小混合模焦点偏移的目的。
光纤光学 光纤激光 混合模 平均功率密度 焦点偏移 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1706002
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100039
针对千瓦级的连续激光和连续/调制脉冲复合激光辐照SUS304不锈钢靶,建立了烧蚀与相变的仿真模型,计算了钢靶在复合激光和连续激光辐照下的温升曲线以及相变分布,并进行了实验验证。采用动网格方法描述了钢靶的烧蚀过程,得到了钢靶的烧蚀与相变深度随时间的变化曲线。将上述仿真结果与实验结果进行对比,二者在温升、相变分布与烧蚀方面吻合较好。根据仿真和实验结果可知,钢靶在上述激光辐照下发生穿孔的方式按能量密度的高低分为汽化穿孔和熔融穿孔两种方式。在输出功率相同的情况下,对厚度为20 mm的钢靶进行辐照,相比于3.4 kW连续激光辐照,2.55 kW/0.85 kW复合激光辐照下的烧穿时间缩短41%;在烧蚀过程中,质量迁移方式为熔融和汽化冲压,且有明显的熔融物喷溅现象,这对激光辐照下的钢靶温升和相变烧蚀过程形成了一定程度的正反馈。
激光光学 激光辐照 钢靶 相变 烧蚀 数值仿真 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1114003
为了获取高精度的月面高程,需要对激光器的指向误差进行准确估计。月球轨道激光高度计(LOLA)在轨工作期间,由于月球昼夜温度相差较大,夜晚的激光指向相对白天存在很大偏移。首先建立光斑偏离接收视场中心时探测器接收能量的理论模型,并基于该模型分析光斑偏移量与相对接收能量的理论关系,进而提出一种基于光斑能量的激光指向误差的估算方法。随后,使用测绘轨道期间(12个月)LOLA经过Aestuum地区产生的能量数据,并将能量数据与估算方法相结合,估算出LOLA在月球夜晚时的激光指向误差在沿轨方向为140.62 μrad,在垂轨方向为-413.17 μrad,该结果与LOLA地球扫描实验和利用轨道交叉点处高程数据推导的结果基本一致。
遥感 月球轨道激光高度计 在轨标定 激光指向误差 能量数据
1 公路交通安全技术交通行业重点实验室, 交通运输部公路科学研究院, 北京 100088
2 河北省光电信息材料重点实验室, 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
通过高温固相法制备了用于紫外激发的系列SrBPO5∶Dy3+荧光粉, 并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。 结果表明, 合成样品为单一相的SrBPO5材料; 在388 nm紫外光激发下, 样品的发射光谱包括485和575 nm两个发射峰。 研究了Dy3+浓度, Mg2+加入量, 烧结温度以及电荷补偿剂对发射光谱的影响。 当Dy3+掺杂摩尔浓度为4 mol%时发光强度最强; 随着Mg2+的加入量的增加B/Y峰的强度比不断增加; 最佳烧结温度为1 100 ℃; Na+作为电荷补偿剂效果最佳。 该荧光粉有较强的黄色发射峰, 可以增强UV激发的白光LED的黄光成分从而提高其穿透雾霾的能力。
激发光谱 发射光谱 掺杂浓度 电荷补偿剂 SrBPO5∶Dy3+ SrBPO5∶Dy3+ Excitation spectra Emission spectra Doping concentration Charge Compensator