Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 Department of Physics and Chemistry, PLA Army Academy of Special Operations, Guangzhou 510507, China
3 Zhengzhou Research Institute of Harbin Institute of Technology, Zhengzhou 450000, China
We demonstrate a high power, Er:LuAG single-longitudinal-mode laser in an anti-misaligned resonator. Based on the Faraday effect, a 1.61 W single-longitudinal-mode (SLM) laser is obtained with the double corner-cube-retroreflector (CCR) structure, and the tunable wavelength is 1649.2–1650.3 nm. Additionally, we investigate the anti-misalignment characteristics when the CCR moves and rotates along the optical axis. Furthermore, by utilizing the Er:LuAG amplifier, the maximum 2.32 W single-longitudinal-mode laser at 1649.6 nm is achieved. The beam quality factors M2 of the 2.32 W Er:LuAG single-longitudinal-mode laser are 1.23 and 1.25 along the horizontal () and vertical () directions, respectively.
Er:LuAG single-longitudinal-mode laser Faraday effect MOPA system double corner-cube-retroreflector resonator Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 021401
1 防灾科技学院 电子科学与控制工程学院, 河北 三河 065201
2 河北省地震灾害仪器与监测技术重点实验室, 河北 三河 065201
针对星载角锥棱镜光束平行差的特殊要求, 以我国皮纳卫星激光测距合作目标中使用的通光口径为10mm角锥棱镜为例, 介绍一种小口径角锥棱镜加工工艺: 通过传统工艺加工出尺寸适中的角锥棱镜; 通过配重分离器工艺实现光束平行差的精确控制; 通过“大改小”工艺加工成小口径角锥棱镜, 成品率可达83%; 实践证明: 该工艺可以克服小口径角锥棱镜光束平行差无法精确控制的问题, 适合小口径星载角锥棱镜的加工。
角锥棱镜 光学冷加工 光束平行差 制造方法 corner cube prism optical cold processing beam parallelism deviation manufacturing method
1 山东非金属材料研究所, 济南
2 陆军装备部驻济南地区军事代表室, 济南
推导了干涉法测量角锥反射镜的综合偏差与其二面角误差之间的关系, 总结了干涉法测量角锥反射镜干涉图的特征与判读规则, 并搭建激光泰曼—格林干涉仪对待测角锥反射镜进行了实测分析。实验结果表明, 该理论方法和激光泰曼—格林干涉仪能够实现角锥反射镜二面角误差小于1″的精确测量。
激光泰曼—格林干涉 角锥反射镜 角度误差 laser Twyman-Green interferometer hollow corner cube reflector angle error
1 南京理工大学 紫金学院，江苏 南京 210046
2 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
为了实现干涉仪出射准直波前的重构，提出了基于波长调谐移相的横向剪切干涉技术。干涉仪出射波前分别经楔板的前后表面反射，通过角锥棱镜返回后在干涉仪CCD上形成剪切干涉条纹。采用波长移相方法提取剪切干涉条纹的相位信息从而实现准直波前重构。分析相对剪切比对波面重构精度的影响，推导相对剪切比和其影响因素间的关系公式，给出波长移相中光程差常数分量的估算方法。测量干涉仪的三组出射波前，波前的峰谷值分别为3.22λ、2.10λ、0.83λ。该方法简化了传统测量干涉仪准直波前的横向剪切干涉装置，提高了测量精度，特别适合于测量波长移相干涉仪的出射波前。
干涉测量 横向剪切 波长移相 角锥 interferometry lateral shearing wavelength phase-shifting corner cube
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209；中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209；中国科学院大学，北京 100049
2 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209；中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
为了校正角锥棱镜阵列中子孔径的piston误差，设计了一种多单元一维相位精密调整机构，提出了一种基于相干合成原理的角锥棱镜阵列piston误差检测、调整方法。首先，设计了一种机械装置使单个角锥棱镜能够进行一维相位调整；其次，利用远场成像原理，分析了角锥阵列piston误差对远场衍射成像的影响；最后，基于远场光斑的不同，提出了一种角锥阵列piston误差的检测、调整方法。实验结果表明：角锥阵列相位精密调整机构能够达到0.1 μm级的调整精度，通过观测角锥棱镜阵列反射光束远场衍射图像，调整角锥棱镜单元相对位置，将反射光束PIB提升至0.49，远场图像接近仿真结果，基本实现了角锥棱镜阵列子孔径的piston误差的校正，提升了角锥棱镜阵列使用效率，扩展了角锥棱镜阵列使用场景。
角锥棱镜阵列 相位精密调整 相干合成 锁相控制 corner cube reflector array phase precise adjustment coherent beam combining phase control 红外与激光工程
2020, 49(8): 20190568
1 福州大学物理与信息工程学院, 福建 福州 350116
2 阳光学院人工智能学院, 福建 福州 350015
提出一种通过光学隧穿效应调控Goos-H?nchen位移实现相位可控的保偏方案。首先研究在角锥棱镜反射面外侧镀上两层介质膜(膜1和膜2);然后使用粒子群优化(PSO)算法优化介质膜的折射率和厚度,使入射光在角锥棱镜-膜1界面上发生全内反射,倏逝波经由膜2返回角锥棱镜,利用反射光束与倏逝波的叠加效应改变传播光束的相位进而实现保偏;最后,利用COMSOL Multiphysics软件仿真镀膜角锥棱镜的保偏效果。结果表明,当线偏振光的初始入射方位角在[-40°,40°]范围时,所设计的角锥模型具有较好的偏振效果,出射光的方位角和椭圆率分别变化约0.2°和0。
光学器件 角锥棱镜 COMSOL Multiphysics 倏逝波 粒子群算法 激光与光电子学进展
2020, 57(13): 132304
福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州 350116
为解决角锥棱镜失偏效应，提出一种外加晶片的椭圆偏振光纠偏方案。总结角锥实棱倾斜时的修正公式，同时建立角锥在顺、逆时针反射次序下的纠偏模型。分析该模型表明利用两个半波片和一个延迟片可以使角锥的入/出射偏振态保持不变。根据上述模型，用1 064 nm波长的激光器，对实棱线竖直摆放的BK7玻璃角锥进行顺、逆时针纠偏实验。光波矢与水平方向的夹角在90°至0°之间变化，以获得不同的线偏振态，经纠偏后最大失偏椭圆率绝对值从35°纠正为5°。对于近圆偏振光，经纠偏后椭圆率从44°下降到40°。
角锥 偏振态 纠偏 corner cube polarization state correction
华中光电技术研究所－武汉光电国家研究中心，湖北武汉430223
角锥棱镜具有将入射光原路返回的特性，但同时也会使反射光的偏振态发生改变，为了减小角锥棱镜退偏效应对光路的影响，需要对经过角锥棱镜的出射光进行退偏补偿。使用琼斯矩阵描述了线偏振光经过角锥棱镜和λ/4 波片后的偏振态，通过计算发现：当任意偏振方向的线偏振光经过角锥棱镜反射时，将λ/4 波片放置于出射光的通光光路上，并旋转至合适的角度即可保证出射光线为线偏光，且偏振方向与入射光相同。λ/4 波片可有效补偿角锥棱镜对线偏振光的退偏效应，使入射光的偏振态仍保持原方向的线偏振状态，可实现角锥棱镜的保偏反射。
角锥棱镜 偏振 波片 琼斯矩阵 全反射 corner-cube polarization wave plate Jones matrices total reflection
1 江苏大气海洋光电探测重点实验室, 江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学 物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
4 南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 江苏 南京 210044
介绍了一种由两个角反射镜构成的气体传感器吸收池。利用角反射镜的反射特性和对光束的倾斜不敏感性, 提高了吸收池的稳定性和灵敏度。用几何光学方法分析光束的传输特性。提出了探测光在单波长和双波长时的传输方程和系统的测量方程, 构建了一种气体浓度检测系统。探测光在吸收池中来回传播的次数N由两个角反射镜的轴间距离决定, 差分光吸收光谱(DOAS)的灵敏度与光在池内的传播次数N成正比。在N为3时, 电池的检测阈值接近50 ppm。
光谱分析 分光光度法 气体传感器 灵敏度 角反射镜 spectrum analysis spectrophotometry gas sensor sensitivity corner cube prisms
