强激光与粒子束
2023, 35(12): 121002
南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室，江苏 南京 210093
从分析超构单元的相位调控原理入手，讨论如何利用多个光学自由度实现多功能的光学响应。作为验证，以非晶硅矩形纳米柱组成的超构表面为例，展示了不同相位机制对光场的多维度调控能力。该研究为超构表面的灵活设计提供理论支持，同时对多功能超构器件的研究进展进行介绍和展望。
物理光学 超构材料 相位调控 复用技术 偏振光学 光学学报
2022, 42(21): 2126004
实验研究了一种采用单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(MZM)产生两路不同频率光射频信号的矢量系统。通过光副载波复用,采用一个调制器和一个光载波即可将两路四相相移键控(QPSK)射频信号加载到两个不同频率的光副载波上,采用偏振复用克服不同频率光信号的串扰,实现了80 km单模光纤(SMF)的高质量信号传输。实验表明,单边带调制格式下,15 GHz和30 GHz的QPSK信号分别经双极化MZM调制,并经80 km SMF传输后,15 GHz的QPSK信号的传输性能表现更优,当光电检测器(PD)的输入功率高于-10.2 dBm时,其解调后的系统误码率(BER)低于3.8×10 -3。系统结构简单,复杂度低,使用的电、光器件少,有效地降低了成本,在未来接入网中发挥了巨大的作用。
光通信 光载无线通信 单边带调制 副载波复用技术 四相相移键控 中国激光
2020, 47(11): 1106002
1 浙江大学海洋学院光通信实验室，浙江舟山 316021
2 海洋观测成像试验区浙江省重点实验室，浙江舟山 316021
3 自然资源部第二海洋研究所，浙江杭州 310012
水下无线光通信(UWOC)可为水下平台提供高速灵活的通信选择。本文介绍了 UWOC的基本链路构成，并指出 UWOC系统的优化方案。吸收、散射和湍流都会影响 UWOC的性能，深入研究信道特性可以指导发射器、接收器和相关信号处理技术的设计。UWOC性能还能够通过复用技术、单光子探测技术和对准系统等进行优化。功能全面的测试平台可以为 UWOC系统提供必要的测试环境，为海试与工业化应用奠定基础。本文期望能为 UWOC相关研究者带来帮助。
信道建模 光复用技术 单光子探测 对准 UWOC UWOC channel modelling optical multiplexing technology single photon detection alignment
1 中国科学院 半导体研究所， 北京 100083
2 中国科学院大学， 北京 100049
为了研究以单管半导体激光器为基本单元的高功率、高亮度波长合束光纤耦合模块，设计出新型光纤激光器泵浦模块，基于ZEMAX光学设计软件等设计了一种由30支单管半导体激光器组成、可输出3种波长光束的光纤耦合模块。将经快慢轴整形、空间合束、波长合束、光路转向及聚焦的光束耦合进入芯径105 μm、数值孔径0.22的普通光纤，最终得到尾纤输出端高于357.91 W的输出功率，光纤耦合效率为99.42%，光功率密度为27.24 MW/cm2-stras。为了验证模块的实际操作的可行性，分析了光纤端面法线与入射光束之间的夹角对耦合效率的影响，结果显示该夹角对模块的耦合效率影响较小。同时，应用ANSYS软件对模块散热情况的分析结果可知，模块散热性能良好。故该模块各项性能良好，可靠性较高，实现了高功率、高亮度、多波长的多单管半导体激光器光纤耦合模块的设计目的。
半导体激光器 光纤耦合 合束技术 semiconductor laser fiber coupling multiplexing technology ZEMAX ZEMAX
装备学院激光推进及其应用国家重点实验室, 北京 101416
利用基于可调谐半导体激光器的扫描波长调制光谱技术, 实现了高温燃烧场内气体参数的测量。 提出了基于迭代算法实现气体压强、 温度和组分浓度同时测量的方法, 迭代算法具有收敛速度快以及对初始值不敏感等优点。 采用频分复用技术, 利用两条H2O吸收谱线(7 454.45和6 806.03 cm-1)的谐波信号, 对高温燃烧场进行了实验研究, 并将气体压强、 温度和H2O组分浓度测量结果与压力传感器、 热电偶和直接吸收光谱法的测量结果进行比较, 结果表明, 基于波长调制光谱技术测得的气体压强、 温度和H2O浓度与预测值基本符合, 最大偏差分别在7.6%, 8.1%和7.5%以内。 此方法具有多参数同时测量、 免标定等显著优势, 但由于依赖的参数较多, 容易对测量精度造成影响。
波长调制光谱 燃烧场 免标定测量 迭代算法 Wavelength modulation spectroscopy Combustion flow Frequency division multiplexing technology Iterative algorithm 光谱学与光谱分析
2017, 37(5): 1339
南京理工大学瞬态物理国家重点实验室, 江苏 南京 210094
根据时-空守恒元算法得到的脉冲爆轰发动机管外流场分布结果, 针对燃气流场分布进行了重建模型假设, 给出了一种基于多谱线吸收光谱技术的爆轰发动机管外流场燃气参数测试方法, 并对重建模型偏差及计算方法误差进行了仿真研究。 针对80 mm口径无阀式气液两相连续脉冲爆轰发动机设计搭建了爆轰燃气管外流场测试系统, 通过10 kHz高频扫描四条H2O吸收谱线采用直接吸收法结合时分复用技术同时对爆轰燃气流场进行扫描测试, 实现了脉冲爆轰发动机管外流场的在线监测, 并通过多点同时测试首次对管外流场燃气温度分布进行了重建, 验证了测试方法的可行性。 本研究为拓展激光吸收光谱技术应用于爆轰领域全方面诊断提供了实验支撑, 对推进爆轰机理研究、 爆轰噪声影响因素及噪声控制研究具有重要意义。
爆轰测试 光谱吸收率 时分复用技术 Detonation diagnostics Spectrum absorption Time-division multiplexing technology
河南科技大学医学技术与工程学院, 河南 洛阳 471003
基于光子晶体的禁带特性，设计出一种复周期结构的一维光子晶体多通道滤波器。利用传输矩阵法，并通过Matlab 编程仿真，甄选出两种最合适的光子晶体材料，并确定其结构参数。仿真结果表明，所设计的一维光子晶体多通道滤波器，在目前主要通信波长范围内可得到多个高透射窗口，且通过调节可以得到需要数量的信道。
光学器件 光子晶体 多通道滤波器 复周期结构 波分复用技术 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 110601
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
多焦点多光子显微（MMM）和单点扫描多光子显微相比，可显著提高光能利用率和成像速度，在生命科学研究领域具有广泛的应用前景。但现有MMM 技术成像质量和成像速度之间存在矛盾，增加单位面积内的焦点数目可提高成像速度，但过小的焦点间距离会产生子光束串扰，从而影响纵向空间分辨率。利用Zemax 软件模拟产生了高密度激发点阵，将传统的不小于6 mm 的相邻焦点间距缩小到约3 mm；分析了高密度点阵激发成像产生噪声的原因；根据时间复用技术的原理设计正方形时间延板，对相邻子光束脉冲进行不同时间的延迟，从而可以消除MMM 系统中高密度激发点阵子光束间的串扰。
光学设计 多焦点多光子显微技术 高密度激发点阵 时间复用技术 时间延板 激光与光电子学进展
2014, 51(7): 072202
