1 北京信息科技大学 传感器重点实验室，北京100101
2 北京信息科技大学 自动化学院，北京100101
温度影响加速度计的性能，误差来源主要由石英材料及封装工艺产生的热应力引起。针对加速度计温度漂移现象，该文介绍了集成式石英谐振加速度计低温漂结构设计和补偿方法。首先通过对称的差分结构消除一阶温度系数，并进行工艺优化，降低封装工艺对谐振器产生的热应力；其次采用随机森林拟合算法建立温度模型来补偿加速度计的温漂。在-20~80 ℃温度范围内对加速度计样机进行温漂测试，结果表明，工艺优化及补偿后的样机偏置稳定性提高了一个数量级。
谐振式加速度计 差频 温度补偿 低温漂 随机森林 resonant accelerometer difference frequency temperature compensation low temperature drift random forest
王爽 1,2,3,4崔志英 2,4冯华君 2,4李克武 1,2,3,4,*王志斌 3,**
1 中北大学 计算机科学与技术学院，太原 030051
2 宁波永新光学股份有限公司，宁波 315040
3 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，太原 030051
4 浙江大学 光电科学与工程学院，杭州 310041
为了实现对波片快轴方位角和延迟量参数快速、高精度测试，提出了一种基于双弹光级联差频调制的波片参数测量方案。选用两个工作频率不相同的弹光调制器级联，构成偏振分析测量装置。波片的两个参数被加载到偏振分析装置的调制信号中，采用数字锁相技术同时提取调制信号的基频项和差频项，然后完成波片全部参数求解。按照原理分析，搭建了实验系统，并完成了系统初始偏移值定标，完成了632.8 nm的1/4波片，532 nm的1/4波片和1/2波片实验测量。实验结果表明，本文方案的快轴方位角测量最大偏差为0.2°，角度测量标准偏差为0.02°；波片的相位延迟量标准偏差优于5.64×10-4 rad，单点数据测量时间仅为200 ms。考虑到波片材料的双折射色散，根据检测激光波长下测量的相位延迟量，进一步计算出应用波长的波片延迟量。测量值与理论值最大偏差不超过1.17 nm，延迟精度优于λ/300。本文方案实现了高速、高精度和高灵敏的波片参数测量，可为波片加工测试和实验定标提供有效手段。
弹光调制 差频调制 波片 快轴方位角 延迟量 Photolastic modulation Differential frequency modulation Waveplate Fast axis azimuth Retardation 光子学报
2023, 52(11): 1112002
1 中国科学院合肥物质科学研究院，安徽光学精密机械研究所，安徽省光子器件与材料重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
本文报道了一种性能稳定的宽带宽调谐差频产生（DFG）中红外光梳设计方案。采用保偏光纤构建光纤链路，以确保其性能稳定；采用自相似光纤放大、光纤孤子压缩及负色散高非线性光纤产生超连续谱等技术，获得了宽带、弱啁啾和窄脉宽基频脉冲；通过严格控制双色基频脉冲的空间重叠、时间同步和偏振特性，仅通过调整硒化镓非线性晶体的相位匹配角和时间同步，无须改变双色基频频率的光谱特性，DFG中红外光梳就可以实现宽光谱带宽和宽光谱调谐范围输出。集成封装仪器化的DFG中红外光梳的光谱覆盖范围为7~13 μm，每个调谐波段的带宽均较宽，9.5 μm波段的带宽达到了2.43 μm；7~13 μm光谱调谐范围内的平均功率都大于240 μW，其中8 μm波段的平均功率达到了470 μW。
激光器 光学频率梳 差频产生 飞秒脉冲 中红外光梳 中国激光
2023, 50(23): 2301008
1 浙江大学 光电科学与工程学院，浙江杭州3004
2 宁波永新光学股份有限公司，浙江宁波315040
3 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原00051
为了实现对光学材料、光学元件的快速、高精度应力双折射测试评估分析，本文提出了一种基于双弹光级联差频调制的应力双折射二维分布测量方案。将两个工作在不同频率的弹光调制器级联，构成偏振测量装置。光学材料和元件的应力双折射延迟量和快轴方位角参数，被加载到偏振测量装置的调制信号中；采用数字锁相技术，提取调制信号的基频项和差频项，然后完成应力双折射延迟量和快轴方位角两个参数求解；按照原理分析，研制了测试系统，并完成了系统初始偏移值定标；采用波片进行了测量精度和重复性测试，并完成了BK7玻璃样品的应力双折射分布测量实验。实验结果表明，该系统的快轴测量重复性为0.01°，双折射延迟量测量重复性为0.02 nm，单数据点测量时间小于200 ms。本文方案实现了高速、高精度和高重复度的应力双折射测量，同时具备应力双折射二维分布测量能力，可为波片、玻璃或晶体等光学材料双折射测量分析和评估提供有效手段。
弹光调制 差频调制 应力双折射 延迟量 快轴方位角 photoelastic modulation difference frequency modulation stress birefringence retardance fast axis azimuth 光学 精密工程
2023, 31(18): 2647
采用目前方法进行脉冲激光测距时，无法消除正弦函数产生的时间累积误差，存在重构精度低和测距误差大的问题。提出ARM嵌入式支持下高精度脉冲激光测距研究方法，该方法在脉冲激光测距中引入ARM嵌入式高速核处理器，进行多帧相关检测、自适应门限检测和滤波降噪，并通过多点平均法消除脉冲激光测距过程中存在的时间累积误差，在此基础上通过差频测相方式提高脉冲激光测距的精度。实验结果表明，所提方法的重构精度高、测距误差小。
ARM嵌入式高速核处理器 脉冲激光测距 自适应门限检测 多点平均法 差频测相 ARM embedded high-speed core processor pulse laser ranging adaptive threshold detection multi-point averaging method difference frequency phase measurement
1 华北水利水电大学电力学院，河南 郑州 450045
2 北京卓立汉光仪器有限公司，北京 101102
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院，激光与光电子研究所，天津 300072
本文提出了一种耦合级联光学差频（CCDFG）高效产生太赫兹波的方法。利用耦合光学参量效应产生的双信号光和双闲频光在同一块非周期极化铌酸锂（APPLN）晶体中分别激励一套级联光学差频（CDFG）并产生太赫兹波。频率、偏振方向、传播方向完全相同的太赫兹波将两套CDFG强烈地耦合在一起。CCDFG可以利用两套CDFG共同产生并放大太赫兹波，而产生的太赫兹波又反过来增强CCDFG，进一步驱动CCDFG向更高阶斯托克斯差频扩展，从而大幅提高了太赫兹波能量转换效率。经计算可知，在100 K和300 K温度下，CCDFG产生太赫兹波的能量转换效率分别为37%和4.6%，比相同条件下双信号光和双闲频光激励的两套CDFG的能量转换效率之和分别提高了40%和60%以上。
非线性光学 太赫兹波 耦合级联光学差频
1 华北水利水电大学，郑州
2 光电信息控制和安全技术重点实验室，天津
3 潍坊学院物理与电子信息学院，山东 潍坊
4 潍坊学院潍坊市激光技术与应用重点实验室，山东 潍坊
提出了一种在光学参量振荡器中基于级联光学差频在周期极化铌酸锂晶体中产生高效太赫兹（THz）波的方法。通过优化谐振腔参数，各阶级联Stokes光子在谐振腔内往返振荡，而各阶anti-Stokes光子只能在谐振腔内穿过一次。结合优化差频技术，各阶Stokes光子在谐振腔内每循环一次，级联光的能量向高阶Stokes光子转移一次，经多次重复转移，绝大部分泵浦光子被转移到高阶Stokes光，达到在增强级联Stokes过程的同时抑制级联anti-Stokes过程的效果。在工作温度为100 K，泵浦光强度为10 MW/cm2、信号光强度为0.01 MW/cm2时，THz波的能量转换效率达到21.2%。该转换效率超过了Manley-Rowe关系限制，为产生高效率的脉冲、准连续、连续THz波提供了优化方案。
太赫兹波 级联差频 光学参量振荡器 terahertz wave cascaded difference frequency optical parametric oscillator
1 华北水利水电大学电力学院，河南 郑州 450045
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院，激光与光电子研究所，天津 300072
提出了一种在晶体极化声子共振区利用级联差频在MgO∶LiNbO3平板波导中产生高频太赫兹波的方法。不同于传统的基于两束近红外光直接差频产生太赫兹波，本文首先利用两束近红外光在周期极化铌酸锂(PPLN)晶体中产生低频太赫兹波和一系列级联光，然后将上述级联光耦合导入平板波导中，通过改变平板波导的尺寸优化各阶差频的相位失配分布，经级联差频高效产生高频太赫兹波。借助MgO∶LiNbO3晶体极化声子共振区巨大的非线性光学系数，以及MgO∶LiNbO3平板波导中被降低的太赫兹波吸收系数，在室温下通过输入两束强度均为100 MW/cm2的差频光，得到了频率为5 THz的高频太赫兹波，太赫兹波强度为88.2396 MW/cm2，能量转换效率为44.12%。本文为产生高频、高功率太赫兹波提供了一种全新方法，可以推动高频太赫兹波在未来高速无线通信领域的应用。
非线性光学 太赫兹波 级联差频 极化声子共振区 平板波导
1 山东大学信息科学与工程学院，山东 青岛 266237
2 山东大学山东省激光技术与应用重点实验室，山东 青岛 266237
3 山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室，山东 青岛 266237
报道了一种包含两个激光成丝过程的工作在2 μm波段的光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)系统前端，该前端工作在简并模式下，2 μm种子激光脉冲通过近红外和可见光波段的超连续光谱之间差频产生。可见光和近红外波段的超连续光谱分别通过泵浦脉冲激光在两个YAG晶体中通过激光成丝过程产生。经过光参量放大及合理的色散补偿后，2 μm种子激光脉冲的波长可从1830 nm覆盖至2320 nm，脉冲宽度为29 fs，单脉冲能量为16.7 μJ，平均功率为167 mW，功率波动小于3%。
非线性光学 光参量啁啾脉冲放大器 激光成丝 2 μm激光 差频产生
