1 郑州轻工业学院 物理与电子工程学院, 河南 郑州 450002
2 郑州轻工业学院 机电工程学院, 河南 郑州 450002
激光准直技术在位移测量及相关应用中具有重要作用, 其核心器件是位置敏感探测器, 环境杂散光、电源波动、光电信号处理电路噪声等是影响测量精度的主要因素。针对以上问题, 提出一种基于激光调制的高精度位移测量方法。将激光器由直流驱动的连续输出模式改为交流驱动的调制模式输出, 优化设计光电探测器微弱光电信号的调理与采集系统, 通过编写Labview软件对信号进行频谱分析、带通滤波、均值处理等, 对激光连续输出和激光调制输出2种情况分别进行了实验测试与分析, 并对比了位移测量的稳定性。实验结果表明: 其测量值波动范围从7 μm减少到了2.6 μm, 验证了基于激光调制方法的有效性, 可以通过滤波更加有效地消除噪声, 测量精度提高至3 μm以内。
位移测量 激光准直技术 激光调制 滤波 displacement measurement laser collimation technology laser modulation filtering
北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心, 北京 100124
设计了一种基于半导体激光器调制技术的978 nm纳秒脉冲掺镱全光纤激光器。该激光器采用主振荡功率放大结构，由调制半导体激光种子源和一级单模单包层掺镱光纤放大器组成。半导体激光种子源的光谱中心波长通过种子光自注入方式被定义为978.3 nm，调制之后的激光脉冲宽度为4.5 ns，重复频率在10~50 MHz范围内可调。当半导体激光种子源调制重复频率为50 MHz时，种子光被一级单包层掺镱光纤放大器放大至115 mW，相应的激光中心波长为978.3 nm，3 dB光谱带宽为0.11 nm，放大之后光谱中没有出现明显的放大自发辐射现象。
激光器 光纤放大器 半导体激光器调制 掺镱光纤
1 海军工程大学, 湖北 武汉 430033
2 海军北海舰队, 山东 青岛 266000
CPT磁力仪是一种用于微弱磁场测量的新型高灵敏度原子光学磁力仪, 针对 CPT磁力仪垂直腔面发射激光器电流调制需要产生低相位噪声调制信号, 提出了一种基于锁相环频率合成器的方案。该方案从 CPT磁力仪的基本原理出发, 分析了 CPT磁力仪对调制信号的频率要求, 根据锁相环频率合成基本原理, 采用锁相环仿真软件 ADIsimPLL完成了频率合成器中关键模块参数的确定, 产生了高精度、低相噪以及杂散性好的 3.4 GHz频率信号, 并对系统性能进行了仿真分析。经仿真测试表明, 锁相效果良好, 性能可靠, 可以满足 CPT磁力仪的研制。
CPT磁力仪 垂直腔面发射激光器 激光调制 锁相环 相位噪声 coherent population trapping (CPT) magnetometer vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) laser modulation phase-locked loop phase noise
1 装甲兵工程学院 控制工程系, 北京 100072
2 装甲兵工程学院 兵器工程系, 北京 100072
为了设计贴近部队轻**射击训练的模拟系统, 基于激光调制技术, 结合TSOP34838芯片作为光电接收器件设计了仿真靶。使用滤光薄膜解决普通激光器光斑过大的问题, 通过阵列式多路信号检测的方法简化了系统硬件设计, 实现了多路数据信号快速简单的采集, 通过设置振动传感器识别脱靶情况并增加了模拟训练的逼真度。结果表明, 该系统使用无线通信方式, 具有操作简单、稳定性高、细节处理得当、实用性较强等优点。
激光技术 仿真靶 激光调制 阵列检测法 laser technique simulation target laser modulation TSOP34838 TSOP34838 array detection method
为设计更具实用性的轻**射击训练激光模拟系统，解决现有系统弹着点坐标信号采集结构存在的不足。基于激光调制技术，提出阵列式多路调制激光信号采集的方法，设计了一种二极管线与方式的信号采集结构，使用横纵两条总线来确定一个弹着点的坐标，旨在实现实时精确报靶的同时降低系统复杂程度。并结合接收芯片的响应阈值使用滤光薄膜控制激光光斑的有效半径，解决普通激光器远距离处光斑过大的问题。
激光应用 阵列检测法 激光调制 滤光薄膜 laser application array detection method laser modulation sieve light membrane
1 哈尔滨工业大学 理学院 物理系 凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨 150080
2 美国宾夕法尼亚州立大学 材料研究院,宾夕法尼亚 16802
以波长为632.8 nm的He-Ne激光作为光源,研究了三方相弛豫铁电单晶0.93Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.07PbTiO3在室温下的折射率和线性电光性质.通过测量晶体的布儒斯特角,确定了单晶的两个主轴折射率:no=2.466,ne=2.488.利用改进的马赫-泽德尔干涉法测量了单晶的线性电光系数:r33=71 pm/V,r13=4 pm/V.计算得到有效电光系数rc=67 pm/V及半波电压Vπ=610 V.单晶优异的电光性能使其在激光调制与偏转领域有着巨大的应用潜力.
电光效应 PZN-PT单晶 折射率 激光调制与偏转 Electro-optic effect PZN-PT single crystal Refractive index Laser modulation and deflection
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室微米纳米技术研究中心,太原 030051
2 清华大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
针对F-P 干涉仪分析连续激光调制光谱的局限性,本文提出了一种基于光拍频的连续激光调制光谱的测量方法,该方法可实现调制频率低达千赫兹的连续激光调制光谱的测量。本方法以光电转换理论为基础,利用频谱分析仪测得参考光与连续调制光谱的拍频信号,然后通过相应的数学计算得到连续调制光谱的各个光频的相对电场强度,从而实现连续调制光谱的分析。本文在理论建模与分析的基础上,利用该方法对半导体激光器出射激光经电光调制器调制产生的调制光谱进行了测量,测量结果与F-P 干涉仪测量结果一致,验证了该方法的可行性。
光拍频 连续激光调制光谱 相对电场强度 F-P 干涉仪 optical beat frequency CW laser modulation spectrum relative electric field strength F-P interferometer
哈尔滨工业大学 光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
在调频/连续波(FM/CW)无扫描激光成像雷达系统中,高功率输出的宽带强度调制激光发射机是其中的一个关键部件。为了实现远距离、高精度的目标探测,发射机需具备10 W量级的光输出功率、大于70%的调制深度、良好的调制线性以及200 MHz以上的调制带宽。综述了用于FM/CW无扫描激光成像雷达的各种高功率激光发射机调制方法,包括半导体激光的直接内调制方案、体材料外调制方案以及波导调制激光结合光放大的方案,分析了它们各自的优势及问题,并提出一种基于电吸收调制的阵列激光调制方案以及作为一种过渡方案的电吸收调制激光器结合光放大的激光调制方法。
光学器件 激光雷达 高功率激光调制 电吸收调制
华中科技大学光电子科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
针对直升飞机发动机涡轮叶片采用连续激光熔覆出现裂纹及叶片变形的问题, 在5 kW连续横流CO2激光器上, 采用新的电源控制方案, 通过软件及相关控制, 实现了脉冲激光功率输出。克服了采用高功率开关电源带来的成本和稳定性问题, 且脉冲调制频率可达到5 Hz, 调制占空比可达到5%～100%。当采用4 kW峰值功率, 4 Hz脉冲重复频率, 占空比为20%时, 在发动机叶片K403合金表面进行合金粉末Stellite X-40的熔覆实验。结果表明, 熔覆后热影响区比连续激光减少50%, 硬度提高5%, 界面结合性能与母材相当, 无熔覆裂纹及叶片变形。
激光器 CO2激光器 脉冲激光调制 涡轮机叶片熔覆
为了准确评估固体推进剂的性能,研制了红外激光羽烟透过率测量系统.系统采用透射的方法:在发射端对激光信号采用内调制,由光学系统送入接收端,并将接收到的信号进行光电转换、信号处理和A/D转换后送入计算进行数据的处理和显示.现场测试结果表明该系统的精度、响应速度和稳定度达到设计要求.
透过率 激光器调制 锁相放大器 transmittance laser modulation lock-in amplifier
