期刊基本信息
创刊:
1964年 • 半月刊
名称:
激光与光电子学进展
英文:
Laser & Optoelectronics Progress
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中科院上海光机所
出版单位:
中国激光杂志社
主编:
范滇元
执行主编:
邱建荣
副主编:
戴琼海 张龙 张雨东 曹良才
ISSN:
1006-4125
刊号:
CN 31-1690/TN
电话:
021-69918427
邮箱:
地址:
上海市嘉定区清河路390号
邮编:
201800
定价:
120元/期
本期栏目 2016, 53(9)
激光与光电子学进展 第53卷 第9期
倍频外腔面发射激光器研究进展下载:669次
腔内倍频垂直外腔面发射激光器(VECSEL)具有较大的腔内循环功率,能够获得较为理想的倍频转换效率。综述了腔内倍频VECSEL的研究进展,总结了不同倍频VECSEL中倍频晶体的使用情况,并通过倍频VECSEL获得的不同波长分析了倍频VECSEL的发展趋势及未来工作所面临的一些问题。
激光器 倍频 外腔 面发射激光器 1.7 μm波段光纤光源研究进展及其应用下载:1267次
1.7 μm波段光纤光源在生物成像、激光医疗、特殊材料加工、有机物微量测量、中红外激光产生等领域有着巨大应用前景,已成为国内外的研究热点。总结了国内外1.7 μm光纤光源的研究进展,其研究内容主要包括:1.7 μm光纤光源技术的实现手段,国内外1.7 μm波段连续光纤激光器、脉冲激光器、宽带光源、放大器的研究情况及其相关应用。介绍了本课题组在1.7 μm波段光纤激光器及宽带光源的研究工作及取得的最新研究成果,展望了1.7 μm波段光纤光源的发展前景。
激光器 光纤激光器 宽带光源 放大器 1.7 μm波段 转轴激光多自由度运动误差测量综述下载:1037次
转轴为旋转运动提供了基准,是精密测量、加工、控制等设备的重要运动部件之一,在高端加工制造、航空航天、光学分析等领域具有重要地位。转轴在转动时具有六自由度几何运动误差,通过对六自由度误差的测量,建立误差补偿模型进行误差补偿,是目前世界上普遍采用的用于提高精密测量、加工、控制等设备精度的主要途径之一。综述了现有转轴激光多自由度误差测量方法,并分析了各种方法的优缺点,讨论了其发展趋势。
测量 转轴 多自由度运动误差 转角定位误差 3~5 μm光参量振荡技术进展研究下载:1261次
综合评述了产生中红外激光的主要方法,重点阐述了近年来国内外利用光参量振荡方法实现中红外激光输出的最新进展,分析了基于非线性晶体ZnGeP2(ZGP)、KTiOAsO4(KTA)和周期性极化LiNbO3(PPLN)的光参量振荡器(OPO)的技术特点和存在的问题,讨论了光参量振荡技术产生中红外激光的发展趋势。
非线性光学 中红外激光 光参量振荡器 硫系光纤红外超连续谱输出研究进展下载:599次
硫系玻璃具有超宽的红外光谱透过范围和极高的线性、非线性折射率,因此硫系玻璃光纤成为目前唯一能产生中远红外超连续谱输出的光纤基质材料。综述了传统阶跃型硫系光纤、硫系微结构光纤以及硫系拉锥光纤中红外超连续谱输出的研究进展。
光纤光学 硫系光纤 红外超连续谱 非线性光学 微结构光纤 拉锥光纤 相干和非相干光源对贝塞尔光束成像系统分辨率的影响下载:926次
研究了在无衍射光束成像过程中,相干和非相干光源对成像系统分辨率的影响。对于衍射受限的成像系统,利用衍射积分理论与傅里叶光学理论导出成像系统的点扩展函数(PSF)公式,对不同的PSF进行模拟比较,结果表明非相干光源下的PSF更加集中,成像质量更好。分别采用波长为632.8 nm的He-Ne激光相干光和中心波长458.5 nm、半峰全宽24.5 nm的蓝光发光二极管(LED)非相干光作为光源进行实验,并利用Zemax软件进行模拟。对比实验结果与数值模拟仿真结果:非相干光源下所成的条纹像粗细更加均匀清晰,分辨率更高。实验结果与理论分析及数值仿真模拟结果相吻合。
相干光学 分辨率 相干光 非相干光 无衍射贝塞尔光束 基于综合信噪比的红外预警卫星窄带探测波段选择下载:613次
在宽带探测模型的基础上,综合考虑光谱精细度以及数据量,融合窄带光谱信息进行目标识别,提出一种基于综合信噪比的红外预警卫星窄带探测波段选择方法。依据预警卫星窄带成像机理加入窄带滤光片,综合考虑目标和背景辐射、暗电流噪声以及探测器仪器热噪声等的影响,提出较为完备的综合信噪比计算模型。以**支援计划(DSP)预警卫星为例,选取中心波长在2.726,2.835,3.012,4.339 μm处带宽为10 nm的窄带波段为探测波段,计算了尾焰在不同高度下的综合信噪比光谱。
探测器 红外预警卫星 探测波段 综合信噪比 目标识别 用于高精度非球面面形检测的计算全息图的设计下载:599次
目前,高数值孔径(NA)投影光刻物镜都普遍采用非球面元件来提升光学系统的成像质量并降低系统的复杂度,但是高精度非球面检测一直是光学检测领域的一大难题,也是限制高NA投影光刻物镜制造的关键因素。为了解决这一难题,针对高NA投影光刻物镜中的一偶次高次非球面,论述了计算全息图(CGH)相位与空间频率的关系,以及相位与空间频率的计算方法;采用点光源照明模式,详细分析了CGH设计时的关键参数的选择方法和避免CGH非工作衍射级次的干扰的方法;采用所选定的设计参数,加工制作了CGH,并用此CGH完成了对非球面的高精度检测。经过多轮加工检测迭代,最终非球面的收敛精度的均方根(RMS)达到了0.46 nm。
测量 计算全息图 非球面 投影光刻物镜 衍射鬼像 干涉仪 基于分层稀疏表示特征学习的高光谱图像分类研究下载:654次
提出一种基于分层稀疏表示特征学习的方法即分层判别特征学习算法对高光谱图像进行分类,在两层的分层结构中用空间金字塔匹配模型在每层的稀疏编码上用最大池化方法学习得到判别特征,用分层判别特征学习得到的特征表示对于分类更稳健、判别性更好。在两个高光谱数据集上评价该方法,结果表明,该方法具有更好的分类精度。
遥感 高光谱图像分类 特征学习 稀疏表示 条带噪声影响高光谱图像(HSIs)的质量,降低后续数据分析算法的精度和稳健性。分析了HSIs中条带噪声的特点,即条带噪声具有方向性和各谱段噪声具有不同强度,提出了一种基于自适应单向变分的条带噪声去除方法。在单向变分模型的基础上,引入含有耦合项的能量函数,并利用梯度下降法迭代求得最优解。实验结果表明,实际HSIs平均等效视数从26.49提高到85.61,平均辐射质量提升因子提高到9.34 dB。与传统方法相比,该方法能够根据不同谱段噪声强度自适应调整正则参数的大小,有效地去除各谱段中的条带噪声,避免细节信息丢失,图像质量得到了改善。
图像处理 条带噪声 单向变分 高光谱图像 DNA序列和分数阶Chen超混沌系统彩色图像加密下载:995次
针对彩色图像加密的特点,为了减弱图像相关性、加大密钥空间、提高安全性,提出DNA序列和分数阶Chen超混沌系统彩色图像加密算法。该算法将三维的彩色图像转换成三个二维DNA序列矩阵,利用分数阶Chen超混沌系统产生的混沌序列将三个DNA序列矩阵进行位置置乱,将置乱的三个DNA序列矩阵分别分成相等的小块,利用分数阶Chen混沌系统和DNA序列加法法则将块相加,重新组合小块并利用DNA解码规则得到彩色加密图像。仿真结果和安全性分析表明,与其他图像加密算法对比,该算法降低了算法空间和时间需求,相关性低,密钥空间大,密钥敏感性高,安全性更高,具有更强的抵御各种攻击能力。
图像处理 图像加密 DNA序列 分数阶Chen超混沌系统 彩色图像 介绍了两种RGBW排列结构的子像素着色算法,既保证了与传统RGB传统排列一样的分辨率,又提高了图像的亮度。图像处理过程包含两个算法:RGB到RGBW的转化算法和RGBW的子像素着色算法。RGB到RGBW的转化算法使图像获得新的RGBW数据,可在保证原RGB排列图像的色彩饱和度的同时提高图像的亮度,RGBW的子像素着色算法使图像更加逼真柔和,减少锯齿感。仿真结果表明,所提出的RGBW排列及着色算法可明显提高图像亮度。
成像系统 图像亮度 子像素着色算法 像素级数字积分红外成像技术研究下载:779次
为实现更高灵敏度红外探测能力,分析了电荷处理能力与探测灵敏度之间的关系,提出了像素级数字积分探测技术。通过对红外成像链路中各噪声源的分析,建立了基于像素级数字积分探测技术的红外系统信噪比模型,并结合应用实例完成了系统关键指标参数的设计和噪声等效温差模型的仿真。仿真结果表明,像素级数字积分探测技术能够突破传统探测技术电荷处理量只有几十或几百兆电子的约束,实现千兆电子量级电荷处理能力和毫开级高灵敏度的红外系统性能。
成像系统 红外成像 探测灵敏度 像素级数字积分 电荷处理量 噪声等效温差 天文法布里-珀罗滤光器通常有两种配置光路,平行光路和远心光路。主要研究了在远心光路和环形光瞳情况下,宽径比与F数对滤光器的像差、中心波长与带宽的影响。运用数值模拟方法,对光线进行追踪,求出滤光器出射面的复振幅叠加结果。数值模拟结果表明,滤光器的像差在F数大于50时没有明显劣化,中心波长的偏移量随宽径比的减小而增大,透过带宽随宽径比减小而减小,中心波长偏移量和带宽均随F数增大而减小。当F数相对较小(如F=100)时,可以在获得更大视场的同时获得窄至5.6 pm的带宽,这将成为大型环形太阳望远镜的优势之一。
成像系统 干涉成像 法布里-珀罗滤光器 二维成像光谱仪 杂散光抑制是空间天文望远镜设计的重要部分,其中地气光的抑制较为复杂。为分析空间天文望远镜所处环境的地气光,以一典型空间天文望远镜为例,基于辐射传输理论,建立了其关键部位—太阳挡板的地气光辐照度计算模型。基于该模型,仿真得到了不同工况下地气光在挡板处的分布特性,并计算了望远镜通光口处一次地气光和二次地气光的辐射通量。计算结果表明:对于低轨道的空间天文望远镜,太阳挡板是关键杂光源,其引入的二次地气光影响大于直接进入望远镜通光口处的一次地气光,在进行杂散光抑制设计时,应重点考虑。
光学设计 空间天文望远镜 地气光 辐照度分布 近地轨道 弥散介质遮蔽表面的红外成像精确测温问题可归结为遮蔽物对热像仪工作波段光学厚度的准确测算。以细水雾遮蔽下的目标红外成像测温为例,通过理论和实验分析,确定具体的测量方法为通过粒子测量系统可以确定弥散介质的几何参数(粒度、浓度、厚度等);结合米氏散射理论计算获得其光学衰减系数;采用朗伯比尔定律计算弥散介质的透射率;通过设定红外热像仪中的大气透射率参数完成对待测目标的准确的红外成像测温。实验证明,该方法可准确测定弥散介质遮蔽表面的温度。而对实际应用问题,提出了通过估算的方法来确定大气透射率。
测量 红外成像测温 米氏散射理论 弥散介质 透射率 针对在制造装配过程中,由于太阳能聚光反射镜的子镜结构尺寸过大导致面形检测效率低、精度差、检测难度高等问题,提出了一种基于激光成像的镜面面形误差检测方法。该方法利用图像处理技术对激光点阵的成像进行分析,通过分辨不同的激光束反射成像阵列点在像平面坐标系中的位置,反推出所对应的入射光阵列发生镜面反射时在反射镜坐标系中的坐标值,将上述入射点阵列坐标值代入标准抛物面方程进行拟合,采用最速下降迭代法计算获得整个反射面的面形误差值。通过与三坐标测量机对反射面的测量结果进行比较,表明该方法的测量精度可达到0.8 mrad。
测量 面形检测 图像处理 激光成像 抛物碟式聚光器 基于激光扫描法的非接触式光学元件曲率半径测量系统下载:658次
介绍了基于激光扫描法的非接触式光学元件曲率半径检测系统,该系统大大提高了光学元件粗磨后曲率半径检测的自动化程度,实现了软硬件结合的一键式面形数据获取。该系统利用x/y轴二维平移台的运动实现网格扫描,同时基于激光扫描法测量面形弧高,并附加有z轴升降台扩展弧高量程。设计了上位机控制程序和人机交互界面,使系统在后期使用中更为灵活便捷。编写了曲面拟合算法,最终实现光学元件面形数据的自动采集、拟合以及相关光学参数的计算,可完成对多种光学元件面形的非接触式检测。实验结果表明,无论待测光学元件的表面落差是否超出激光头测量范围,系统均能完整采集所需面形数据,经过误差处理后,测量精度优于±0.15 %,满足粗磨检测要求。
测量 面形检测 激光扫描法 光学元件 自动化 曲面拟合 基于光电技术在输送线场景下对射频识别(RFID)动态性能进行了研究。利用激光测距技术设计了RFID动态识读距离测试系统,该系统可对单标签、多标签系统进行间接测距,以及可实现RFID标签识读距离和识读率的全自动测量。分别对单标签与多标签系统进行了动态性能测试,对测试结果进行了比对分析。结果显示,在单标签测试中,传送带的材质直接影响RFID标签的动态识读性能;而在多标签测试中,RFID标签的动态识读距离随标签数量的增加而减小,系统能够准确地检测出碰撞标签。
测量 光电技术 射频识别 动态测试 间接测距 识读距离 防碰撞 采用双直角棱镜(DRP)腔,利用直角棱镜(RP)的自对准特性,使激光器系统对冲击、振动及温度波动保持不灵敏性。当激光器重复频率为20 Hz时,输出能量为60 mJ,脉冲宽度为11 ns,经过10倍扩束后发散角为0.11 mrad,30 s内光轴漂移量小于5 μrad。DRP腔能够有效改善激光器光轴的稳定度。采用偏振耦合输出时,波片参数和RP材料决定耦合输出率。根据理论研究及光机电一体化设计,成功研制出高光轴稳定度激光器。该研究对DRP激光谐振腔的参数设计和高光轴稳定度激光器的工程化应用具有一定指导意义。
激光器 光轴稳定度 偏振耦合 直角棱镜 通过对高导无氧(OFHC)铜的激光喷丸强化(LSP)过程进行数值模拟,研究了重复喷丸次数对LSP的残余应力场和凹坑的影响,并着重探讨了残余应力强化机理。结果表明,随着重复喷丸次数的增加,靶材的塑性变形和凹坑深度逐渐增大,残余压应力与靶材的流动应力均表现出趋于饱和的态势。相对于第三和第四次重复LSP,第二次重复LSP对残余应力大小与分布的影响最为显著。重复多次LSP后的残余压应力强化主要源自材料的硬化历史,前次LSP产生的残余应力对当前LSP过程的靶材硬化有一定抑制作用。
激光技术 重复激光喷丸强化 高导无氧铜 残余应力 硬化历史 基于迭代校正的鱼眼棋盘格图像角点检测下载:1231次
传统的棋盘格角点检测方法难以准确提取鱼眼图像边缘处的角点,造成相机标定精度低,为此提出一种面向鱼眼镜头大畸变成像的棋盘格角点检测方法。该方法通过多次拍摄和逐级迭代估计和优化相机参数,利用远距中心小畸变区域的图像获取相机初始参数,通过空间坐标变换和像素点灰度插值实现近距大畸变图像畸变补偿,进而实现对图像边缘处各角点的检测,并根据参数映射关系计算出近距大畸变图中所对应的角点坐标。仿真实验与真实鱼眼图像实验结果表明,该方法实现简单,能够有效提高角点检测的数量和质量,满足实际应用需求。
机器视觉 测量 角点检测 畸变校正 鱼眼镜头 从多光束干涉基本原理出发,对激光全息制作光子晶体的普遍规律和影响因素进行了研究。进一步通过Matlab软件进行数值仿真,以三角晶格为例系统研究了光束的不同偏振类型组合对光子晶体微结构的影响。利用三角晶格光束配置的对称性,在等光强条件下研究了三组共10种不同光束偏振组合对微结构的光强极大、极小值和对比度的影响,进一步总结了激光偏振改变时光子晶体微结构的变化规律,并得到了实现最佳对比度三角晶格微结构的偏振组合。
材料 光子晶体 激光全息 数值仿真 偏振 用改进的Lee-Low-Pines (LLP) 变分理论讨论了纤锌矿结构的ZnO/MgxZn1-xO量子阱体系中内建电场对束缚极化子结合能和极化子能移的影响,数值研究了基态能量和结合能、不同支光学声子对能量和结合能的贡献随Mg组分x变化的规律。计算中计入了体系的介电常数、电子的带有效质量和不同支光学声子频率等参数的各向异性,并同时考虑了长波光学声子与电子和杂质中心的相互作用。结果显示,该体系中,内建电场对结合能和极化子能移的影响显著,并且不同支光学声子对能量和结合能的贡献受内建电场的影响程度有所不同。内建电场增大了声子对能量的总贡献,而降低了声子对结合能的总贡献。在内建电场作用下,能量和结合能随x增大而急剧减小,而没有内建电场时,变化相对缓慢。计算结果还说明,组分x变大时,无论是否考虑内建电场,界面和定域声子对能量和结合能的贡献变大,半空间声子贡献变小,声子对能量的总贡献变大。而声子对结合能的总贡献则要视是否考虑内建电场而不同:有内建电场时变大,无内建电场时变小。同闪锌矿结构的GaAs/AlxGa1-xAs量子阱相比,纤锌矿ZnO/MgxZn1-xO量子阱体系中光学声子对极化子能量和结合能的影响更大,极化子能移更明显。
材料 纤锌矿量子阱 内建电场 极化子结合能 极化子能移 基于改进标准漫射近似模型的生物组织光学参数反演下载:533次
针对标准漫射近似模型受限于接近各向同性光辐射以及光源-探测器距离远大于一个输运平均自由程的问题,提出了一种改进标准漫射近似模型。该模型在空气-生物组织边界处引入另一个点源,减小了近光源处的误差。分析了各向异性因子和μ′s/μa(μ′s为有效散射系数,μa为吸收系数)比值对漫反射分布的影响,并结合非线性最小二乘算法对光学特性参数μa、μ′s进行了反演求解。结果表明,与标准漫射近似模型相比,改进模型可显著减小漫反射分布曲线误差,提高反演精度。改进模型的反演精度接近双点源Delta-P1近似模型,同时能较好地克服后者反演参数重复性较差的缺点。
生物光学 改进标准漫射近似 参数反演 光学参数 误差 与拉曼光谱等光谱测试分析方法相比,布里渊光谱可反映测试样品弹性系数等力学性能。采用中心波长为532 nm的单纵模激光器作为激发源,使用扫描型多通道双串联式法布里-珀罗干涉仪对产生的布里渊光进行探测,成功搭建了一套共焦布里渊光谱测试装置。系统利用具有远程通信功能的套接字端口方式获取光子数,进行光谱采集和显示。该方法可进一步应用于与共焦布里渊显微成像相关的大型系统远程联动装置,在仪器设计方面具有广阔的应用前景。利用该套基于套接字编程的共焦布里渊光谱测试装置,测得树脂玻璃、硅胶和二氧化硅玻璃的布里渊光谱,并计算得到相应的纵向弹性系数。
显微 共焦显微 弹性系数 布里渊散射 套接字编程 远程控制 利用非线性共轭梯度算法(NCG)设计了无周期光学超晶格(NOS),在该结构中实现了高转换效率的耦合三次谐波(CTHG)。相对于传统的模拟退火算法(SA)所设计的非周期光学超晶格(AOS),无论单波长还是多波长的CTHG,利用NCG算法所设计的NOS结构可以得到更高的转换效率。这是因为在无周期光学超晶格结构中每层畴的宽度的选取是任意的,通过NCG算法对每层畴宽度进行优化,可以达到更好的准相位匹配(QPM)。计算了转换效率随光波传播距离的变化情况,结果表明转换效率随光波传播距离的增加而增大,这说明每层畴对转换效率的贡献是积极的,所设计的样品达到了准相位匹配。
非线性光学 耦合三次谐波 高转换效率 非线性共轭梯度算法 无周期光学超晶格 准相位匹配 内嵌金属块的金属绝缘体金属波导光透射特性下载:552次
采用有限时域差分法,研究了内嵌金属块长度与夹缝宽度对金属绝缘体金属波导结构的光透射特性的影响。研究发现,此结构相比较于单一直波导而言,出现了一个很明显的透射峰。并且当金属块的长度较大时,其与波导上表面的金属之间形成的夹缝会构成法布里珀罗腔,高阶共振模式被激发,能量在腔内不断谐振,从而产生多个不断衰减的共振峰。同时,提出了一种基于内嵌双金属块结构的表面等离激元带通滤波器,此滤波器在共振峰以外波段的透射率可以下降为0,且其共振波长可以通过改变金属块的长度等参数进行调节。
表面光学 表面等离激元 滤波器 有限时域差分法 金属绝缘体金属波导 基于Collins衍射积分公式,通过数值计算的方法,研究了异常涡旋光束在手征介质中的传输特性。研究结果表明异常涡旋光束在手征介质中被分化为左旋偏振光和右旋偏振光,其拓扑荷数的变化直接影响了左旋偏振光和右旋偏振光在光束中心处的相互干涉现象。当束宽变大,异常涡旋光束的能量及聚焦效应也随之增强。
物理光学 异常涡旋光束 手征介质 传输特性 聚焦效应 基于螺旋相位板的涡旋光束的产生与干涉下载:1486次
理论上阐述了螺旋相位板产生涡旋光束的机理,推导了涡旋光束与平面波以及球面波的干涉强度表达式,并用以研究了涡旋光束的干涉现象,从数值上得到了拓扑荷数与干涉图样的对应关系。同时在实验上利用螺旋相位板获得了涡旋光束,并得到其干涉图样,实验结果与理论结果保持一致。研究结果表明,携带不同拓扑荷的涡旋光束对应着唯一的干涉图样,因此可以通过干涉图样直观地判断出涡旋光束的拓扑荷数。
物理光学 拓扑荷 干涉 涡旋光束 拉盖尔高斯光束拓扑荷复用测量的仿真下载:546次
针对涡旋光束复用传输中拓扑荷测量的问题,根据广义惠更斯菲涅耳积分,利用傅里叶光学分析方法和光束分步传播法,建立光束传播模型,对拉盖尔高斯光束经复用在真空中传输进行数值仿真。通过分析光束真空传输后的相位分布,发现两束光复用后的相位分布特征与参与复用的各光束拓扑荷值之间有可辨别的关联,具体规律是相位的中心扇叶片数和叶片旋转方向与复用光束中拓扑荷绝对值较小的光束相同,而相位的外边缘相位叉点的个数和旋转方向分别与复用各光束的拓扑荷数值差的绝对值﹑拓扑荷数值较大者相同。所得结果为涡旋光束拓扑荷数的测量提供新方法。
物理光学 轨道角动量复用 拉盖尔高斯光束 拓扑荷 基于斯托克斯空间的任意正交基矢下琼斯矩阵的测量下载:1036次
研究了任意正交偏振基矢下光的相干矩阵与其斯托克斯空间坐标的关系,研究表明任意正交偏振基下的相干矩阵都可以用其斯托克斯空间坐标表征。在此基础上,提出了一种根据斯托克斯空间坐标直接测量任意偏振基下光器件琼斯矩阵的方法,并对法拉第旋转器进行了验证实验。实验证明该方法可避免斯托克斯矢量与琼斯矢量之间,或穆勒矩阵与琼斯矩阵之间的转换,使光器件偏振特性的测量和光路偏振性能的分析更为便捷。
物理光学 偏振光学 琼斯矩阵 斯托克斯空间 相干矩阵 正交基矢 原子与库场相互作用系统中密度矩阵主方程的解下载:553次
利用Ket-Bra纠缠态方法求解了原子与库场相互作用系统中的密度矩阵主方程,给出了解的解析表达式。研究了系统中原子的偶极压缩效应,讨论了库场平均光子数和原子自发辐射率对原子偶极压缩效应的影响。研究结果表明,随着自发辐射率和平均光子数的增大,原子偶极压缩效应减弱。
量子光学 二能级原子 库场 主方程解 偶极压缩效应 研究了波导适用型Er3+/Yb3+掺杂铝锗酸盐玻璃的绝对光谱功率分布和净发射光子数分布,实现了稀土离子升频荧光参量的绝对量化。采用积分球配以电荷耦合器件(CCD)探测器系统对Er3+离子升频荧光性能进行表征,解析出绝对光谱功率分布,进一步导出升频荧光净发射光子数与量子产率等荧光参数。结果表明,Er3+/Yb3+掺杂铝锗酸盐玻璃在380 ℃的KNO3熔盐中K+-Na+离子交换有效扩散速率为0.077 μm2/min。Er3+经975 nm抽运光照射,发射出绿光(548 nm)与红光(661 nm),其中红光为支配性发射。在激光功率密度为1227 W/cm2时,红光光谱功率输出和净发射光子数分别可达47.86 μW和16.03×1013 s-1。相对于比较法给出的锗酸盐玻璃荧光量子产率量级10-6~10-5,绝对光子定量测量能提供更精确的指标,使波导适用型铝锗酸盐玻璃中稀土升频荧光测试参数的准确性和可重复性得到显著提升。
量子光学 光子定量 稀土光学材料 铝锗酸盐玻璃 升频发光 多波长消光法粒径测量中颗粒形状的影响下载:781次
对多波长消光法颗粒测量方法中非球形颗粒形状的影响进行研究。采用广义米散射理论数值模拟计算了不同长短轴椭球颗粒在不同入射角度下的消光截面和消光系数,并与等效球形颗粒的消光特性进行比较, 结合Lambert-Beer定律计算消光谱,采用正则化算法反演椭球颗粒粒径,进而分析椭球颗粒形状对粒径测量结果的影响。结果表明,与球形假设相比,椭球颗粒的形状改变使得粒径反演结果产生较大偏差。本算例中,对于亚微米颗粒,当形状参数a/b=5时,其相对偏差可能超过90%。
散射 消光法 非球形颗粒 广义米氏理论 消光谱 反演 激光拉曼光谱法同步测量液膜厚度与浓度下载:975次
尿素水溶液液膜厚度和浓度的定量分析对于与其相关的工业过程极为重要,传统的测量方法只能实现厚度和浓度的单独测量。提出了一种基于激光拉曼光谱技术同步测量尿素水溶液液膜厚度和浓度的方法。分别建立尿素水溶液的拉曼光谱特征峰(1004 cm-1,N—C—N对称拉伸振动)相对强度与厚度、浓度的关系曲线,在此基础上建立了尿素水溶液液膜厚度与浓度反演的数学模型。研究结果表明,浓度一定时,强度与厚度(2~10 mm)呈线性关系,厚度的平均测量误差为8.36%;液膜厚度一定时,强度与浓度(5%~40%,质量分数)呈线性相关,浓度的平均测量误差为6.24%。
光谱学 厚度 浓度 激光拉曼光谱 尿素溶液 氟利昂F-113光解离和光谱研究下载:625次
已有实验得到了氟利昂F-113(C2F3Cl3)在800 nm飞秒激光脉冲作用下的飞行时间质谱图。计算了质谱图中各峰所占比例,分析了检测到的离子碎片,发现了C2F3Cl+3解离的三个主要通道。计算了各通道发生解离的能量差值和质谱图中主要离子中氯同位素的丰度比,所测丰度比接近大自然中氯同位素的丰度比3.13。利用程序 Gaussian 09在B3LYP/6-311G++(d,p)基组水平上优化得到了C2F3Cl3光解离过程中主要离子的稳定构型,计算其频率及能量,获得了红外光谱和各构型的单点能。对B3LYP/6-31G++(d,p)基组水平上得到的C2F3Cl3和C2F3Cl+3稳定构型进行势能面扫描,发现C2F3Cl+3中的C—C(1-2)、C—Cl(2-3)键活性强于C—Cl(1-5)和C—F(1-7,1-8,2-6)键,易断键解离,在质谱图中形成最强或较强的峰,该结果与实验得到的飞行时间质谱图相吻合。
光谱学 氟利昂 光解离 臭氧空洞 飞行时间质谱 基于快速高斯网格法的非线性光谱复原方法下载:547次
针对傅里叶变换光谱仪中的非线性光谱复原精度低的问题,研究了一种基于快速高斯网格(FGG)法的非线性光谱复原方法。首先研究了基于FGG法的非均匀傅里叶变换理论,利用仿真结果验证了FGG法的高复原精度及其可行性。搭建了双折射偏振干涉光谱测量实验装置,利用该方法对非等间隔采样的干涉信号进行了光谱复原处理,复原结果与光谱仪的测量结果基本一致。理论仿真和实验结果均表明,采用FGG法能够有效实现非线性光谱复原。
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