1 东莞理工学院 电子工程与智能化学院，广东 东莞 523808
2 深圳大学 物理与光电工程学院，广东 深圳 518060
3 广东工业大学 物理与光电工程学院，广东 广州 510006
高重复频率的飞秒激光在高速激光测距和三维成像等领域有着非常重要的作用。其中基于飞秒光纤激光器的高次谐波锁模是获得GHz量级以上高重复频率脉冲的重要手段之一。基于含腔内光栅对色散补偿的非线性偏振旋转（NPR）锁模的掺镱（Yb）光纤激光器，在180 mW泵浦光时获得了稳定的143 MHz基频锁模脉冲序列，当泵浦光功率升至1 W时获得了最高20次谐波（2.86 GHz）锁模脉冲序列输出。系统地对比研究了基频锁模与高次谐锁模状态下，脉冲重复频率精密锁定后的艾伦偏差和相位噪声，7次谐波锁模状态下重复频率锁定精度能够保持在10−13 Hz@1 s的稳定度，为高次谐波锁模飞秒激光脉冲序列用于精密测量提供了实验依据。
高次谐波锁模 飞秒掺镱光纤激光器 脉冲重复频率 时间抖动 相位噪声 high-order harmonic mode locking femtosecond Ytterbium-doped fiber laser pulse repetition frequency time jitter phase noise 红外与激光工程
2022, 51(8): 20210779
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266237, China
A single-resonant low-threshold type-I (BBO) optical parametric oscillator (OPO) with tunable output from 410 nm to 630 nm at 5 kHz repetition rate is reported. By taking the noncollinear phase matching method, low-threshold OPO operation could be obtained compared with the configuration of collinear phase matching, and the maximum optical–optical conversion efficiency of 11.8% was achieved at 500 nm wavelength when 0.4 mJ pump pulse energy was applied. When the noncollinearity angle was preset at 1.6°, 4.8°, and 6.3°, a continuously tuning output with a total spectral range of 220 nm was successfully obtained by adjusting the phase matching angle of the BBO crystal.
optical parametric oscillator noncollinear phase matching low threshold high pulse repetition frequency widely tunable spectrum range Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021403
储能电容器是一种容纳大容量电荷的电子器件。脉冲工作时，储能电容器作为储能器件，可提供超大的电流能力；利用储能电容器的充放电特性，可以将电子系统中脉冲电流滤波成为较为平滑的直流电，大大降低低压大电流脉冲电子系统对电源的要求。本文给出了低压脉冲系统中储能电容器使用原则和高分三号卫星中应用实例，通过对卫星供电系统建模仿真，得出了系统最优的电容使用参数。文中的设计方法对其他电子系统设计具有一定的借鉴意义。
储能电容 脉冲系统 顶降 脉冲重复频率 电磁干扰滤波器 energy-storage capacitor pulse system drop Pulse Repetition Frequency(PRF) Electromagnetic Interference(EMI) 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(1): 176
1 中国科学院 电子学研究所 电磁辐射与探测技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计了一种新型的适用于道路检测探地雷达的单周期脉冲发生器。该脉冲发生器包含驱动电路、阶跃恢复二极管(SRD)脉冲形成电路和脉冲整形电路三部分。驱动电路可以使TTL形式的触发脉冲变为电流更大的快前沿脉冲, 用来形成给后级电路的驱动脉冲; SRD脉冲产生电路选取渡越时间较小的阶跃恢复二极管结构, 通过对前级电路产生的驱动脉冲整形得到负极性高斯脉冲, 然后利用微带短路线、肖特基二极管和电容并联实现生成单周期脉冲和振铃抑制的功能, 提高超宽带天线辐射的效率以及测量信噪比。测量结果表明, 在1 MHz脉冲重复频率的情况下, 峰峰值最大为23 V, 脉冲半高宽为138 ps, 振铃水平为1.25%, 而当脉冲重复频率提高到5 MHz, 该脉冲发生器产生脉冲波形幅度和带宽基本没有太大变化。这些特征说明, 该脉冲发生器具有很高的频率稳定性, 且在高分辨率探测应用情景中将会有很好的表现。
探地雷达 单周期脉冲 阶跃恢复二极管 低振铃 高脉冲重复频率 ground penetrating radar monocycle pulse step recovery diode low ringing high pulse repetition frequency 强激光与粒子束
2017, 29(9): 095002
1 南京工业大学 自动化与电气工程学院, 南京 210009
2 中国科学院 电工研究所, 北京 100190
3 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室, 北京 100190
研究了不同电极结构以及放电参数对微秒脉冲激励的氦等离子体射流放电特性的影响。实验中采用不同管内径、不同电极形状、不同重复频率等参数,通过采集放电阶段的电流电压图、发光图像以及发射光谱等,对等离子体射流的电学特性和光学特性进行诊断。实验结果表明,随着管内直径的增大,氦等离子体射流的长度减小; 管内径为8 mm时,等离子体射流的击穿电压与放电电流最小,同时,其发射光谱中第二正带系N2,N+2和O等高能活性粒子的强度最高; 管内径为5 mm的等离子体射流的放电电流、功率及消耗的能量最大; 在相同实验条件下,针尖电极结构中的放电电流、消耗的功率还有发射光谱强度都较大; 随着重复频率的增加,氦等离子体射流的长度会增加,但击穿电压减小。
等离子体射流 电极结构 重复频率 放电参量 plasma jet electrode structure pulse repetition frequency discharge parameter 强激光与粒子束
2016, 28(5): 055001
1 中国科学院 电工研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
3 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室, 北京 100190
利用上升沿约0.5 μs、半高宽约6 μs、幅值可达40 kV的微秒脉冲电源和上升沿约150 ns、半高宽约300 ns、幅值可达50 kV的纳秒脉冲电源激励大气压弥散放电, 并分别采用刀型和锯齿电极放电。通过电压电流测量和发光图像拍摄, 改变施加电压种类、脉冲重复频率、高压电极结构和气隙距离等参数, 研究了不同条件下弥散放电特性。实验结果表明: 纳秒脉冲电源和微秒脉冲电源均能在大气压空气中激励大面积的弥散放电, 弥散放电面积最大达90 cm2; 放电的均匀性受脉冲参数与电极形状影响显著, 其中刀型电极条件下纳秒脉冲激励的弥散放电均匀性最佳; 相同条件下纳秒脉冲弥散放电的瞬时功率大于微秒脉冲弥散放电, 最高可达275 kW, 而纳秒脉冲弥散放电的能量小于微秒脉冲弥散放电; 保持其他条件不变, 弥散放电传导电流幅值随着气隙距离的增加而降低, 放电强度随着脉冲重复频率的增加而增强, 弥散放电的工作电压范围随着脉冲重复频率的增加显著降低。因此在低频、刀型电极结构中易于获得均匀与较大工作电压范围的大气压弥散放电。
弥散放电 纳秒脉冲 微秒脉冲 刀型电极 锯齿电极 气隙距离 重复频率 diffuse discharge nanosecond pulse microsecond pulse knife blade electrode saw blade electrode gap distance pulse repetition frequency 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015023
1 西北核技术研究所, 西安 710024
2 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
气体火花开关在重复频率脉冲功率技术中具有广泛的应用,影响气体火花开关绝缘恢复与重复频率工作性能的因素众多。实验研究了气体火花开关的能量沉积和气压对开关重复频率指标的影响,给出了气体火花开关绝缘恢复时间与气压及开关导通功率的关系式,初步分析了气体开关击穿通道在自然散热（不吹气）条件下,重复频率稳定工作的最高功率与重复频率指标、气压的关系。
气体开关 能量沉积 重复频率 开关功率 绝缘恢复 gas spark switch energy deposition pulse repetition frequency switch power insulation recovery 强激光与粒子束
2014, 26(6): 065007
1 中国科学院 电工研究所， 北京 100190
2 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室， 北京 100190
3 中国科学院大学， 北京 100039
4 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)， 西安 710049
利用上升沿100 ns、脉宽150 ns的单级磁压缩纳秒脉冲电源，通过电压电流测量和放电图像拍摄实验，研究了大气压空气中极不均匀电场结构重复频率纳秒脉冲气体放电的放电模式。结果表明纳秒脉冲气体放电存在三种典型的放电模式: 电晕放电、弥散放电和火花放电。施加的脉冲电压幅值对放电模式影响显著，随着电压幅值的增加，放电依次经历电晕、弥散和火花放电。固定电压幅值时，放电可能同时存在两种模式。重复频率加强了放电强度，弥散放电的激发电压随重复频率的增加变化不大，但火花放电的激发电压随着重复频率的增加而降低。因此降低重复频率有利于在较大电压范围获得大气压空气弥散放电。
纳秒脉冲 大气压空气 放电模式 弥散放电 重复频率 nanosecond pulse atmospheric-pressure air discharge mode diffuse discharge pulse repetition frequency 强激光与粒子束
2014, 26(4): 045029
超宽谱短电磁脉冲的频谱可覆盖GPS工作频带，对GPS接收机的正常工作存在干扰威胁。从理论分析、数值仿真和实验方面研究了高重频超宽谱短电磁脉冲对GPS接收机干扰效果与脉冲参数之间的依赖关系。结果表明：若脉冲重复频率整数倍能落入GPS接收机工作频带内，高重频超宽谱短电磁脉冲对GPS接收机干扰效果较强，且达到相同干扰效果时所需脉冲幅值随重频增大而等比例减小，即脉冲幅值与重频乘积保持为常数；若重频整数倍偏离GPS接收机工作频带，高重频超宽谱短电磁脉冲对GPS接收机干扰效果不明显。
干扰 超宽谱 脉冲重复频率 GPS GPS interference ultra-wideband pulse repetition frequency 强激光与粒子束
2014, 26(3): 033006
河北大学物理科学与技术学院，河北 保定 071002
利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术，研究了延迟时间、激光能量和激光脉冲重复频率对掺Er3+光学玻璃等离子体发射光谱的影响。给出了获得谱线品质优良的实验条件，并标定Er II 337.27 nm，Er II 349.91 nm为分析谱线。实验结果表明：样品在ICCD采集延时为175 ns时可以避免等离子体产生初期背景噪声对谱线的影响;谱线强度和信背比随激光能量增加而变化，在75 ～100 mJ间呈线性变化，随后呈缓变增加，激光能量大于120 mJ后呈下降趋势，但谱线强度最大值出现时间随激光能量增加而变短;在激光能量120 mJ，延迟时间为175 ns时，谱线强度随激光脉冲重复频率(1～10 Hz)增加而增加，但重复频率为3.3 Hz时谱线强度测量相对标准误差最小，其RSD为3.8%。由此可见通过实验合理确定延迟时间、激光能量和激光脉冲重复频率，有利于提高激光诱导击穿光谱分析的精确度。
激光诱导击穿光谱 光学玻璃 激光能量 脉冲重复频率 相对标准偏差 Laser-induced breakdown spectroscopy optical glass laser energy pulse repetition frequency Relative Standard Deviation
