期刊基本信息
创刊：
1974年 • 半月刊
名称：
中国激光
英文：
Chinese Journal of Lasers
主管单位：
中国科学院
主办单位：
中国科学院上海光机所
中国光学学会
中国光学学会
出版单位：
中国激光杂志社
主编：
李儒新
执行主编：
罗毅
副主编：
骆清铭 张镇西 李学春 陈岐岱 顾冬冬 周朴
ISSN：
0258-7025
刊号：
CN 31-1339/TN
电话：
021-69917051
邮箱：
地址：
上海市嘉定区清河路390号
邮编：
201800
定价：
155元/期
中国激光 第29卷 第s1期
在激光抽运荧光检测铯原子束频率标准上,利用斜检测激光与原子束成一定角度产生的多普勒频移效应,选择应用热原子束中的慢速原子群,从而压窄Ramsey谱线宽度.计算给出了当温度为100 s时,为了使所得信号的束管优值最大,对应的被选铯原子群的速度为153 m/s.
抽运铯束频标 原子束速度分布 循环跃迁 束管优值 
在二极管侧面抽运条件下,通过对工作物质的增益分布特性与光-光耦合结构特性相互关系的研究,进一步提髙了二极管抽运倍频Nd:YAG固体激光器的效率和输出光束的质量。当采用30个20 W的连续激光二极管阵列抽运时,在重复频率为10 kHz下,实现了最大平均功率为68 W,脉宽为110 ns的532 nm的激光输出。光-光转 换效率为11.3%, 电-光转换效率为5%。
二极管抽运 增益分布 耦合结构 腔内倍频 报道了一个LD抽运的Nd:YAG+LBO蓝光倍频激光器,采用折叠的Semi-monolithic腔,实现了高效倍频运转,蓝光输出达到42 mW,转换效率为4.2%。
LD抽运 全固态蓝光激光器 内腔倍频 一种准连续Nd:YAG内腔倍频输出660 nm红光激光器。采用平-平腔结构, 双灯泵浦,ΚΤΡ晶体内腔倍频, 并设置声光Q开关,获得660 nm红光输出2W。从激光光束的有效回射率的情况分析了腔长对激光功率的影响。
红光660 nm激光器 KTP晶体 Nd:YAG 内腔倍频 研究了双模腔场与Λ型三能级原子在大失谐耦合条件下的腔场谱.给出了原子与双模压缩真空场非简并拉曼耦合过程光谱结构的数值结果.讨论了光场的初始压缩因子和交流斯塔克位移对谱结构的影响.
双模压缩真空场 非简并拉曼过程 交流斯塔克位移 腔场谱 提出了对主动调Q激光器实施光预抽运控制的新方法。该方法通过有效抑制中频噪声提高主动调Q激光输出稳定性。实验表明,采用光预抽运技术后, Nd:YAG声光调Q激光器单脉冲能量稳定性提髙约4%。在重复频率50 Hz时,获得了单脉冲能量为45 μJ的基横模激光输出, 脉冲能量稳定性为±0.8%,脉冲开关时间抖动约±255 ps。
光预抽运 能量稳定性 噪声 研究设计了高效均匀抽运、均匀冷却的聚光腔;采用双YAG棒中间加90°旋光器,输出镜采用特制的变反射 率介质膜与全反镜构成非稳定谐振腔,使振荡级在较髙输出能量时获得近衍射极限的激光输出；放大级采用光学性能一致的YAG棒(“姊妹棒”)中间加90°旋光器构成减少热退偏的放大单元,经过两个放大单元及相应的级间隔离光学扩束、匹配等减小光束畸变,获得了高重复频率、高光束质量、高峰值功率激光输出。其性能指标为: 1)输出峰值功率:λ1=1064 nm,Ρ1=388 MW/p, λ2=532 nm,P2=158 MW/p； 2)脉冲宽度: τ1=8 ns(λ1=1064 nm), τ2=6.8 ns(λ2=532 nm); 3)光束质量:M2=1.62(1.6倍衍射极限)；4)重复频率:f=61 Hz; 5)连续工作时间: t=20 min。
高峰值功率 髙重复频率 高光束质量 倍频激光器 报道了二极管抽运高平等功率Nd:YAG激光器的实验研究结果。全部采用国产元件,声光Q开关, 1064 nm 输出130 W, M2～10,光-光转换效率26%,连续工作8 h,输出功率不稳定度小于3%。
二极管抽运 高平均功率 声光Q开关 增益分布 介绍一种二极管列阵侧面抽运Nd:YAG激光器,采用多程折迭结构,较好解决了输出光束质量与高功率输出的矛盾。输出功率为10.3 W,光-光转换效率为20.6%,M2<1.5。
多程折迭 LD列阵 Nd:YAG激光器 对高功率准连续激光二极管抽运髙重复率电光调Q三波长Nd:YAG激光器进行了实验研究。在重复率为 100 Hz时, 得到1064 nm单脉冲能量为8.5mJ、脉宽20 ns的调Q激光脉冲输出, 利用KTP晶体作为倍频晶体,获得单脉冲能量为2.9 mJ的绿光调Q激光脉冲输出, 利用BBO晶体进行三倍频, 获得1.5 mJ的355 nm调Q激光脉冲输出, 并实现了最大重复率为500 Hz的电光调Q激光器。
激光二极管抽运 电光调Q多波长激光器 倍频 三倍频 用铒髙掺杂的YAG晶体(Er3+:YAG)产生中心波长为2.94 μm的激光输出。在理论分析的基础上,对该波长激光的输出特性进行了实验研究,探讨了掺铒YAG固体激光器在效率和输出能量等方面的问题。并研制出一台小型化, 无水冷,低重频,输出中心波长为2.94 μm的激光器样机。
掺铒YAG固体激光器 高阈值 抽运效率 从理论和实验两个方面对灯抽运Nd:YAG单程行波激光放大器进行了研究,介绍了这种激光放大器的设计 方法,并给出了所设计的Nd:YAG激光振荡-放大系统的实验结果。
Nd:YAG激光器 单程行波放大 灯抽运 根据高功率面阵二极管激光器的特点,设计波导板光学耦合系统,抽运梯形Nd:YAG板条, 建立了髙斯光束单侧面抽运Nd:YAG板条部分区间的热效应模型。利用ANSYS程序有限元法进行数值计算, 获得板条内的温度场分布和板条宽度方向的热透镜焦距。对热透镜焦距进行实验测试,理论计算结果与实验结果相符。
高斯光束 二极管抽运 热透镜 板条激光器 报道了适用于板条激光器高平均功率运转的晶体结构设计,抽运腔设计,谐振腔设计;给出了实验结果: 用单根板条(6 mm×30 mmX203 mm)达到了输出功率P=1028 W, 重复频率f=100 Hz,连续工作时间t=0.5 h,光束质量M2x=2.386,Μ2y=2.528,输出不稳定度:2.1%,激光脉冲宽度τ=0.238 ms。
板条激光器 高平均功率 非稳腔 二维变反射率镜 Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体用于主-被动锁模的Nd:YAG激光器中,获得了稳定和完全的1064 nm锁摸脉冲列。更换具有不同初始透过率的Cr4+:YAG晶体,获得了从0.8 ns到2.4 ns宽的单个锁模脉冲。对于使用不同初始透过率的Cr4+:YAG晶体, 存在一个合适的初始透过率,使得脉冲宽度最短.考虑激发态的吸收, 利用速率方程分析了锁模的动力学过程,解释了实验结果。
Cr4+:YAG晶体 主-被动锁模 激发态吸收 光学薄的K蒸汽和低密度的He的混合系统被570nm～600nm激光激发,K-He分子激发态离解到K(4P1/2或K(4P3/2)态,分支比定义为I(D1)/I(D2),I)I(D2)分别是KD1,D2线的强度,在He密度(2～8)×10^{23} m^{-3}范围内测量了分支比,得到了离解率之比和碰撞能量转移截面,离解率之比约为0.6而与激发频率无关.
光碰撞 离解 精细结构 分支比 用周期极化的LiTaO3(PPLT),对LD抽运、声光Q开关调制的1342 nm Nd:YVO,激光源进行倍频和三倍 频,可以获得447 nm蓝光和671 nm红光的有效输出。一阶和三阶倒格矢分别补偿倍频及和频过程中的相位失配。在入射基波平均功率为500 mW时, 获得的蓝光平均功率为51 mW,红光平均功率为207 mW。此实验结果表明PPLT可以用于构建全固态蓝红双波长激光器。
周期极化钽酸锂光学超晶格 三倍频 全固态激光器 基于单块非平面环形腔实现单频激光振荡的原理,提出一种新型非平面环形腔单频固体激光器结构。新型激光谐振腔以角锥棱镜和直角棱镜共同形成振荡光束在腔内的非平面反射回路。在抽运光输入功率为4.5 W时, 角锥棱镜式非平面环形腔激光器输出单频激光功率大于1 W,光-光转换效率为23%。
半导体激光抽运 单频固体激光器 角锥棱镜 非平面环形腔激光器 报道了环形髙功率二极管侧面抽运Nd:YLF激光放大系统,系统采用离轴双程放大结构。一放大器单通增益为2.66,另一放大器单通增益为3.01。系统损耗为7%,在注入为137.4 μJ时,输出为100 mJ,净增益为 1115。
环形 髙功率二极管 侧面抽运 离轴 双程放大 提出一种由两块光折变晶体组成的髙效相位共轭装置。使用这种装置和一个小功率单模半导体激光器,对一个由三个条形阵列组成的大功率半导体激光器进行注入波长锁定。驱动电流在阈值电流的2.25倍以下时,大功率半导体激光器的波长可以被有效地锁定在小功率的单模半导体激光器的波长上,带宽由2 nm压缩到0.034 nm,输出功率髙达1.5 W。
光折变位相共轭 注人锁定 主激光器 从激光器 带宽 对高功率GaAs/GaAlAs量子阱激光器(808 nm)的低频(100 Hz～20 kHz)电流调制特性进行了实验研究,测量了激光输出功率、接通延迟时间、阈值电流、正脉冲的占空比等与调制频率和调制电流的关系。
量子阱激光器 激光调制 低频调制 报道了双LD列阵侧面垂直径向入射抽运Nd:YAG固体激光器的实验结果, 光光转换效率达30%左右,在抽运能量为96 mJ时,得到脉冲能量30 mJ的1064 nm激光输出, 重复频率达1000 Hz。
径向抽运 侧面抽运 髙重复率激光二极管 介绍了利用多模光纤同空间列阵半导体激光器实现有效耦合,再将光纤组合后输出的技术。对半导体激光器的发散角、多模光纤和半导体激光器的耦合的常规技术进行了分析。介绍了多模光纤和半导体激光器耦合的新技术,即在半导体激光器与光纤之间加光纤微透镜的耦合技术。这种技术可有效地提高耦合效率,使之达到80%以上。
半导体激光器 光纤耦合 空间列阵 研究了用MOCVD方法生长的InGaAs/AlGaAs单量子阱(SQW)激光器阈值、温度依赖特性及光增益谱。在300 Κ下2000 μm腔长的激光器的激射阈值电流密度为200 A/cm2。在250 Κ到400 Κ范围内, 激光器表现出很好 的激射阈值温度稳定性,其阈值电流密度特征温度为179 Κ。在160～220 Κ范围内激光器的阈值电流随温度升高而减小,表现出负特征温度现象。
单量子阱 负特征温度 低阈值电流密度 光增益 Bloch定理是光子晶体理论中平面波方法和传输矩阵法的重要理论基础.运用量子力学中算符理论,将Bloch定量由标量场推广到矢量场;发现这是电介质材料具有空间平移对称性的直线结论.
Bloch定理 光子晶体 光子带隙 
垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为一种新型的半导体激光器,已经在计算、网络、传感以及其他应用领域产生了巨大影响。就通信用VCSEL的高频特性进行讨论, 提出了一种可行的VCSEL等效电路模型。使用通用的电路仿真器SPICE对其调制特性进行了模拟, 并且通过实验得到了高频调制下VCSEL的特征曲线。对进一步优化基于VCSEL的数据通信网络性能进行了有益的探索。
数据通信 高频 SPICE仿真 报道了小型TEA CO2激光器的自动调谐系统。采用单片机作为调谐触发控制系统的核心,通过软件编程 实现了激光自动快速调谐输出。调谐触发控制器检测红外光电传感器,精确定位衍射光栅的初始位置。实现了在≤10 ms时间内快速调谐输出两种不同波长激光。瀲光波长再现性达到0.1 nm~0.5 nm。
调谐控制器 CO2激光器 光电传感器 在研究传统的自终止跃迁和等离子体复合跃迁二类不同机制的脉冲放电金属蒸气激光器件的基础上,获得了一系列新的进展；对自终止跃迁激光的深入研究,发现了一种新型激光,并据此做出了新的分类。
脉冲放电 金属蒸气 新型激光 测量和比较了溴化亚铜激光器掺氢前后的光电脉冲波形和动态等离子体阻抗。发现掺入2%的氢使放电激励的电压幅度增加了约34%,而电流脉冲幅度却下降了约23%,激励阶段激光放电管的等离子体阻抗增加了约3倍；光脉冲宽度明显增大。定性分析了产生这一现象的原因及掺氢机理。
掺氢 动态等离子体阻抗 光电脉冲 CuBr激光器 针对HYLTE喷管的三维复杂外形,设计生成髙效的计算网格。利用有限体积方法, 通过求解带湍流模型的多组分混合气体N-S方程,建立了一套能对HYLTE喷管和光腔流场进行模拟的三维程序和方案。考虑到副喷管粘性边界层对喷管内流场的影响,喷管和光腔采用了一体化模拟,在不考虑化学反应的条件下,初步对HYLTE喷管和光腔“冷流场”进行了模拟。研究了喷管和光腔内的流场结构；氧化剂、燃料和稀释剂的掺混机理。所得到的冷流场结果可以作为反应流场模拟的初解,对程序进一步完善和反应动力学参数进行修改,可以模拟各种燃料体系和HF泛频激光的反应流场、小信号增益和FP腔的输出功率以及化学效率。
CW-DF/HF化学激光器 HYLTE喷管 数值模拟 湍流模型 将喷管一维守恒气动力学方程与分子的振荡弛豫方程联立,计算了燃烧驱动气动CO2激光器激光介质的小信号增益沿流场方向的变化,小信号增益分别随燃烧室温度、压强及不同组分配比变化.计算结果表明,气动CO2激光器介质增益区较长且变化缓慢;较高的燃烧室温度、压强和CO2分子含量以及较低H2O含量是产生较高增益的必要条件.
燃烧驱动 CO2激光器 小信号增益 理论计算 建立了一套6束百焦耳23 ns角多路KrF准分子激光ΜΟΡΑ系统,靶上能量达到120 J,靶上功率密度可以 达到10^{13} W/cm2。目前正在进行离子飞行时间测量、等离子体温度测量等靶物理研究。还建立了一套Ti:sapphire/KrF固体/气体混合式紫外超短脉冲激光系统,该系统输出50 mJ/220 fs/248 nm/10 Hz的激光脉冲,靶上功率密度超过10^{17} W/cm2,研究了辐照固体靶产生的超热电子能谱。
KrF激光 束靶作用 超热电子能谱 利用两电子组模型,建立了用于离子激光器的窄电极间距中等气压下的容性耦合射频放电的自洽理论模型,研究了放电参量与射频电压之间的变化关系, 以及不同电离机制在运行模式转变中的作用,得到了窄间距射频放电在高电流模式下类似于直流空心阴极放电的结论。
容性耦合射频放电 离子激光器 放电模型 报道了用双侧横向抽运方式的染料激光放大器进行的实验研究,实验获得了染料激光输出功率34 W,抽运激光功率提取效率37%的结果。文中对实验结果进行了必要的分析,讨论了染料溶液浓度、染料激光波长以及注入染料激光功率对染料激光放大器输出激光功率和抽运激光功率提取效率的影响。
染料激光器 染料激光放大器 双侧抽运 在离子波纹摆动器中, 提出改变电子束的入射方向, 这种方法保证了离子波纹场的纵向分量为零,从而消除了纵向电场对离子波纹摆动器的影响。在小振幅条件下,给出了摆动器的工作方程,导出了电子束的运动轨迹、自发辐射谱分布及该摆动器的小信号增益。
离子波纹 自发辐射谱 小信号增益 自由电子激光 报道了主被动混合调Q包层抽运光纤激光器的实验研究。采用连续光抽运,在光纤激光器共振腔中, 利用单模通信光纤的非线性效应——受激Brillouin散射(SBS)进行自调Q,得到纳秒量级的脉冲输出。在自调Q光纤激光器中,采用脉冲光抽运,通过改变抽运源的重复频率,实现了纳秒量级光脉冲周期的调制。重复频率在1 kHz-10 kHz之间变化时,得到稳定的光脉冲输出。脉冲峰值功率8.3 kW,脉宽(FWHM)4.8 ns。
包层抽运 光纤激光器 受激Brillouin散射 混合调Q 基于光纤环形腔半导体激光器(FRSLs)的行波速率方程,导出了出光端面光子流密度与器件参数的解析式。依据分光比可按需选择和配置的特点,确定了阈值电流、外量子效率和输出功率与光纤耦合分光比、耦合系数间的关系。引人最佳耦合分光比,优化和调控环形腔的损耗、输出功率,获得了与实验相吻合的结果。
半导体光放大器 环形腔 耦合分光比 耦合效率 介绍了一种新颖结构的环波导CO2激光器件。该激光器的谐振腔输出镜为一块正角锥透镜。正角锥透镜的底面与另一个平面全反射镜组成平行平面谐振腔。正角锥输出镜与另一块材料和棱角均相同的负角锥透镜组成光束变换器。随着负角锥透镜的平移,出射的平行光束光斑在环状与实心之间作相应变化。
环波导激光器 角锥透镜系统 光束变换 报道了一种多波长同时输出的激光系统设计及系统所达到的性能指标。给出了该激光系统用于L625激光雷达, 测出合肥地区大气中气溶胶、臭氧、水汽和温度等的空间垂直分布。
多波长紫外激光 倍频光 拉曼频移器 激光雷达 根据高功率激光器输出光束光强分布不均匀的特点,研制成功了旋转晶体窗口的创新结构,解决了窗口动密封的问题。在2 kW CO2激光器上进行了联机实验, 利用计算机图象处理技术对静止、旋转情况下的烧灼光斑进行了对比。实验结果表明,这种结构有利于均化窗口的热应力分布,可以提高窗口的破坏阈值, 延长窗口的使用寿命。
强激光 旋转窗口 动密封 光斑模式 建立了受抑全反射理论模型,设计了受抑全反射光调制器和激光腔外、腔内调制实验,分析了实验结果, 证明了利用受抑全反射可实现光调制。并提出了提髙调制深度的方法,展望了受抑全反射光调制器用于激光调Q的前景。
受抑全反射 光调制 激光调Q 研究了高功率二极管激光器芯片焊接工艺和铜微通道冷却器技术, 针对不同应用需求,分别设计了背冷式及微通道冷却器模块式堆叠封装结构。进行了线阵和堆叠封装实验,并给出了实验测试结果。
二极管激光 线阵 堆叠 封装 铜微通道冷却器 等离子体电极电光开关是大口径高功率固体激光器的关键技术之一。利用厚度为15 mm的KDP晶体研制了口径为240 mm×240 mm的金属壳体开关, 测试结果表明其主要指标达到了驱动器总体的要求。对目前的几种应用方法进行了对比研究。
等离子体电极 电光开关 普克尔盒 驱动器 提出了He-Ar-Xe核抽运激光本征效率的理论模型,推导了本征效率公式。建立了本征效率与抽运腔内介质温度(能量沉积),气体总压力,He和Ar分压,Xe的含量之间的函数关系。探讨了能量沉积对本征效率的影响, 估算了核抽运激光器的激光输出, 为进一步的实验设计提供了理论依据。
核抽运激光 Xe激光 理论模型 本征效率 根据薄膜光学的设计原理,针对飞秒激光脉冲放大过程中的增益特性以及对输出光谱形状的特殊要求,通过膜系的优化计算,设计研制了适用于飞秒激光的光谱滤波器件,实现对飞秒光脉冲的频谱强度与频谱分布的特殊控制,以获得所需的具有特殊要求的飞秒激光光谱。实验结果表明,通过这种滤波器件,适用于飞秒激光啁啾脉冲放大系统。
飞秒激光脉冲 薄膜光学 光谱滤波器 频谱分布 报道了一种采用相变致冷技术的激光反射镜新结构,, 这种结构的特点在于,正支望远镜式虚共焦非稳腔凸镜的内部,采用了螺旋状的冷却沟道,填充以用于保持反射镜温度恒定的固-液相变物质。其结构简单,可以和晶体输出窗口制成一体,去掉了传统虚共焦非稳腔中用于输出耦合的45°刮刀镜, 获得高光束质量的激光同轴输出。
反射镜 相变致冷 热变形 同轴输出 在Nd:YAG激光器中引入抗共振环(ARR)结构,将调Q材料BDN染料片和LiF:F2色心晶体置于ARR中心,获得输出能量分别为98.3 mJ和82.5 mJ,能量起伏1.44%和0.88%的高稳,大能量调Q单脉冲输出。同时和普通平-平腔进行实验比较并对结果进行初步分析。
抗共振环 调Q激光器 BDN染料片 LiF:F2-色心晶体 用一种经典电光调Q的方法实现前级激光振荡, 后级激光放大的脉冲YAG激光器, 最大输出频率20 Hz。对偏振片侧面反射出较强激光的特殊现象做了深入的分析和探讨,指出了该现象产生的原因。并指出如何利用这 种现象来指导此类激光器的调试。
固体激光器 电光Q开关 偏振片 放大级 漏光 介绍了利用自发Raman散射光谱测量低压气流组分绝对浓度的方法。对大气和流动状态下的低压气流进行了绝对浓度的测试, 测量误差小于8%。此技术有望用于精确在线测量Ο2(a1Δ)发生器气流中O2(a1Δ)的绝对浓度。
Raman散射 绝对浓度 单重态氧发生器 基于偏振光矢量的琼斯矩阵理论,对复合1/4波片的工作特性进行了分析,表明其对偏振态的变换作用可等效于一旋光器和一单1/4波片的组合。借助于幺正矩阵的性质, 推导出了复合1/4波片中等效旋光器旋转角和等 效单1/4波片快轴取向角的表达式。
复合波片 琼斯矩阵 旋光器 么正矩阵 根据对相干激光雷达小型化、轻量化、低成本和高性能的要求,采用小口径、平面基底二元光学元件、对外差探测、收发合置的相干激光雷达天线系统进行简化。按照使用要求设计了一个透射式伽利略型天线系统, 设计参数为: 作为发射系统, 物方视场角2ω=10°, 出瞳口径Φ=100 mm, 束散角压缩比β=5×, 激光光源波长λ=10.6 μm。设计结果为系统的像质达到了衍射限。
二元光学 相干激光雷达 天线 光学设计 伽利略望远系统 使用PSD作为大口径光学元件表面加工质量的评价参数,针对不同的波前调制进行了初步的模拟计算。得到了不同调制频率和不同调制深度情况下的PSD曲线变化情况,结果表明了 PSD曲线能够在频率域对不同调制频率信息和不同调制深度信息都具有很好的描述功能。
波前调制 PSD曲线 调制频率 调制深度 利用2kW CO2激光器作为激光照射源,采用测量精度为±0.03 μm的Twyman-Green干涉仪、CCD摄像技术、计算机数据采集与处理系统, 对普通硅镜和相变致冷硅镜在强光照射下不同时刻的热变形进行了实时对比测量,得到了在不同激光照射时间下镜面热变形的干涉条纹序列图以及热变形量随激光照射时间的变化实验曲线。
反射镜 热变形 高功率激光器 提出了每两路激光分别以基频和倍频斜入射联合打靶的设想。理论研究表明, 不仅减少了一路倍频带来的能量损失,而且可以取得比同样功率密度倍频光更高的增益系数。提出了四靶远程串接方案, 并用掠入射双中继镜将前一对靶输出的X光激光耦合到后一对靶进行放大。理论研究表明, 利用此方案,可望在神光II装置上,获得水窗波段X光激光的饱和增益。
X光激光 类镍机制 水窗波段 饱和增益 介绍了聚合物成型过程的在线近红外光纤光谱传感方法。设计了光纤光谱传感器以及在线光纤检测系统。 并用多变量回归法和人工神经网络建立光谱信息的预测校正模型, 可以在线监测挤出过程参数如聚合物成分、气体浓度等。
近红外光谱 光纤传感 聚合物挤出 为了准确测量神光II装置多波长高功率的激光能量,研制了七种规格的体吸收激光能量计,经中国计量院 测试标定,其灵敏度、均匀性及稳定性等技术参数超过原设计指标的要求, 达到或超过美国阿波罗激光器公司制造 的同类型激光能量计的水平,满足了神光II装置多波长髙功率激光能量测量的需要。分析了神光II装置中三种波 长激光能量测量的取样方式及测量精度。
体吸收激光能量计 基频激光 二倍频激光 三倍频激光 对标方法 对两中心模型光折变晶体两波耦合增益系数Γ,总的有效陷阱密度和强度特性因子的温度特性进行了理论研究。结果显示在两中心模型中, Γ、Neff和η(I)有着复杂的温度特性,浅能级的密度决定着它对温度特性的贡献。
光折变晶体 两波耦合 温度特性 提要当轴对称傍轴光学系统可以用2×2矩阵描述时, 柯林斯(Collins)导出了相干光通过光学系统时与光学矩阵元素ABCD相联系的衍射场计算公式。该公式在很多情况下有效地简化了衍射计算,在激光传播的研究中获得了广泛应用。提出了三种计算柯林斯公式的方法并给出实验证明。
光束传输 光束控制 光束质量 运用张量方法引入了描写一般部分相干非轴对称高斯-谢尔模(GSM)光束的4×4阶部分相干复曲率张量Μ-1导出了适用于部分相干光传输的张量ABCD定律,利用此定律研究分析了髙斯-谢尔模经过薄透镜的聚焦 特性。研究表明, 聚焦后光斑的大小以及聚焦点位置与部分相干光的横向相干宽度σ2g, 波前曲率等参数有关。部分相干非轴对称高斯-谢尔模光束的聚焦特性还跟扭曲因子密切相关。
部分相干光 张量ABCD定律 聚焦特性 介绍了空间激光通信中大气闪烁问题的研究进展;分析了激光大气闪烁效应对空间激光通信的影响；阐述了不同发射镜数目、各发射镜之间的距离和接收天线孔径对大气闪烁效应的影响, 给出了利用自适应光学系统减弱大气闪烁效应的原理；提出了解决空间激光通信中大气闪烁问题的思路。
大气闪烁 空间激光通信 多发射镜天线 自适应光学 研究激光在湍流大气中起伏的频谱特性一般不能把激光束当作平面波或球面波处理, 其高频特征与下列因素有关:1)接收口径: 随接收口径的增大, 高频谱下降加快,对于平(球)面波, 高频谱偏离-8/3幂律,在接近菲涅耳尺度时呈现-11/3的幂律。2)湍流耗散区的谱特征: 随着湍流内尺度的增大和风速的减小, 高频谱下降趋势加快。3)激光束形状: 当激光束不能作为平(球)面波处理时, 髙频谱呈-8/3和-14/3两段幂律或仅呈-14/3的幂律。上述结果得到了实验验证。
激光大气传播 频谱特征 大气湍流 首先简述了激光束波前的功率谱密度(power spectral density, PSD)描述方法,基于光传输模拟计算需要,提出了一种基于PSD的波前恢复算法,并对光束中的高频波前畸变对焦斑光强分布的影响作了初步探讨。
功率谱密度 G-S算法 波前畸变 聚焦特性 用窄线宽、脉冲可调谐光参量振荡器(ΟΡΟ)作光源,使用光程长达1097 m的怀特池, 采用单探测器分时复 用的探测方法,首次在吸收池中精确测量了实际大气中1.315 μm波长附近高分辨率吸收光谱, 实验验证了实际大 气中水气是该波段的主要吸收气体；得到了实际大气中吸收分子在氧碘激光波长(7603.14 cm-1)处的吸收截面为 (1.05±0.09)×10^{-24} cm2(标准大气条件下)以及在该波段主要吸收谱线的参数。并计算了在氧碘激光波长附近 大气分子的吸收截面。
高分辨率光谱 大气吸收 怀特池 用量子相位算符计算了凝聚体相位的具体表达式, 发现凝聚体的相位与时间,初始相位,非相互作用能和粒子数有关。然后进一步计算了具有相互作用的两凝聚体的相对相位,给出了凝聚体的相干条件。最后,在TF近似下,对于谐振势中的一定原子数, 发现原子阱基本上决定了凝聚体的相位, 它相当于光激光中谐振腔的作用。
原子激光 玻色-爱因斯坦凝聚 相位 干涉条件 采用激光束主动照明技术,是对远距离暗目标进行成像、定位和跟踪的重要手段, 由于大气湍流等原因, 照明激光束到达靶上会出现光强空间分布不均匀,对成像质Μ和跟踪精度有较大影响。讨论了激光照明效果评价的 主要参数, 提出了采用照明光强起伏功率谱密度作为评价照明光强分布均匀性依据;在建立激光照明大气传输模 型和计算方法基础上,在不同大气参数和光束数情况下对激光照明进行了数值模拟, 得到了目标平面处照明光强 起伏功率谱密度和目标图像, 与实验得到的照明目标图像比较,验证了数值模拟结果的合理性。
激光照明 大气湍流 激光传输 利用激光大气传输及其校正四维程序对激光大气传输相位不连续性问题进行了数值计算,分析了相位不 连续点密度与湍流强度、传输距离的关系和不同波长信标情况下的相位不连续性及其对校正效果的影响,, 计算结 果表明, 用大气相干长度(或d/r0)以及自适应光学系统带宽,并不能完全描述自适应光学相位校正效果。尤其是 在长距离激光大气传输中,这时在自适应光学相位校正中,需要考虑闪烁的影响。
传输 相位不连续点 自适应光学 开展了传输距离500 m复杂地形下的激光大气闪烁与衰减的同步实验观测?讨论分析了闪烁强度、概率分布和频谱等特征量随透过率变化的趋势,发现大气闪烁和消光之间有一定的关系。
光传播 大气湍流 大气闪烁 大气衰减 研究了激光定向红外干扰系统的工作过程和原理, 对其中的重要环节: 激光大气传输、激光对成像导引头的干扰、导引头被探测激光束照射后的回波进行了理论分析和计算。最后将各部分合成一个统一的仿真系统, 以一 个具有良好人机界面的仿真软件在计算机上加以实现。为激光定向红外干扰系统的中大量器件指标的确定奠定 了基础。
定向红外干扰系统 仿真 激光大气传输 红外光敏器件 猫眼 主要介绍气动光学(Aero-optics)的研究方法,研究内容以及强激光在可控气流介质及大气中传输时,强激光与气体相互作用引起气流折射率、相位畸变、热晕等现象和规律的研究工作。
气动光学 强激光 光束传输 报道了高精度激光光束参数(Μ2因子)测量系统的原理、结构和实验结果。该系统以数字化制冷面阵CCD为探测器,具有图像背景扣除、噪声确定、光斑能摄分布二维和三维显示、图像直方图、光束宽度、发散角、M2因子 等光束参数测量等功能, 已用于对多种灯抽运, LD抽运固体激光器光束参数的测量。此外, 还研制了可产生从 TEMo.jlj TEM35.。的多种光场分布的LD抽运固体激光横摸发生器,并对这些模式的M2因子进行了实验测量,测量值的理论值吻合。
激光光束参数 M2因子 激光模式 运用时域有限差分(FT-TD)法,对平面光波导髙阶模的模场分布进行分析。首先用矢量FD-TD法分析了TE1模的模场分布情况;然后又用标量FD-TD法分析了 模的模场分布情况。通过计算机计算所得的模场分布图像与用其他方法所讨论的结果相吻合。
光波导 时域有限差分法 模场分布 采用广义截断二阶矩法, 推导出了用不完善伽玛函数表示的有硬边光阑衍射时厄米-高斯光束广义M2G因子的解析公式,它由厄米-高斯光束的阶数n和截断参数α所确定,对此进行了数值计算和分析,并对所得解析结 果的特殊情况作了深人的讨论。
厄米-髙斯光束 硬边光阑 广义因子M2因子(M2G因子) 广义截断二阶矩 用标量衍射理论详细讨论一种强激光宽带扫描转镜,导出任意激光束通过光学系统后任意给定观察区域的瞬时光束功率密度分布。当给定激光处理工件的运动速度及工件表面对光能的吸收特性后,研究了给定时间间隔内材料表面吸收能量的分布及计算实例。
光束变换 衍射计算 材料表面改性处理 在利用杨-顾算法设计了用二元光学原理将氦氖高斯基模光束转换成TEM10模的一维情况的16阶二元光 学元件基础上,模拟计算了输入光斑大小对衍射效果的影响。模拟结果显示, 在入射光束腰半径偏离设计值±0.03 mm时,模拟光强值与预期光强值的相对平均误差小于1.0%。
二元光学 TEM10模 数值模拟 运用非截取地把非傍轴激光束变换到傍轴的技术对GaInP/AlGaInP应变多量子阱激光器的等效光束质量进行了测量,实验测得垂直于结平面方向上的等效光束质量因子小于1。同时, 用波导模式理论和非傍轴矢量矩理论对其光束质量进行了初步的理论分析和计算,理论结果和实验结果基本符合。
应变多量子阱激光器 光束质量 波导模式 非傍轴矢量矩 对三台在空间上耦合的固体激光器组成的一维激光阵列进行了研究。结果表明, 激光强度会随着激光之间 耦合的变化而呈现周期性同步、混沌同步和失去混沌同步的现象。同时, 激光也从部分相干光变为相干光、部分相干光,直至成为非相干光。三台激光器之间的位相差出现了广义同步和失去广义同步的现象。
固体激光 激光阵列 位相差 广义同步 在理论上分析了SBS相位共轭效应和阈值效应都可以导致后向SBS的光束发散角减小。在实验上,将受激 布里渊散射相位共轭镜(SBS PCM)用于Nd:YAG激光器上补偿了波前畸变,改善了光束质量,压缩了发散角。研究了抽运能量、透镜焦距、SBS介质等因素对SBS后向放大光的光束质量的影响, 利用SBS PCM代替普通全反镜的后向放大光的光束质量得到明显改善。
受激布里渊散射(SBS) 相位共轭 发散角 基于将矩形函数近似展开为有限数目复高斯函数叠加,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束通过有限尺寸透 镜的聚焦场光强分布的计算解析公式,给出了数值计算例,并与数值积分计算结果进行了比较。研究结果表明, 本方法能有效地提髙计算效率。
髙斯谢尔模型光束 有限尺寸透镜 复高斯函数 计算效率 采用横向剪切干涉法(LSI)测量大口径自由旋涡气动窗口所引起输出激光束的波前畸变,并由重构的畸变 波前计算光束质量评价因子斯特列尔比的大小。实验测量了自由旋涡气动窗口工作在不同供气总压下的光束质量，同时测量了气动窗口光束质量随时间的变化情况,并给出相应分析。
髙能激光器 横向剪切干涉法 自由旋涡气动窗口 光束质量 斯特列尔比 激光初始光场的强度分布特性在一定条件下将影响其远场能量集中度。讨论了空心束的远场光强分布特性,并提出用强度非平整度因子UE来描述随机初始光场的强度分布特性,强度的深度调制将导致能量集中度的下降。高能激光束强度的不均匀分布导致其近场热晕效应类似偏转棱镜, 引起了远场光束的偏转, 有风条件将大大缓解远场光束的偏转。
强度分布特性 能量集中度 热晕 采用几何光学与二元光学位相调制相结合的基本思想,将四束不同倾角的入射光通过楔形列阵准直平行, 然后分别经过位相片进行波面变换, 最后由主透镜会聚在靶场叠加产生窄焦斑、高功率的平顶超高斯光束。
并束 均匀照明 楔形列阵 位相片 研究了用于SG-II装置光束精密瞄准的激光束自动控制系统。用傅里叶光学分析可知,探测激光束位置取 于空间滤波器像传递面,这时近远场像面上衍射噪声最小,光束自动调整时,近远场关联又最小, 可以各自独立调 整。计算机CCD图像处理闭环系统实现了光束自动控制。误差分析和SG-II全系统光束自动控制实验表明, 光束 瞄准精度<1"。
光路准直 像传递 CCD图像处理 介绍了用于“神光II"装置类环形光束输出整形的纯位相元件的设计方法,研究了该元件对于实际系统中非理想波面及位相随机畸变的宽容度等问题, 并且计算了不同条件下的光束质量。
纯位相元件 光束整形 类环形光束 自洽迭代 光束质量 对980 nm波段抽运下的高浓度铒掺杂光波导放大器的理论模型进行了研究。描述掺铒磷酸盐玻璃光波导放大器的两种模型是考虑聚集的影响与不考虑聚集的影响。通过铒掺杂浓度对放大器增益特性影响的研究将两种模型进行了比较研究。数值结果表明, 在铒掺杂浓度小于10^{26} m-3时可不考虑上转换的影响, 大于此浓度上转换对增益的影响很大。
集成光学 惨辑磷酸盐 光波导 光放大器 光通信 从波导信号幅射特性出发讨论了楔形平面波导的设计问题, 对于在光通信中作波分复用渐变波导光栅,设计一最佳阵列波导,并对最佳条件、结构参数、传输效率进行了仿真计算。理论分析与仿真结果一致。
平面阵列波导 波分复用 最佳设计 仿真 随着波分复用技术的日趋实用化,波长可调谐激光器作为实现WDM系统的必要器件,优化 其性能,简化其结构有着重要意义。结合掺铒光纤放大器、不依赖于偏振的声光可调谐滤波器等器 件, 提出一种新型的线性腔波长可调谐掺铒光纤激光器结构。从理论上,详细地分析了这种激光器 的输出特性, 以及影响激光器输出特性的因素。在此基础上,提出改善激光器性能的方法。
掺铒光纤 声光可调谐滤波器 抽运阈值 斜率效率 带光输人光输出窗口的CMOS-SEED集成芯片,充分发挥了电的逻辑优势和光的互连优势。设计了CMOS集成电路版图,在HP公司采用0.35 μm的生产工艺投片, 由Bell实验室提供SEED列阵并完成倒装焊工艺,成功研制出了带光输入光输出窗口的CMOS-SEED集成芯片。并用该芯片设计制作了自由空间16×16 Crossbar光学交换模块,实现了16×16光信号的Crossbar网络交换。
CMOS-SEED芯片 光窗口 光交换 应用线性化近似方法,得到了含量子色噪声的单模激光增益模型光强的含时矩、关联函数以及功率谱的解析表达式。研究表明,在阈值附近,量子色噪声对单模激光的统计性质产生重要影响。
单模激光 量子色噪声 光强含时矩 利用传输矩阵和高斯光束的有关理论,建立了准直器耦合系统附加损耗与位置失配关系的数值解模型。计算表明: 耦合系统的附加损耗对角向倾斜和横向偏离两种位置失配十分敏感。实验结果很好地验证了理论模型的正确性。
准直器 球透镜准直器 耦合效率 附加损耗 随着密集波分复用技术的迅速发展, 系统中复用信道之间的间隔越来越小。交叉波长波分复用器(Interleaver)作为一种能够扩展信道间隔的全新器件,很好的满足了系统升级的需要。介绍了晶体型Interleaver器件的基本工作原理, 同时应用傅里叶级数的方法对Interleaver输出光谱的带宽特性进行了讨论。实验结果显示,经 过优化设计后的器件,其输出光谱带宽特性得到了明显改善。
交叉波长波分复用器 密集波分复用 带宽 根据耦合区的场传输方程及微球内的共振回廊摸特性,得出微球与锥形光纤耦合系统的透过信号、下载信号的输出功率及自由光谱区的表达式,通过数值计算,分析了系统的参数对滤波特性的影响, 进而进行优化设计, 其结果对信道下载滤波器的设计有一定的指导意义。
微球 锥形光纤 耦合系统 滤波器 采用光纤3 dB耦合器制成的Mach-Zehnder干涉型波分复用器件可以实现信号波长的合波与分波。Mach-Zehnder干涉仪两臂差ΔL与相位差Δφ直接影响其合分波特性, 复用波长的间隔Δλ与ΔL成反比,通过加长臂长 差可以实现很高的波分密度。但是臂长差越长, 干涉仪对温度越敏感。探讨了一种方法来弥补温度变化所造成的相位差,其波长间隔可做到0.8 nm,稳定性高,消光比好。
Mach-Zehnder干涉仪 耦合器 波分复用器 通过对光纤施加拉力,在同一根光纤的不同位置上, 用同一个相位掩膜, 紫外(UV)写入了具有5个不同Bragg波长的光纤Bragg光栅(FBG)列阵。这些光栅Bragg反射峰值间的波长差大约为1 nm。
紫外写入 光纤Bragg光栅 相位掩膜 掺铒光波导放大器在工作波长为1.5 fim的集成光通讯中有广泛的应用前景。它具有高增益, 抽运阈值低, 器件尺寸小,易于集成的特点。目前用于光波导放大器的掺铒材料有四类: 氧化物薄膜(Al2O3)、有机物和单晶硅、 无机玻璃等。
光波导 放大器 材料 铒离子 提出一种新颖的双路上/下载光分插复用器(OADM)结构设计方案,可实现DWDM全光通信网中两路不同 波长信号同时上/下话路功能。该上/下载光分插复用器由偏振分束组合棱镜,λ/4波片、直角棱镜、全反镜和偏振光调制器组成。各信号光首先被分解为於偏振光分量和s-偏振光分量,其偏振状态通过偏振光调制器来控制,在主光路输出端口和下载光路输出端口将各信号光的p-,s-偏振光分量重新合并后输出, 实现上/下载任意一路波长信号或同时上/下载两路波长信号。该上/下载光分插复用器结构具有灵活性强, 与偏振无关,光学元件少,结构紧凑,易于光学装配和调试等特点。
光通信 光分插复用 上/下载 波分复用 分析比较了三种光纤拉曼放大器(FRA)的双瑞利散射(DRS)交调信号比,以及DRS导致的功率代价。在相同条件下,色散位移光纤(DSF)FRA的增益最大, 由DRS导致的交调信号功率比、功率代价也最髙。抽运功率增加,DRS噪声性能急剧下降。
光纤拉曼放大器 双瑞利散射 交调 功率代价 利用北京计算数学与物理研究所编制的一维磁流体力学程序对毛细管放电条件下类氖氩等离子体进行了计算,给出了等离子体半径、电子、离子温度和密度等参数随时间的变化情况;并根据Cowan程序对类氖-氩原子参数的计算结果,讨论了在毛细管放电类氖氩等离子体中形成粒子数反转的可能性,以及光线在毛细管传播、放大的可能性.
毛细管放电 类氖氩离子 原子参数 X射线激光 将矩阵论中的反向迭代算法用于集成光波导器件传输模式的分析。并用它对三维矩形掩埋式波导进行了实际的计算。然后用时域有限差分(FDTD)算法对其进行了模拟。由实验结果可以得出,反向迭代法是一种分析集成光波导传输模式的有效算法。由于它是对波函数直接进行离散化处理,而没有引入任何近似条件, 因此从理论上讲它可以分析任何复杂结构三维波导传输模式。
反向迭代法 光波导 传输模式 研究了一种采用Μesh光互连网络拓扑结构的三维自由空间光互连集成模块,根据像差要求着重对系统模块中的光收发透镜列阵进行了光学设计,并比较了两种不同的解决方案。结果表明直接由透镜中心斜入射法,其 出射信号弥散斑为0.4630 μm,能更好地满足三维自由空间Mesh光互连网络光电子集成模块的要求。
光通信 光互连 光交换 报道用等效F-P腔的方法计算了多层DBR的反射率。然后对垂直腔面发射激光器(VCSEL)远场分布曲线进行插值拟合,得到其远场光强分布。最后,着重对光互连中的最小作用单元,即两VCSEL的相互耦合机制进行了研究。
垂直腔面发射激光器 光互连 远场分布 耦合机制 研究了分压电阻对髙斯光束在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响。结果表明,通过调节分压电阻来改变外电场强度,可以使在晶体中传播不稳定的髙斯光束演化趋于稳定的亮孤子波。
非线性光学 空间光孤子 高斯光束 介绍了一种新型的波分复用技术即interleaver/deimerleaver技术。重点阐述了利用偏振干涉法制作deinterleaver的原理及其简单的结构。从理论上分析计算了如何展宽波形带宽。并通过实验证实了作者制作的deimerleaver的带宽展宽现象。还分析了interleaver技术的其他几种形式, 指出了各种形式的优缺点。最后对interleaver技术的市场和应用前景作了展望。
波分复用 interleaver技术 偏振干涉法 带宽 对两级串级拉曼光纤放大器的两种新的抽运方式进行了数值模拟。在数值模拟的基础上,对相同抽运功率下两种抽运方式的拉曼光纤放大器的增益及噪声特性进行了分析和比较,同时也给出了两种抽运方式获得相同增益所笛要的抽运功率。
分布式拉曼放大器 串级拉曼光纤放大器 增益 噪声系数 在二元光学衍射微透镜的制作工艺中, 光刻胶的行为和特性对衬底的最终图形有着极为重 要的作用。光刻和刻蚀两道工序都要求实际图形与掩模版的图形达到很高的一致性, 这样才能实 现元件被高保真地制作到衬底上。在整个工艺过程中, 由于不同光刻胶表现不同的行为特性使得 所制作的器件性能有较大的区别。通过比较不同光刻胶在不同工艺过程中的行为,在二元光学元 件的制作中,通过选用特性不同的光刻胶: 在第一次光刻刻蚀台阶较深时,选择粘度系数较大,高感 光度, 耐刻蚀的厚胶；在套刻中, 刻蚀台阶较浅时, 选用高分辨率、高陡直度、耐高温的薄胶,最终制 作出了性能良好的二元光学元件。
二元光学 光刻 光刻胶 刻蚀 报道了一种可记录全息的新型聚合物弥散液晶材料(HPDLC)。这种材料由于其液晶微滴直径远小于光波长,而能够记录全息,并且对入射光的透射和衍射取决于对其施加的电压, 即它是电场可调制的。详细分析了 HPDLC形成的原理,给出了材料的配方和制备, 并研究了 HPDLC的衍射效率及扫描电镜(SEM)观察下的表面形 貌, 与传统的聚合物弥散液晶(PDLC)进行了比较。这种新型液晶全息材料将在光通讯、信息存储等许多领域有着潜在而广泛的应用。
聚合物弥散液晶 全息 衍射效率 表面形貌 提出了一种基于平板光学的新型DVD/CD-R兼容型集成光盘头。在此系统中, 光线沿着Ζ型在平板玻璃 基底中传播。通过集成的平板合分束器、消色差波片、分色光栅等器件完成双波长光束的合光、偏振态旋转、分光等 功能u经测试,此系统具有足够的能量利用率和集成度以及较小的体积和重量。
微光学 衍射光学 平板光学 集成光盘头 报道了一种含有分散红(DR1)、聚乙烯咔唑(PVK)加聚丙烯酸丁脂(PBA)、三硝基芴酮(TNF)等成份所制备的有机光折变聚合材料。用改进的二波耦合(2BC)实验检测它们在外加低电场下的光折变效应样品中形成折射率光栅的动力学过程。实验表明,在低功率激光和低外加电场下,此聚合物体系已经获得较髙的2BC增益系数(137 cm-1,外加电场E0=28 V/μm)。
光折变效应 折射率光栅 双波耦合增益系数 针对超髙密度光子存储技术,提出了一种新颖的光子存储读写头方法,采用微光学技术设计了一种微型化、 集成化的读写光头,可实现多通道、多层面的快速存储,因而其读写速度大大提髙,另外也减轻了激光头的重量,简化了光路结构。
激光头 光盘 快速存储 大容量 提出一种基于波长分区物镜结构的双波长单光束双光子三维存储系统的写入方法；给出了相应的双光子记 录强度空间分布模型；对该模型进行了数值仿真研究。仿真结果表明,采用本文提出的双波长单光束写入方法,可 以有效提高双光子光存储的层间分辨率。
双光子存储 激光聚焦 超快激光 非线性吸收 在可见光区域,在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中掺杂邻羟基亚甲基苯胺(SA)样品中实现了可擦除光存储。以He-Ne激光632.8 nm线为读出光,以Ar+激光488.0 nm线为写入光和擦除光,研究了光栅写入和擦除的动力学过程。在光栅的写人过程,观察到衍射信号强度随时间先增强后减弱的现象；在写人过程衍射信号强度增长阶段开始擦除,亦可观察到此现象。而在写入过程衍射信号强度减弱阶段开始擦除,则观察到衍射信号直接变弱的现象。依据相干光调制形成相位光栅和光异构产生压力梯度引起分子扩散的光物理过程对光存储机制进行了探讨。
邻羟基亚甲基苯胺(SA) 光异构 相位光栅 表面光栅 对腔镜有限分划,基于衍射积分理论构造光腔的传输数值矩阵, 并对其进行特征值和特征向量求解, 从而实 现光腔模式计算。计算了非虚共焦非稳腔内的光场特性和远场光斑分布, 并与实际结果吻合。
矩阵特征值 数值积分 谐振腔 用提拉法生长了Nd:GdxLa1-xVO4系列晶体(x=0.8, 0.6, 0.45), 对影响晶体质量的因素进行了分析,测 量了三种晶体的结构和晶胞常数;测量了Nd:gd0.8La0.2VO4和Nd:Gd0.6La0.4VO4晶体的室温吸收谱和荧光谱；用LD泵浦Nd:Gd0.8La0.2VO4晶体,实现了 1.06 μm和1.34 μm的激光输出。
Nd:GdxLa1-xVO4系 光谱 激光性能 用连续的钛宝石激光器作为抽运源,在室温下首次实现了Cr,Yb:YAG晶体的自调Q激光输出。在激光实验过程中,获得了在1.03 μm平均功率为75 mW和脉宽(FWHM)为0.4 μs的自调Q激光。激光实验表明了Cr,Yb:YAG晶体的确把Cr4+离子的可饱和吸收特性和Yb3+的激光增益特性结合到了一起,实现了自调Q激光输出,使得Cr,Yb:YAG晶体将成为一种新型的有发展前景的全固化的自调Q激光晶体。
Yb:YAG晶体 自调Q激光 钛宝石激光器 介绍了晶体激光加热基座生长法的最新进展。具体表现在: 所生长晶体的尺寸大幅度提髙, 直径可达2～3 mm;晶体以高速度生长,最高可达150 mm/h;成功地生长出了含有铅元素的晶体,开发出新型压电铁电材料；实现了共晶型晶体的生长,如微波介电材料MgTiO3-CaTiO3。这些新进展使激光加热基座生长法成为一种实用化 的晶体生长技术。
激光加热基座生长法 晶体生长 新进展 研究了较髙Er3+浓度下,掺铒铝硅酸盐和掺铒磷酸盐玻璃的光谱性质和上转换荧光性质随Yb3+, Εr3+离子浓度的变化规律,为选择掺铒平面光波导放大器的工作物质提供了参数。
掺铒玻璃 光谱性质 上转换 荧光性质 利用扫描电子显微镜(SEM)研究了在选择外延MOVPE生长InGaAsP材料中, 厚度增强因子随SiOz掩模 宽度的变化, 生长条件(如生长压力、ID族源流量等)对厚度增强因子的影响。随着生长压力的增加, 生长速率下 降,选择性增强；随着In源流量的增加,生长速率上升,选择性下降。制备了最大厚度增强因子达3.4的InGaAsP体材料。通过扫描电镜观察,得到了较平坦的生长界面和表面形貌。为用选择生长法制备分布反馈激光器与模斑转换器集成器件提供有效的方法。
选择外延 厚度增强因子 研究了串联光折变晶体回路中空间孤子的属性问题。在暗-暗孤子对中, 可以存在屏蔽和屏蔽光伏暗孤子；在明-明孤子对中,只能形成光伏明孤子；在明-暗孤子对中,可以存在屏蔽光伏和光伏明孤子以及屏蔽光伏暗孤子。
空间光孤子 光折变效应 孤子对 利用TFCALC薄膜设计软件包对TiO2/SiO2, Ta2O5/SiO2和Si/SiO2膜系中心波长为1315 nm的硅镜反射特 性进行了仿真模拟。给出了正入射与45°斜入射情况下三种膜系硅镜的反射特性,并进行了分析与讨论。
化学氧碘激光器 硅镜 髙反射率 薄膜 离子辅助轰击能有效改善非晶碳膜(a-C)的质量。用脉冲激光(532 nm,3.5×108 W/cm2)烧蚀石墨靶, 同时 用Ar+轰击膜面,在Si(100)衬底上沉积a-C膜。用扫描电镜和拉曼光谱对膜结构作了分析。结果表明, 在较低气 压和较高的射频功率下制备的a-C膜质量较好, 同时, 激光重复频率对膜生长也有显著影响。
离子辅助轰击 非晶碳 激光烧蚀 用台阶仪、Normaski和原子力显微镜图貌分析了与HfO2/SiO2薄膜激光损伤密切相关的表面微结构缺陷节瘤、划痕和孔洞等缺陷的形态结构。用脉宽10 ns的1064 nm激光进行了损伤实验,研究了各种缺陷与激光损伤能流密度的对应关系, 以及激光损伤创面的图貌特性, 比较了高反、增透和偏振膜激光损伤特性的差异。
薄膜缺陷 原子力显微镜 Normaski显微镜 薄膜激光损伤 实验研究了带有新型宽带SESAM掺钛蓝宝石激光器克尔-透镜锁模的自启动动力学过程；获得了在阻挡-恢复过程中, SESAM启动KLM较为完整的物理图像, 并对其机理进行了分析和讨论。
半导体可饱和吸收镜 自启动动力学 钛宝石激光器 对高功率激光薄膜常用的HfO2/SiO2, ZrO2/SiO2、(ZrQ2+Y2O3)/SiO2和Ta2O5/SiQ2等膜料镀制的高反膜, 采用N-on-1激光运行方式, 即对薄膜单点辐照的激光能量密度, 以薄膜损伤阈值的60%开始, 由小到大直到薄膜发生损伤,进行激光预处理效应研究。实验表明, HfO2/SiO2高反膜的激光预处理效果最好,激光损伤阈值提高3倍以上, ZrO2/SiQ2和(ZrO2+Y2O3)/SiO2次之,Ta2O5/SiO2较差。对HfO2/SiO2薄膜激光预处理研究发现,其效应有两种形式, 薄膜激光老化和薄膜表面缺陷低能量密度激光清除。薄膜激光损伤尺度和程度对光谱性能影响的实验表明,薄膜激光损伤程度对光学性能的影响有较大的差异, 因而对于高反膜, 损伤阈值不应以单纯的激光损伤为判断依据, 应以不影响实际应用的激光操作阈值为依据。
激光预处理 损伤阈值 高反膜 激光损伤 光学膜层在强激光的辐照下,其损伤过程和损伤结果是多种多样的。通过系统研究几类常用膜层在不同条 件下的激光破坏过程,发现通过控制激光辐照条件,可改变光学膜层的破坏方式和破坏程度, 能安全可靠地提髙光 学元件损伤阈值,提升高功率激光系统的能量密度, 达到预处理效果。研究了几种不同膜层光学元件在预处理前 后膜层表面的变化(损伤形貌)、损伤阈值的增幅,发现膜层仍然发生了一定程度的轻微损伤,这种损伤与膜层本身 缺陷、激光参数密切相关,为预处理方法提高膜层损伤阈值提供了依据。
光学膜层 损伤 损伤形貌 激光预处理 采用ΖnS/YbF3五层膜系结构镀制了CaF2窗口在3.4～4.2 μm波长范围的红外宽带增透膜,光谱测试结果 表明平均透过率在99%以上,该膜层能承受200 kW的激光功率输出。
DF化学激光器 CaF2窗口 宽带增透膜 高损伤阈值 运用离子溅射沉积技术制备光学增透膜,着重研究离子溅射技术对制备的薄膜性能的影响, 包括表面形貌、 折射率、薄膜弱吸收、薄膜结构等性能,分析离子溅射技术的特点及制备薄膜的局限性。
离子溅射 增透膜 表面形貌 弱吸收 薄膜结构 用旋涂法制备了一种聚合物热释电薄膜,对其进行了红外光谱和X射线衍射分析, 并研究了其热释电响应 特性,结果表明与其他方法(流延法和压膜法)相比,旋涂法制备的聚合物薄膜样品对热响应具有更高的灵敏度, 更适合用作激光与红外辐射探测器材料。
热释电效应 聚合物 薄膜 报道了利用低压金属有机汽相外延(LP-MOCVD)工艺首先在硅(n-Si衬底上生长硫化锌(ZnS)薄膜,然后将 硫化锌薄膜在氧气中于不同温度下进行热氧化,制备高质量的纳米氧化锌(ZnO)薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明,氧化锌具有六角纤锌矿型结构且具有择优(002)取向。在900 ℃退火的样品的光致发光(PL)中, 观察到一束强 的380 nm紫外光致发光和相当弱的深能级发射。紫外发光强度与深能级发射强度之比是28,表明纳米ZnO薄膜的高质量结晶。
纳米 热氧化 薄膜 光致发光 近带边发射 自由激子 在100 ℃, 150 ℃和270 ℃下固化得到了四种聚酰亚胺薄膜, 薄膜的固化温度对其性能有重要影响。 采用波长把5 nm的偏振紫外脉冲激光,在四种聚酰亚胺薄膜表面成功制备了纳米微条纹结构, 并研究了固化温度对微结构的形成过程及其形态的影响。
激光诱导周期表面结构(L1PSS) 聚酰亚胺薄膜 紫外激光 Nd:YAG激光器 水晶波片是一种双折射率的晶片,因此,在镀制增透膜时,不但要考虑其双折射率的增透效果,而且需满足晶体ο光及e光的位相角延迟问题。从优化膜系设计,选择膜料,改变工艺来镀制增透膜, 目前已基本满足水晶波片的使用要求,并形成小批量生产。
水晶波片 增透膜 位相延时角 介绍了一种先进的脉冲测量技术——SH-FROG技术。编程实现了利用计算机快速回归。列出该程序所获得的回归结果, 及对传统算法的改进, 并总结了实际运用相位恢复算法的经验和规律。结果表明, KROG法实验装置简单,而且算法实用, 计算快捷。
FROG法 超短脉冲 强度 相位 提出了一种新型的极值法监控薄膜淀积层厚精度的方法。该方法通过设计和调整监控波长, 改变各层膜的反射率极值过正量而将被镀膜层精确地停镀于对膜厚变化敏感的设计值。运用这一方法可以提高淀积规整膜系的层厚监控精度。
薄膜淀积 极值法 监控精度 用直流磁控溅射法, 通过改变餓射总气压及N2与Ar的比例,在玻璃基片上制备了一系列TiN薄膜试样, 利 用X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分别对试样的晶面取向和化学计量比进行了研究。XRD的结果显示,在其他条件不变的情况下, 当N2与Ar的比例不变,增加溅射总气压时,R值(TiN膜(200)与(111)晶面强度比)逐渐减小,在溅射总气压接近1.0 h时, R值接近1;当固定溅射总气压,加大溅射气体中N2的比例时,R值 随N2比例的增加先增大,当N2的比例大于10%后,R值几乎不再随N2比例的增加而变化。XPS的结果表明, 所有试样的Ν与Ti的原子比均大于1;改变溅射气体中N2的比例可明显改变N/Ti的比值,当N2的比例在5%左右时,Ν/Ti的比值达1.3。
TiN薄膜 晶面取向 反应磁控溅射 利用一种共蒸发及后退火的方法制备出包埋在氧化镁薄膜基质中的氧化锌量子点。经过退火之后进行的X射线衍射(XRD)实验表明了氧化锌的形成。在室温条件下, 经过900 ℃和1000 ℃退火的样品的光致发光(PL)谱中在375 nm附近表现出强的紫外光发射。从77 Κ到室温的变温光致发光谱的结果表明限制在氧化镁基质中的氧化锌量子点具有比较大的激子束缚能。此外,还讨论了退火温度和发光性质的关系。
氧化锌量子 氧化镁薄膜 光致发光 后退火 提出了一种新的激光扫描制备大面积均匀薄膜的方法: 采用光学变换让脉冲激光按设定的像月球绕太阳运动一样的轨迹旋转,复合剥离靶材制备薄膜。提出了淀积膜厚分布的理论模型, 计算了有关参量对膜厚分布的影响, 并与实验结果进行了比较分析。这对改善实验条件,获得最佳大面积均匀薄膜具有直接的指导意义。
大面积均匀薄膜 扫描激光淀积 光学变换传输 在研究飞行器对激光器的防破坏能力要求试验用激光器的功率及模式在实验过程中保持稳定,尤其是输出 光斑功率的均匀性。采用超薄水冷多层镜以有效减小镜面变形,改善光束质量和输出光斑均匀性。试验用超薄水 冷多层镜物理直径为φ8 mm,镜面厚度小于1 mm,在相同条件下热吸收变形仅为普通铜镜的1/40。
光束质量 激光对抗 超薄水冷多层镜 运用激光熔覆技术和原位反应合成的原理,在40Cr钢表面用预置涂层的方法, 制备了(TiO2+B2O3+Αl2O3+TiB2)/NiCrAl金属陶瓷涂层。借助光学显微、电子探针及显微硬度计等手段对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了分析研究。用自制的仿销环磨损机进行磨削试验,结果表明,由于TiB2,Al2O3和其余陶瓷微粒的生成,大大提髙了熔榭层的磨损性能,随陶瓷相在熔覆层中的配比从5%增加至20%时,陶瓷层的硬度不 断增加,同时磨损性能也得到相应提高.
激光熔覆 金属陶瓷 微观组织 物相 硬度 磨损性能 利用5 kW CO2激光器分别在低碳钢基体表面熔覆含稀土La2O3和CeO2的镍基TiC金属陶瓷复合层,研究 了不同含量的La2O3和CeO2对激光熔覆镍基金属陶瓷复合层组织及性能的影响。研究结果表明,在镍基金属陶 瓷复合层中加入一定量的稀土氧化物La2O3和CeO2均可有效改善熔覆复合层的组织及性能, 减少复合层中的裂纹、孔洞、夹杂;加速复合层中TiC颗粒的溶解和改善TiC颗粒的形状变化,成为较为光滑的表面形状,同时,熔埴复合层的组织及硬度更加均匀。
激光熔覆 稀土 金属陶瓷 在3 kW横流CO2激光器上,对低碳钢表面进行镍基和钴基合金激光熔覆试验研究时发现,加入不同种类适量的稀土氧化物,对熔覆层的结晶组织有明显的粗化作用, 同时可使熔覆层的抗热震性提高10倍以上。显然, 这对髙温或急冷急热工况条件下激光熔覆技术的应用与研究具有重要意义。文中对稀土影响熔覆层晶粒度的原因进行了理论分析,论述了稀土改善熔覆层的抗热震性能的作用机理。
稀土 激光熔覆 组织粗化 热震性 介绍了激光重熔、熔粗温度场的研究现状,叙述了较为典型的二维、三维的稳态和非稳态传热模型,分析比较了从该模型出发所得到的结果与实际情况间的差异。根据已有研究所得到的结论,简要讨论了影响模型建立的几个主要因素。为激光与材料相互作用的强瞬态物理过程研究,零件表面裂纹等缺陷激光修复工艺措施的制定提供了理论指导。
激光重熔 激光熔覆 温度场分布 传热模型 激光深熔焊时,产生的等离子体降低激光能量效率。等离子体中电子与正离子热运动速度的差别,导致喷嘴和工件间形成一电位差。将喷嘴和工件短路则可产生一等离子体电流。如在该回路中串联一外加电源, 等离子体电流将随外加电源电压增大呈线性增大。加入一垂直于激光束方向的磁场,则带电粒子受电磁力作用而产生偏离激光束的运动。实验采用焊接过程中提升喷嘴的方法,使深熔焊模式转变为热导焊。加人辅助电磁场可使深熔 焊焊缝长度增加, 表明驱除熔池上方等离子体后激光对工件的耦合效率提高。随磁场强度增大,深熔焊长度增大。在外加电压为25 V时,深熔焊长度最大,过低和过高的外加电压都减小深熔焊长度的增加量。
激光 焊接 等离子体 电磁场 依据克尔透镜锁模(KLM)激光器的“厚透镜”模型,选择钛宝石激光器工作在下稳区的上边界, 采用抽运光腰略大于腔模光腰,使激光介质内腔模光斑会随腔内功率增大而增大的软光阑方式实现增益调制锁模, 减弱了增 益饱和效应和频率模尺寸效应的影响,获得了 144 nm的宽带频谱飞秒激光,并在710 nm附近获得了8.5 fs的脉 冲输出。
Kerr透镜锁模 亚10飞秒脉冲 自相位调制 实验研究了不同激光能量输入情况下, 微米晶粒钢焊接接头各区域的硬度及尺寸。并对能量输人差别较大的不同焊接方法(激光、等离子弧)焊接微米晶粒钢的焊缝宏观形貌、晶粒度、硬度及冲击韧性进行了对比研究。表明激光焊接微米晶粒钢的优越性。
微米晶粒钢 激光焊接 成形及组织性能 线能量 对γ-TiAl基合金试样表面激光表面快速熔凝处理后进行超塑扩散连接,探讨了激光快速熔凝组织在热处理过程中的转变规律及其超塑扩散连接规律。研究表明, 激光处理后试样表面熔凝区的枝晶组织经后续热处理可转变为细小的等轴晶粒组织, 形成了良好的超塑连接条件。连接工艺结果表明, 连接工艺主要参量间的共同作用对材料的连接效果有着重要的影响,其中选择合适的连接温度尤为重要。
TiAl基合金 显微组织 激光表面处理 连接 热处理 用激光点火方法,在氩气保护的容器中自蔓延合成Mg-Ni合金,对合成的试样进行了X射线衍射(XRD),扫 描电镜(SEM)和微区成分(EDX)分析。结果表明,用激光自蔓延方法可制备M&Ni金属间化合物,获得的样品呈层状、孔隙多。
自蔓延高温合成 激光诱导 Mg-Ni合金 等离子体改性法是发展较为成熟的一种织物表面改性方法, 织物的激光辐照改性法则是一个新的研究方向。对PET织物的激光辐照改性和等离子体改性的改性效果进行了比较, 还应用FTIR光谱分析了织物表面的化学成分变化,并分析了这两种不同改性方法的作用机制, 比较了两种改性方法的优缺点。
表面改性 激光 等离子体 PET织物 对于用激光推进轻型飞行器的可能性进行了初步分析探讨;用单次脉冲激光把重5.87 g的模拟子弹向上发 射到距出发点为1.48 m的高度, 近距离地拍摄了激光诱发的等离子体喷射产生的烟柱及火光, 以及模拟子弹飞行的照片；对其应用前景作了讨论。
激光推进 等离子体喷射 轻型飞行器 在分析自由运转Nd:YAG激光、连续声光调Q Nd:YAG激光和脉冲声光调Q Nd:YAG激光脉冲对打孔材 料的相互作用的基础上, 通过试验对这几类激光器打孔进行了比较,分析及试验结果表明,脉冲声光调Q Nd:YAG激光器可获得再铸层小、无裂纹的高质量激光打孔。
激光打孔 声光调Q Nd:YAG激光 研究了LD抽运YAG激光烧蚀W,Ta,Nb,Fe等金属和单晶硅、金刚石等材料的速率与机理,结果表明材料的熔点、沸点、导热性、晶体结构等参数对激光烧蚀速率影响很大。对激光烧蚀的物理模型进行了初步分析。
YAG激光 微区烧蚀 烧蚀速率 激光焊接热循环对焊接接头的性能影响至关重要。考虑等离子体对工件表面的作用以及小孔内等离子体对激光能量的吸收,建立了点热源和逐渐衰减的线热源相叠加的数学模型, 其中对线热源采用了分层处理技术。利用模型对低碳钢的激光焊接进行了求解,并将计算与实测的结果进行了对比。计算与实测结果显示二者有较好的近似性。
激光深熔焊 热循环 热源模型 分层处理 温度检测 分析了Cr4+:YAG作为1064 nm激光的可饱和吸收体实现被动锁模的机理。采用合适的折叠腔实现闪光灯抽运的Nd:YAG/KTP/Cr4+:YAG激光器的被动锁模和内腔倍频,得到输出能量为12 nJ的皮秒绿光脉冲序列。
Cr4+:YAG晶体 被动锁模 腔内倍频 皮秒绿光脉冲 从传统大气污染监测手段的局限性入手,简要介绍先进的光谱大气监测技术,并对紫外及可见光的差分吸收光谱技术(DOAS)进行详细的理论分析, 建立该系统的结构框架,并设计DOAS系统, 给出实验数据,准确地反映出真实污染。
大气监测 开路监测 简要介绍了当前常用的几种烟气排放连续监测技术(CEMS),并结合具体的研究工作,对差分吸收光谱技术(DOAS)进行理论分析,建立该系统的结构框架,并在实验中采取独特的光纤系统,获得了准确的烟气中二氣化硫的监测浓度。
差分吸收光谱 排放连续监测 烟气监测 激光弯曲成形相对于传统成形工艺的优势已逐渐被人们所认识,但目前应用该技术的最大障碍是如何将工艺参数与最终成形相联系。数值模拟技术为解决该问题提供了有效手段。概要介绍了最近几年来有关激光弯曲成形的数学物理模型最新进展。最后指出了未来应重点研究的几个方向。
激光弯曲 数值模拟 温度场 应力应变场 采用波长248 nm的KrF准分子激光器,对Al2O3陶瓷片及玻璃片的精密加工进行了研究,探讨了各种工艺参数对加工质量的影响规律。同时研究了激光工艺参数对材料表面粗糙度的影响, 并且对加工后工件的表面形貌进行了分析。
准分子激光器 激光精密加工 脉冲切割 工艺研究 通过系统的工艺试验,对LOM金属零件和模具制造中的激光切割工艺与表面光洁度的关系进行了研究,探讨了激光切割各主要工艺参数对切割质量的影响规律。研究结果表明: 在研究获得的较佳工艺条件下,所得光整表面的粗糙度Ra值可达0.7 μm,从而为金属零件和模具LOM分层快速制造中的激光表面光整工艺提供了实验依据。
金属零件及模具 分层制造 激光光整 不锈钢薄板 运用差分法建立了圆柱体表面激光产生热场的计算, 对不同的激光分布进行了模拟研究,给出了不同尺寸 圆柱形物体的热场模拟,结果表明, 激光在圆柱体、管状物体上产生的热场与激光分布形式、圆柱体半径大小有关, 在圆柱体半径较小(或管状物半径较小、壁厚较薄)时,激光热处理的自冷却条件不成立。在模拟的同时,用相关尺寸的圆柱形和圆管形试样进行了热处理研究, 试验结果和模拟结果进行了比较,充分肯定了模拟结果的正确性。同时,从模拟结果和实验结果的误差分布可以看出,激光热处理时,如果吸收层的不稳定会带来模拟和试验控制的困难,因此,除了研究模拟问题外,必须解决激光在试样表面的稳定吸收问题,否则,模 拟结果和实验结果是不可预计的。
激光热处理 热场模拟 差分法 表面吸收 结合数字图像处理技术、激光精密控制技术研究了激光灰度图像精密雕刻系统的结构和雕刻算法。基于视觉灰度感知特点设计了25级灰度雕刻模板,彩色图像文件经过灰度转化和色彩量化处理后直接调用灰度雕刻模板控制激光和振镜的扫描雕刻出多灰度级图像。系统采用Nd:YAG激光器、振镜扫描方式获得Μ级灰度247 dpi分辨率的激光精密图像雕刻效果。
激光 灰度图像 数字半色调 雕刻模板 在闪光灯抽运的Cr:LiSAF激光器中插入棱镜分束器获得了可调谐双波长双脉冲基波巨脉冲激光输出；利用腔内光束调整结构和BBO晶体腔内谐波, 获得了双波长双脉冲谐波可调谐激光输出。研究了两输出巨脉冲激光脉宽和能量与抽运能量的关系。
Cr:LiSAF激光器 双波长 双脉冲 基于Nd:YAG脉冲激光器,开发了一套加工SMT模板的成套设备及相关的软件,并投入使用,取得了较好的效果。详细介绍了其系统的组成及使用方法,并列举了几个加工实例。
激光精密加工 SMT模板加工 系统集成 对普通灰口铸铁和含磷、钼、铬等合金铸铁制作的中小型内燃机汽缸与活塞环摩擦副材料进行了激光相变硬化工艺处理与匹配优化。成组配对后的滴油摩擦磨损试验表明, 经激光相变硬化后的气环与汽缸的最佳匹配为磷铬钼合金铸铁气缸与铬钼铜合金铸铁活塞环的匹配,比不经激光处理的相同的摩擦副磨损速率明显降低。
激光相变硬化 摩擦副 汽缸 活塞环 对40Cr钢分别进行激光表面淬火(相变硬化)和加碳熔凝(白口铁化)处理,分析检测了处理后试样的显微组织、硬度和耐磨性,并将其与普通淬火态试样进行比较。结果表明: (1)激光淬火试样在两种不同磨损条件下均具有比普通淬火更好的耐磨性。(2)经激光表面加碳熔凝处理后,40Cr钢表面可获得抗磨粒磨损能力较高的白口铁薄层(厚约0.15 mm),但白口铁层/相变硬化区之间的过渡带所存在的较多残余奥氏体将使钢的耐磨性在一定程度上受到削弱。
激光热处理 磨损 耐磨性 表面白口化 介绍了几种典型的取向硅钢激光后续处理方法,并加以比较,分析了激光后续处理对取向硅钢的性能影响, 研究了激光刻痕(LS)方法及激光局域表面合金化(LLSA)方法细化取向硅钢的磁畴,降低其铁损的机理,并提出了 激光氮化(LN)方法。实验结果表明,取向硅钢经激光处理后, 磁畴细化从而使得铁损降低,尤其经激光氮化处理 后,不但可以细化磁畴、降低铁损,还能明显改善其高温时效性能且保证处理后取向硅钢的平整度基本不发生变化。
取向硅钢 激光刻痕 激光局域表面合金化 激光氮化 一种利用激光扫描及动态定位技术实现对Line元件的三维形状、状态及动态进行在线实时动态识别及检测的的新方法。提出了激光三维形状信息的采集方式,推导出有关数理模型,建立了激光动态识别Line元件三维形状及动态的系统。
激光扫描 动态识别 三维形状 Line元件 通过对试件在激光与材料非熔凝作用下动态变形过程、热作用区侧面温度场的实时测tt及激光照射后试件 在光斑作用中心处横截面的组织分析,得知试件的最终变形是热应变与相变共同作用的结果,进一步完善了薄板 激光弯曲的变形机理；同时揭示了试件在热作用区侧面温度场的分布规律。试验结果为激光非熔凝加工的应用研究提供了指导。
激光非熔凝加工 温度场 热应变 相变 根据光电比色原理设计研制了便携式光电水质分析仪,介绍了仪器的工作原理以及硬件系统和软件系统的设计方法,讨论了与传统仪器的对比测试实验结果和误差,分析表明仪器达到中大型精密分析设备的测试性能。
比色 水质检测 便携 模拟试验研究了激光玻璃化固化类核灰材料硼硅酸盐粉末。结果表明,激光玻璃化与激光功率、扫描速度及光斑直径密切相关,玻璃化的量的变化可用激光功率密度和扫描速度两个参数定量描述。如激光功率密度F为25.48 W/mm2,扫描速度为8 mm/s时,单位时间内激光玻璃体的体积达532.0 mm3/S。采用预置粉方式激光玻 璃化, 激光辐照区有玻璃体、过渡区、烧结体、原始粉末区四部分组成,其中玻璃体中的元素Na、B、Si、0均匀分布,不存在结晶晶体相。
类核灰 激光烧结 玻璃化 玻璃固化 将激光器、机床和数控系统融为一体的光机电一体化数控激光切割设备具有整机性能好、占地面积小、运输方便、成本较低等诸多优点,因而在工业应用中具有很强的适应性。在该类机床研究成功的基础上,结合一体化激光切割机床的基本要求,充分利用激光切割具有无切削力的特点,在机床的传动、精度保证、总体布局等方面进行了优化设计和理论分析,并对机床的高速运行、聚焦系统的轻便化、Ζ浮系统的多样化等关键技术进行了深入研究, 并在实践中得到了验证,为该类机床性能的进一步提高打下了理论和实践基础。
光机电一体化 优化设计 聚焦 Ζ浮 介绍了流动型厘米级卫星激光测距仪(TSLR-Π)的SFUR-II型激光器的工作机理及技术参数等, 着重分析了激光输出稳定性对流动卫星激光测距精度的影响。最后,介绍了怎样消除影响激光输出稳定性的因素。
流动卫星激光测距 激光输出稳定性 单次测距精度 采用脉冲髙斯激光光束Ζ扫描方法测Μ了用磁控共溅射技术制备的InP/SiO2纳米颗粒薄膜的非线性光学性质。测量结果表明, 在激光波长为585 nm(非共振)的条件下, 经310 ℃退火的薄膜的非线性折射率系数γ的大小为10^{-11} m2/W量级, 比块材InP晶体相应的数值提高了5个数量级。薄膜的光学非线性对退火温度相当敏感。光学非线性增强主要起因于光致载流子的强量子限制效应和大量的局域态的振子强度的增强。
光学非线性 Ζ扫描 脉冲激光 InP纳米颗粒膜 介绍用于水下目标探测的1CCD单脉冲成像技术,表明该技术方案可对大目标、复杂目标、远距离目标及较混浊水质实现单脉冲成像和目标识别,实验验证了该技术方案的可行性及措施的实际效果。
单脉冲成像 像增强 距离门选通 降噪 全光纤的开环光纤陀螺系统直接从探测器的电信号算出光纤陀螺的SAGNAC相移,具有结构简单、全光纤、成本低等优点,所以开环光纤陀螺是满足中低精度应用要求的比较理想的方式。实用型低精度开环光纤陀螺系统采用了全保偏的设计方案,动态偏移调制采用正弦信号调制和压电陶瓷调制器(光纤在压电陶瓷上环绕数圈),利用多次谐波分析的数据处理方法,并且结合高阶契比雪夫FIR滤波器、自适应最佳采样速率设定、频谱分析 技术、数字相关处理等数字信号处理技术,实现了2 deg/h的较高精度。介绍了上述设计方法及陀螺工作点稳定和选择技术等方面的设计方法,并且通过对实验结果的对比测试分析,提出了进一步提高光纤陀螺精度和稳定度的途径和设想。
光纤陀螺 开环结构 数字信号处理 介绍了激光陀螺的工作原理,探讨了激光二极管(LD)抽运的全固体激光陀螺较气体激光陀螺的优越性,对LD抽运的全固体激光陀螺的实验装置及实验结果进行了讨论。
环形激光器 激光二极管(LD) 陀螺 抽运 固态 利用非线性光学相位共辄技术,补偿大气给激光波前带来的畸变,对运动目标进行跟踪瞄准,在激光系统与目标之间建立闭环联系。实验上利用受激布里渊散射相位共轭技术,在室内18 m处模拟了对运动目标进行跟踪瞄准的原理性实验,实验结果表明共轭跟瞄光能量能较好地集中于一个很小的区域内,而不象信号光那样发散为一片。
光学相位共轭 受激布里渊散射 闭环 理论上研究一种双光束扫描、双光束接收的方法,使两束激光对同一空域的上半部、下半部同时扫描,在接收端再把它们分开。当成像距离一定时,像元素与帧频数的乘积可提高一倍；而当像元素与帧频数的乘积一定时, 非模糊的成像距离则提高一倍。因此采用二元接收方式可以提髙成像激光雷达的性能。实验上研究了两束方向垂直的偏振激光经过目标反射后的回波信号接收。
激光雷达 二元接收 双光束扫描 激光被生物组织散射后形成的动态随机光场可以看作是两部分光场的叠加, 例如皮肤组织的散射,可被视为表皮组织的散射和皮下微血管中的红血球散射两部分,动脉血管中红血球的散射及其周围组织的散射。讨论了两部分光场在合成场中所占比重不同对合成场统计性质的影响。
动态散斑 双散射 生物组织 回顾了国内外光活检的研究与发展现状, 闸述了光活检的机理和优点。重点讨论和比较了光活检中近红外吸收和反射光谱、激光诱导荧光光谱、时间分辨荧光光谱、拉曼散射光谱、弹性散射光谱、激光施展荧光成像、双(多)光子激发荧光成像、共焦显微成像、时间分辨成像、光学相干成像、漫射光子密度波成像、激光散斑成像、偏振干涉成像、超声调制的光学成像等实用光活检技术的优缺点。对光活检技术的发展未来,包括医学临床应用和技术产业化作了展望。
光活检 组织病理学 激光诱导荧光 无损诊断 给出了一种利用激光技术及空间三维测量原理实现对人体外部形状三维建模的新方法。提出了人体的光点三维信息采集方式并推导出了相关的数学模型,提出了人体的特征识别模式原理,由此建立了人体的激光扫描三维建模系统。
人体建模 激光扫描 特征识别 研究不同工作参数下几种波长的激光对离体猪心经外膜打孔的组织学变化,寻找适合心外膜打孔的激光源及最佳工作参数。用自制的波长为1320 nm和1060 nm的Nd:YAG激光,532 nm KTP倍频Nd:YAG 激光,以多种工作参数对离体猪心经外膜激光打孔,与进口的波长为2100 nm的Ho:YAG激光比较,记录形成一个透壁孔道所需的触发次数。在相应的工作参数下,ΚΤΡ倍频Nd:YAG激光与目前应用的Ho:YAG激光类似,能以较少的触发次数形成激光孔道,且所形成的孔道具有热损伤小的优点。
心肌打孔 Ho:YAG激光 Nd:YAG激光 KTP倍频Nd:YAG 激光 利用国产尺寸为7 mm×8 mm×12 mm的AgGaSe2晶体,实现了可调谐TEA CO2 激光的倍频,得到了CO2激光10.6 μm和9.6 μm谱带的21条谱线的倍频光。最大的倍频输出能量达到1.32 mJ[10P(16)]。在10P(18) 谱线处获得的最大能量转换效率为4%。
倍频 AgGaSe2晶体 TEA CO2激光 用UltrapUlse5000“C”型CO2激光机点状照射治疗汗管瘤。治疗部位常规消毒,皮疹较小的部位可用龙胆紫标记,然后行2%利多卡因浸润麻醉,用氦氖激光来指示定位,选用激光超脉冲点状照射,激光气化不超真皮浅层,气化组织后用生理盐水棉签擦拭碳化物直至皮诊完全去除为止。治疗结果为135例汗管瘤患者116例一次性治愈,占86%。好转19例,占14%。
激光术 点状照射 汗管瘤 用585 nm脉冲染料激光器结合平阳霉素治疗血管瘤。取平阳霉素8 mg,用2%利多卡因3 ml溶解,瘤体皮肤正常消毒,然后采用585 nm脉冲染料激光器照射瘤体表面。治疗结果,痊愈63例(占67.74%),显效30例(占32.26%),有效率达100%。
激光 平阳霉素 血管瘤 观察和分析了CO2激光和Nd:YAG激光(连续波和超脉冲)治疗口腔颂面部血管瘤的临床疗效。以彩色多普勒超声诊断仪和DSA对深部血管瘤定位诊断或和栓塞治疗后联合激光手术治疗可减少复诊次数,提高疗效,保护颜面外貌和功能。
激光手术 颂面部 血管瘤 红细胞变形性在心脑血管疾病中起着非常重要的作用。根据中医阴阳的时间理论,界定了低强度激光和与红细胞阴阳,并根据阴阳平行原理和细胞协同转导光信号理论提出了低强度激光调整红细胞变形性的生物信息模型。这一模型得到大量实验数据的支持。根据细胞协同转导光信号理论讨论了红细胞初始状态对低强度激光效应的影响以及低强度激光与药物联合对红细胞变形性的调整作用。
红细胞 光信号转导 低强度激光 中医学 植物种子被激光照射后形成的动态生物散斑,携带了种子的生物信息。生物散斑的统计性质与种子的物理状态和光照条件有关,这些因素的变化会引起生物散斑的改变。本文观测了植物种子在不同条件下动态生物散斑的变化情况。
植物种子 生物散斑 激光照射 讨论了实现环形光阱的几种方法:取髙级衍射光斑法、角锥透镜组法、转镜法和位相片法,并从形成的环形光束在准平行性、传输性能、实空部分能量对比度及会聚后焦斑大小方面比较了各种方法的特点,指出采用取髙级衍射光斑法的合理性。证明环形光可以在40×物镜下实现光阱,与理论计算相吻合。
环形光阱 有效捕获力 40×物镜 对大口径、髙功率情况下的三次谐波转换,选择KDP晶体Type I/Type II匹配角度失谐的三倍频方案,并从非线性三波耦合方程组出发,采用离散傅里叶变换和四阶龙格-库塔(R-K)积分方法,编制了二维模拟三次谐波转换的计算程序。计算了各种晶体厚度和不同失谐角条件下,二、三次谐波的转换特性和效率。并对入射基频光为六阶超高斯分布时的三倍频器进行了优化,三倍频转换效率达80%, 此时具有较大的动态范围和较髙的三倍频转换效率, 并进行了实验研究。
三次谐波转换 数值模拟 非线性晶体 根据有色关联的乘法色噪声和加法色噪声驱动的一般系统的近似福克-普朗克议程,得出有色关联的泵色噪声和色量子噪声的单模激光三次方模型的光场幅定态几率分布.分析了噪声的互关联、关联时间τ以及净增益系数α0对场幅定态几分布的影响,以及不同噪声关联时间下乘性噪声强度对方差的影响.发现了若干新颖现象.
单模激光 色噪声 色关联效应 定态几率分布 研究了两种不对称取代萘酞菁化合物LB膜的制备及其光谱特性, 并采用二次谐波产生技术研究了它们的二阶非线性光学特性。实验结果表明, 不同的取代基对萘酞菁化合物的二阶非线性影响非常大,三叔丁基银基萘 酞菁的二阶非线性极化率χ（3）为3.7×10^{-8} esu,约为三叔丁基萘酞菁的37倍。
不对称取代萘酞菁 Langmuir-Blodgett多层膜 二次谐波产生 用XeCl准分子激光作为抽运光源,对甲醇中的受激布里渊散射脉宽及其稳定性进行了实验研究。在脉宽 压缩比为1.95的同时, 获得了受激布里渊散射脉宽的稳定性为8.26%,接近抽运光脉宽的稳定性。
受激布里渊散射 准分子激光 稳定性 给出了髙功率钕玻璃固体激光放大器小信号增益特性的时间和光谱分辨的物理模型,该模型包括了激光放大器能量转换的4个主要环节:抽运源、腔传输、增益介质、增益特性与储能效率。该模型详细地考虑了氙灯辐射 的光谱和时间特性, 以及增益介质中钕离子的光谱吸收特性。利用该物理模型,对目前正在研制的口径为300 mm×300 mm高功率钕玻璃固体激光放大器的各单元参数进行了细致的优化,并给出了放大器的增益特性及储能效 率, 模拟计算结果表明, 在23 kV常规工作电压下,放大器小信号增益系数为5.0% cm-1,储能效率为3.0%,满足设计要求。
钕玻璃固体激光放大器 小信号增益 储能效率 氙灯辐射 腔传输 报道了一台LD抽运的内腔三次谐波转换的Nd:YAG全固态激光器,采用内腔倍频技术, 当激光二极管注入抽运功率为8 W时,产生约3 mW连续运转的355 nm紫外激光, 当采用声光调Q运转时, 产生的三倍频紫外激光输出平均功率超过50 mW。
激光二极管固体激光器 紫外激光 内腔三倍频 考虑了高功率LD抽运的倍频YAG激光器中KTP晶体的热效应,计算了在高功率抽运条件下的最佳相位匹配角应为θ=90°,φ=23.27+0.7°。采用传统直腔和L形腔,在声光调Q及高功率LD抽运的情况下,获得了40 W的内腔倍频绿光输出。
二极管抽运 声光调Q 最佳耦合 内腔倍频 报道了一种激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG晶体,采用KTP晶体作内腔倍频的Q开关激光器。在重复频率为13 kHz时, 绿光(532 nm)输出平均功率达到40 W,电-光转换效率约为3%。
激光二极管抽运 Nd:YAG激光 声光调Q 内腔倍频 用激光二极管作为抽运源, 在室温下获得了Yb:YAG晶体的连续激光输出, 抽运的阈值功率较低为2.2 W, 当入射到晶体上的抽运功率为18 W时,Yb:YAG晶体微片获得了最大连续激光输出功率为5.2 W,斜率效率为33％。同时在激光实验过程中, 没有发现饱和现象,因此采用更高功率的激光二极管作为抽运源, 晶体的激光输出 功率将会得到进一步的提高。这一研究对于实现Yb:YAG晶体的高功率激光输出具有重要意义。
激光二极管 Yb:YAG晶体 微片激光器 对研究了LD抽运Nd:YAG板状激光器介质的温度特性。利用热像仪测量,给出了板状激光介质在不同抽运电流下温度分布的热像图和定性分析。指出热像仪测量是一种可行的测量实际冷却效果的方法。
Nd:YAG板状激光器 LD抽运 温度特性 报告了使用周期极化的钽酸锂超晶格(PPLT)对二极管抽运Nd:YVO4 1342 nm谱线进行腔外直接单通倍 频获得有效671 nm红光输出的研究结果。实验所用样品长为20 mm,周期为14.77 μm。获得的最髙红光输出平 均功率为840 mW,此时808 nm抽运光的功率为12.3 W,总的光-光转换效率达到6.8%。在1342 nm的基波光功 率为647 mW时, 得到从1342 nm到671 nm的转换效率为63%。另外,在连续波模式下测得样品的有效非线性系 数为 3.8 pm/V。
周期极化钽酸锂超晶格 倍频 全固态激光器 