1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192
2 北京理工大学 光电学院 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室，北京 100081
生物组织和材料的弹性模量是决定其力学性能的关键因素，对生物医学和材料监测等领域至关重要。提出了一种基于虚像相位阵列的弹性模量测量方法，虚像相位阵列与共聚焦显微系统相结合，能够快速获得生物组织和材料的布里渊光谱频移，从而计算得到其弹性模量。首先，理论上分析了材料的弹性模量和布里渊光谱频移之间的关系；然后，介绍了虚像相位阵列的原理及系统的各组成部分；最后，对样品材料进行光谱测试，分别测得了聚乙烯、二氧化硅玻璃和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的光谱，求得纵向弹性模量M分别为7.23 GPa、83.4 GPa和8.92 GPa，并且测得了PMMA的布里渊光谱图像。结果表明：虚像相位阵列与衍射光栅级联使用，能够改善标准具的级次重叠现象，提高布里渊光谱的分辨率和采集速率，该系统设计的激光和背向散色光抑制模块，显著提高了布里渊信号的对比度，在材料特性、结构监测和生物医学等方面具有重要意义。
弹性模量 虚像相位阵列 共焦布里渊 光谱频移 elastic modulus virtual image phase array confocal Brillouin spectral frequency shift 红外与激光工程
2021, 50(4): 20200265
长春理工大学机电工程学院， 吉林 长春 130022
搭建了一台用于研究石英单模光纤中非线性光谱特性的实验系统。利用磷酸钛氧钾（KTP）晶体倍频电光调Q脉冲Nd3+∶YAG固体激光器，将输出脉宽为10 ns，最大峰值功率达到50 MW，波长为 531.81 nm±0.26 nm的激光作为抽运光源，抽运长度分别为250 m和500 m的石英单模光纤。根据马吕斯定律使用偏振片调节抽运光的输出能量。在实验系统稳定工作的条件下，调节抽运光输出能量分别为220.6 kW和170 kW时，获得了可见光范围内250 m和500 m石英单模光纤的多级非线性光谱。基于石英单模光纤中的三阶非线性理论，分析了实验中所获得非线性光谱的特性。理论分析和实验数据均表明：石英单模光纤长度越长，非线性光谱强度、耦合增益系数越大，能量阈值越低，而石英单模光纤长度越短，非线性谱线的展宽和散射附加峰的产生越容易。
非线性光学 单模光纤 光谱频移 受激拉曼散射
1 电子技术测试国家重点实验室, 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 中北大学, 山西 太原030051
2 白城兵器试验中心, 吉林 白城137001
3 天津大学激光与光电子研究所, 天津300072
为了准确、 稳定、 全面地获得炸药熔铸过程各个位置的温度变化情况, 设计了基于布喇格光栅光谱频移的温度实时监测系统。 通过光纤组网系统对炸药熔铸过程炸药指定位置的多个点同时进行实时温度监测, 根据光栅的布喇格波长与光栅温度之间存在的线性关系, 建立光栅布喇格波长线性频移与光栅温度的函数, 获取炸药不同位置的准确温度。 四个通道通过耦合器共用同一个宽带光源, 每一根光纤上的5个光栅的布喇格波长相互分开。 实验所用的光栅为自己设计封装好的光栅, 用保偏熔接机将光栅与光纤熔接上, 经解调仪获取温度数据。 将获取的温度数据经Origin处理绘制时间―温度曲线。 结果显示, 布喇格光栅测得的温度能很好的满足实验要求。
布喇格光栅 炸药熔铸 温度监测 温度梯度 光谱频移 Fiber Bragg grating Explosive casting Temperature detection Temperature gradient Frequency shift of spectrum
