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
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

本期栏目 2004, 31(11)

MORE

中国激光 第31卷 第11期

温午麒 1,2,3,*姚建铨 1,2,3丁欣 1,2,3周建勇 1,2,3[ ... ]王鹏 1,2,3
作者单位
摘要
1 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, 教育部光电信息技术科学重点实验室, 天津 300072
2 南开大学、天津大学联合研究院,天津 300072
3 华中科技大学激光技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
报道了利用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体(相位匹配角选为θ=59.9°,φ=0°)对Nd∶YAG在1.3 μm附近的振荡进行腔内倍频,产生高功率准连续红光激光的实验结果。激光器使用了一个连续运转的高功率激光二极管(LD)侧面抽运组件(组件内由30个20 W的二极管阵列呈三角形阵列分布抽运一根Nd∶YAG圆棒),使用声光调Q技术实现高重复频率输出,并选用了平-凹直腔的腔体结构。对该激光器的基频(1.3 μm波长)调Q和倍频红光的功率输出特性及光谱特性进行了研究。在LD抽运功率453 W时产生了最大输出功率8.1 W的准连续红光激光,测量了此时的M2值并给出了光强分布图。
激光技术 全固态激光器 红光激光 倍频 KTP晶体 
中国激光
2004, 31(11): 1281
作者单位
摘要
北京理工大学光电工程系, 北京100081
演示了激光二极管(LD)端面抽运Yb∶YAG薄片固体激光器,抽运源是美国相干公司(COHERENT)光纤耦合输出半导体激光器,光纤输出芯径为800 μm,在940 nm处最大输出功率为13.56 W,由于光纤输出芯径较大,不利于抽运光和振荡光的模式匹配,为了得到较小的抽运光斑,采用了焦距比为30∶12的耦合透镜组压缩入射到晶体端面的抽运光光腰半径,晶体为原子掺杂浓度8 at.-%,几何尺寸为φ7 mm×1.6 mm国产Yb∶YAG晶体,整个实验装置采用温差电致冷(TEC)和循环水冷却方式,实验中得到了3.06 W的连续激光输出,激光器的斜率效率为33.1%,测得M2因子在x和y方向分别为1.54和1.73,具有良好的光束质量。
激光技术 Yb∶YAG薄片激光器 激光二极管抽运 光束质量 
中国激光
2004, 31(11): 1285
作者单位
摘要
电子科技大学高能电子学研究所, 四川 成都 610054
提出采用中等能量的相对论环状电子注激励轴对称三曲面反射镜、绕射光栅系统,产生毫米波、远红外波段辐射的新型准光学可调辐射源实验方案,这是一种基于史密斯-帕塞尔效应的自由电子激光。由于引入新型准光学谐振腔系统,可以改变能量输出方向的角度,从原理上讲,可制造一系列模型,产生可调频率的短毫米波、远红外波段相干辐射。采用环状电子注比带状电子注稳定性高,便于成型和聚焦;采用新腔体后增长了电子注与高频场的互作用范围;新型准光腔具有较小的绕射损耗。新方案的这些特点,进一步提高器件的输出功率,改善了高频特性。介绍这种新辐射源在3 mm波段的粒子模拟计算初步结果,其输出功率达数百千瓦以上;同时给出准光学谐振腔高频系统的模拟计算和冷测实验的典型曲线。
光电子学 相对论电子注 准光学谐振腔 史密斯-帕塞尔效应 自由电子激光 
中国激光
2004, 31(11): 1289
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
通过理论分析并实验验证了一种能在室温下实现稳定的掺铒光纤激光器(EDF)多波长输出的方法。通过在线形谐振腔中引入正弦相位调制器,抑制了由于掺铒光纤的均匀展宽效应引起的模式竞争,从而避免了在室温情况下不稳定的单波长激射。与此同时,线形谐振腔引起的空间烧孔效应也有利于抑制均匀展宽效应。通过取样光纤光栅(SBG)的选频作用,实验中观察到稳定的5个波长的同时激射,相邻波长间隔为0.8 nm,符合ITU标准。
激光技术 光纤激光器 相位调制 多波长 模式竞争 
中国激光
2004, 31(11): 1293
作者单位
摘要
中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室, 四川 成都 610209
从半导体激光器的光参数积出发,给出了一种集光束准直、整形、聚焦及耦合的高功率半导体激光器阵列光束的光纤耦合方法。推导出了正交的两组准直微透镜阵列的面形公式;计算了准直光束的准直精度和聚焦光学系统参数。作为例子,给出一个光纤芯径为800 μm,数值孔径0.37的光纤耦合高功率半导体激光器实验结果,其耦合效率大于53%。
激光技术 半导体激光器阵列 微透镜阵列 光束准直 光纤耦合 
中国激光
2004, 31(11): 1296
作者单位
摘要
天津大学电信学院, 天津 300072
对半导体激光器调制特性进行了理论分析,通过研究半导体激光器调制特性的速率方程,推导了调制特性的解析表达式。用广义回归神经网络建立了激光器调制特性的神经网络模型,通过训练好的神经网络模型对激光器调制特性进行了深入分析,并对激光器结构进行了仿真设计。模型输出结果与理论分析的结果相吻合,且该方法具有速度快、精度高、重复性好等优点。研究结果表明,利用神经网络模型可以对半导体激光器性能进行分析,并确定半导体激光器的一些结构尺寸。
激光技术 半导体激光器 调制特性 人工神经网络 
中国激光
2004, 31(11): 1301
作者单位
摘要
重庆师范大学物理学与信息技术学院, 重庆 400047
根据光线传输的基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过圆柱透镜后的准直特性、光强分布和光能转换效率与圆柱透镜的半径、介质折射率、介质损耗、安装距离等可调参数以及界面反射的关系。说明了安装位置直接影响到准直效果;透镜半径、折射率和介质损耗不仅影响到准直后光斑的大小、光强分布和光能转换效率,而且影响到偏振状态的重新分布,因此,要获得最佳准直效果必须略微离焦安装;还需根据具体使用要求综合考虑各参数对光斑大小、光强分布和光能转换效率的影响,以采用适当的参数,并考虑是否进行增透处理。为正确认识和使用微圆柱透镜改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据。
激光技术 半导体激光 圆柱透镜 准直 光强分布 转换效率 
中国激光
2004, 31(11): 1305
作者单位
摘要
华中科技大学激光技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
S形弯曲波导是集成光器件中不可缺少的部分。在光开关阵列、星形耦合器以及阵列波导光栅等器件中,以及将多个元件集成到一个芯片上时,都需要很多的S形弯曲波导来实现波导的侧向位移和连接。其尺寸和损耗直接影响整个器件的损耗以及集成密度。弯曲波导插入损耗(不包括由于结构缺陷而产生的光的散射损耗)由两部分组成
集成光学 S形弯曲波导 B样条 结构优化 
中国激光
2004, 31(11): 1312
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
常规非稳腔由于输出耦合镜硬边光阑的衍射效应而影响了激光输出。使用非均匀反射镜,可以起到软边光阑的作用,改善了输出光束的光场分布特性。高斯分布反射镜已经被广泛应用,超高斯分布反射镜的提出是对非均匀反射腔的一大改进。快速傅里叶变换(FFT)方法是计算激光腔光场分布的一种方便快捷的方法,利用快速傅里叶变换方法分析了超高斯反射镜腔的腔内三维光场分布情况,并模拟了热透镜焦距变化时腔内光场分布的变化。然后分别在空腔和考虑热透镜效应的情况下对输出光束的光场分布进行了理论模拟,并讨论了热透镜效应对输出光场分布的影响。
信息光学 快速傅里叶变换 超高斯镜 热透镜 光强 
中国激光
2004, 31(11): 1317
作者单位
摘要
南京理工大学应用化学系, 江苏 南京 210094
通过测试激光点火的延迟时间、等离子体电荷通量和等离子体对激光的吸收能力,研究了激光等离子体和烧蚀对激光点火过程的影响。实验采用的含能材料为B/KNO3(m(B)∶m(KNO3)=40∶60),外加5%的酚醛树脂,激光器为脉冲宽度为680 μs的Nd∶YAG固体激光器。实验结果表明等离子体密度随激光能量的提高而增大,而且激光等离子体的电荷通量大于燃烧流的电荷通量。当激光能量密度低于某一临界值时,点火延迟时间随激光能量密度的提高而线性变短,然而激光能量密度超过该临界值后,激光点火延迟时间保持恒定。在实验条件下,激光等离子体几乎不吸收入射的激光能量,但是点火延迟时间的变化规律表明了烧蚀会阻碍激光能量向含能材料注入。
激光物理 激光点火 等离子体 烧蚀 硼/硝酸钾 
中国激光
2004, 31(11): 1323
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学光电子技术研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 内蒙古民族大学化学学院,内蒙古 通辽 028043
为了提高双池受激布里渊散射(SBS)系统的能量转换效率和负载能力,在布里渊放大池和产生池中选用布里渊频移接近的不同介质,利用Nd∶YAG调Q激光对其特性进行了实验研究。与同种介质的双池系统相比,不仅能保持足够的能量转换效率,而且能够有效地提高其负载能力和稳定性。分析和讨论了双池间距对受激布里渊散射性能的影响。
非线性光学 双池受激布里渊散射系统 能量转换效率 负载能力 
中国激光
2004, 31(11): 1327
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室,光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
由于具有复杂的折射率分布,光子晶体光纤一般需要采用数值方法进行研究。有效折射率方法最早用来研究光子晶体光纤的模式特征及其色散特性,但是一般采用标量近似的方法。建立了研究光子晶体光纤的矢量有效折射率方法,并用于计算光子晶体光纤的色散常数。类比于阶跃型折射率光纤,只需将电磁场所满足的相应的贝塞尔函数代入阶跃型折射率光纤所满足的矢量特征方程即可求解光子晶体光纤包层的有效折射率。采用矢量有效折射率方法的计算结果与基于有限元方法求解的数值结果和测量结果吻合得更好。
光电子学 光子晶体光纤 有效折射率方法 色散 
中国激光
2004, 31(11): 1332
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
利用有限元法对零色散点在780 nm的均匀微结构光纤进行经过简化的矢量波动方程模拟计算,获得了所需要的模场分布、有效折射率、色散、有效模面积等参数,并与实验数据相参照验证了这种方法的准确性和精度。进而将这种计算方法用于非均匀微结构光纤的模拟计算,不仅获得了很好的结果,与其他方法相比还具有更快的计算速度,计算所得到的结果对将来设计和拉制微结构光纤很有帮助,并且这种方法在设计不规则的微结构光纤方面具有很好的优势。
光电子学 光子晶体光纤 微结构光纤 有限元法 
中国激光
2004, 31(11): 1337
作者单位
摘要
北京交通大学光波所, 北京 100044
布拉格光纤是由在径向折射率呈周期分布的多层介质圆环构成的一种光纤。由于多层的几何结构特征,布拉格光纤表现出与普通光纤不同的色散特性。引入等效折射率法(EIM)结合多层光波导理论来分析布拉格光纤,对于布拉格光纤的色散特性进行了深入的分析,得到了布拉格光纤色散的比例性质(scaling properties),并举例说明利用波导色散与结构参量的关系,通过调整布拉格光纤的结构参量,灵活地设计其色散特性。
光电子学 布拉格光纤 色散 等效折射率法 光子晶体光纤 
中国激光
2004, 31(11): 1343
作者单位
摘要
曲阜师范大学激光研究所, 山东 曲阜 273165
建立了磁光晶体磁致偏振特性测试系统。该系统采用中心波长为1538 nm的WGY型半导体激光器,在0~1500 mT的大范围可调磁场下,对光隔离器用磁光晶体GdYBiIG样品的退偏效应进行了测试。测试结果表明,达到磁饱和或接近磁饱和时,GdYBiIG晶体的偏振性能最优;达到磁饱和后,随着磁场的增强,出现了磁致退偏效应。分析了磁致退偏效应的产生机理,给出磁致圆二向色性及磁致线双折射是产生退偏的原因。实验测试与理论分析表明,根据磁光晶体GdYBiIG这种退偏效应的规律性,在利用该类晶体制作磁光器件时,外加磁场强度稍大于它的磁饱和强度即可。
光电子学 磁光晶体 退偏度 偏振态 磁致圆二向色性 
中国激光
2004, 31(11): 1347
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所高密度光存储实验室, 上海 201800
用反射率对比度来衡量晶化程度,分别探讨了脉宽为500 ns,100 ns,60 ns的蓝绿激光(514 nm)作用下沉积态Ag11In12Sb51Te26相变薄膜的晶化性能,表明Ag11In12Sb51Te26相变薄膜在蓝绿激光下可具有较高的晶化速度。对比分析了热致晶化后的Ag11In12Sb51Te26薄膜在514 nm处的反射率对比度,结果表明激光晶化和热致晶化后薄膜的反射率对比度有明显差别,分别为8%和19.2%。
薄膜 相变薄膜 蓝绿激光 晶化 反射率对比度 
中国激光
2004, 31(11): 1351
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
在电子束蒸发沉积制备ZrO2薄膜的过程中,采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率。用NKD7000分光光度计测量了ZrO2薄膜的折射率和膜厚,用原子力显微镜分别观测了不同工作气压和沉积速率下薄膜的表面形貌、均方根粗糙度。结果表明,随着工作气压的升高,膜层的结构变疏松,薄膜的折射率和均方根粗糙度都随之减小。随着沉积速率的增大,膜层的结构变致密,薄膜的折射率和均方根粗糙度都随之增大。并且从工具因子(TF)的角度得到了证实。实际镀膜过程中应该根据激光薄膜的应用需要选用合适的工艺条件,在允许的均方根粗糙度范围内提高膜层的结构致密性和折射率。
薄膜 ZrO2薄膜 工作气压 沉积速率 石英晶体振荡法 
中国激光
2004, 31(11): 1356
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学选键化学开放实验室, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学物理系, 安徽 合肥 230026
对微小力的测量是光镊系统的重要功能。主要研究了进行微小力测量时所需的重要参数――光阱刚度与实验条件的依赖关系。在以He-Ne激光器为光源的光镊系统中,得到了光阱刚度随着阱位距离样品池底面高度的提升而减小,随着被捕获小球直径的增加而减小,以及光阱刚度与激光功率具有线性的依赖关系等经验规律,并作了定性的讨论。最后给出了该系统所能达到的测力精度和测力范围。
测量与计量 光镊 光阱刚度 飞牛顿/皮牛顿力 
中国激光
2004, 31(11): 1361
作者单位
摘要
1 河南师范大学物理系, 河南 新乡 453002
2 空军第一航空学院基础部,河南 信阳 464000
3 四川大学原子与分子物理研究所,四川 成都 610066
基于Kirchhoff定律,利用钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的双波长、高精度光纤测温系统。简要介绍了该仪器的基本结构及其工作原理,并依照单个探测器的温度分辨率、测温系统中R(T)-T曲线的线性度与温度灵敏度,以及系统的测温误差随波长带宽的变化,在考虑单个探测器的最小响应度和温度分辨率的基础上,对系统工作波长的带宽进行了优化设计。得出了在测温范围400~1300℃内,当系统的工作波长为λ1=2.1 μm,λ2=2.3 μm时,其工作波长的带宽取20 nm较为合适的结论。
测量与计量 测温仪器 Kirchhoff定律 辐射测温 双波长 光纤 
中国激光
2004, 31(11): 1367
作者单位
摘要
南京师范大学物理科学与技术学院, 江苏 南京 210097
考虑激光器外有多个反射体时所产生的自混合干涉现象,运用薄膜干涉理论,对弱光反馈条件下的多外腔自混合干涉理论进行了研究。基于复合腔激光器结构,建立了理论模型。理论分析构造了一个含有五个反射面的自混合干涉模型,模型是由三个外腔构成的多外腔自混合干涉。对模型进行了理论分析及数值仿真,得出在弱光反馈条件下,多外腔自混合干涉信号类似于传统的自混合干涉信号,为一类正弦波(外部反射率较小时)或类锯齿波(外部反射率较大时)。设计了实验系统,给出了实验结果并进行了验证。如果忽略多外腔的结构,理论所得结果与简单的三镜腔自混合干涉结构所得结果一致。
仪器 光学计量 自混合干涉 多外腔反馈 光纤耦合 半导体激光器 
中国激光
2004, 31(11): 1373
作者单位
摘要
河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
利用微弱信号的微波吸收相敏检测技术,在短脉冲激光作用下,测量了在不同碘化物掺杂方式和掺杂量下的AgBr-T颗粒中自由光电子和浅束缚光电子随时间的衰减曲线,根据测得的衰减曲线得到了不同条件下的自由光电子寿命(FLT)、自由光电子衰减时间(FDT)及浅束缚光电子衰减时间(SDT)值,通过比较这些值分析了碘化物在AgBr-T颗粒中的作用和碘化物对AgBr-T颗粒的感光性能的影响。详细分析了碘含量小于、大于以及等于3%的吸收信号和色散信号曲线,讨论了曲线上各个区的影响因素。
光电子学 短脉冲激光 光电子寿命 微波吸收 碘掺杂 电子陷阱 
中国激光
2004, 31(11): 1378
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心, 北京 100083
2 云南师范大学太阳能研究所,云南 昆明 650092
采用三元InGaAs体材料为有源区,通过直接在InGaAs体材料中引入0.20%张应变来加强TM模的增益,研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA)。在低压金属有机化学气相外延(LP-MOVPE)的过程中,只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量。制作的半导体光放大器在200 mA的注入电流下,获得了50 nm宽的3 dB光带宽和小于0.5 dB的增益抖动;重要的是,半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1.1 dB的偏振灵敏度。对于1.55 μm波长的信号光,在200 mA的偏置下,其偏振灵敏度小于1 dB,同时获得了大于14 dB光纤到光纤的增益,3 dBm的饱和输出功率和大于30 dB的芯片增益。用作波长变换器,可获得较高的波长变换效率。进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率,可得到性能更佳的半导体光放大器。
光电子学 半导体光放大器 张应变 偏振不灵敏 信号增益 饱和输出功率 
中国激光
2004, 31(11): 1381
作者单位
摘要
北京邮电大学光通信中心, 北京 100876
高速长波长光探测器是高速光纤通信系统和网络的关键器件,它要求光探测器具有宽的频率响应带宽和高量子效率。常用的PIN光探测器由于量子效率和高速性能均受到吸收层厚度的牵制,使得二者相互制约,成为一对矛盾。谐振腔增强型(RCE)光探测器为这一矛盾的解决提供了有效的方案。基于谐振腔增强型光探测器的实际设计和制作模型,分析了器件吸收层中的光场分布,并将其运用于载流子的连续方程,从理论上详细地分析了器件的高速响应特性,给出了计算结果。针对研制的高速长波长谐振腔增强型光探测器,进行了理论分析和实际器件测试的结果比较,得到了比较一致的结果。
光通信 光探测器 长波长 频率响应 谐振腔增强型光探测器 
中国激光
2004, 31(11): 1385
作者单位
摘要
北京邮电大学理学院物理部, 北京 100876
研制了对于10 Gbit/s非归零码(NRZ)和归零码(RZ)光纤通信系统的二阶偏振模色散(PMD)自适应补偿实验系统。实验中运用光纤链路中的偏振度(DOP)作为反馈控制信号,采用粒子群优化算法(PSO)作为偏振模色散自适应补偿的搜索和跟踪控制算法,粒子群优化作为补偿搜索算法具有收敛速度快、抗噪声和避免陷入局部极值的优点;作为跟踪算法可以快速跟踪偏振模色散的随机变化。实验证明,该补偿系统可以同时补偿一阶和二阶偏振模色散。不论对于非归零码还是归零码,补偿后眼图恢复很好。补偿搜索时间为几百毫秒,跟踪系统对于链路中突发的偏振模色散变化的响应恢复时间小于20 ms,实现了准实时的一阶和二阶偏振模色散自适应补偿与跟踪。
光通信 偏振模色散 自适应补偿 偏振度 粒子群优化算法 
中国激光
2004, 31(11): 1391
作者单位
摘要
1 西安交通大学现代物理研究所, 陕西 西安 710049
2 西安邮电学院电信系,陕西 西安 710061
提出了一种双通道式多功能光环形器,在结构设计中插入了双尾纤及透镜对,实现了器件功能复用,降低了制造成本与占空比。在理论上用琼斯矩阵对光环形器的插入损耗及隔离度等性能参数进行分析,探讨了影响该双通道光环形器隔离度、插入损耗特性的因素,结果表明,双通道多功能光环形器在器件镀增透膜的基础上具有与传统单通道光隔离器相同低插入损耗和高隔离度等特性。
光电子学 光环形器 双尾纤 透镜对 插入损耗 隔离度 
中国激光
2004, 31(11): 1398
作者单位
摘要
福建师范大学物理与光电信息科技学院, 福建 福州 350007
为了获得用于鼻咽癌(NPC)光活检的Ar+激光对鼻咽组织的安全光剂量阈值,实验测定了离体猪鼻咽组织在Ar+激光辐照下不同位置的温度分布,重点研究了辐照功率密度和波长对组织中温度分布的影响。实验结果表明,组织中的温度分布与探测位置、激光波长以及激光辐照功率密度有关。在同一波长激光辐射下,组织中的温度随着辐照激光功率密度的增大而增大,当辐照功率密度达到1.85 W/cm2时,鼻咽组织黏膜下层的温度可超过41.5℃;在相同功率密度激光的辐照下,波长为514.5 nm的激光照射鼻咽组织时的光热效应较488 nm波长明显。
医用光学与生物技术 猪鼻咽组织 光热特性 损伤阈值 Ar+激光 
中国激光
2004, 31(11): 1403
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光实验室, 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
2 天津大学理学院,天津 300072
3 山东大学晶体材料国家重点实验室,山东 济南 250100
中国激光
2004, 31(11): 1407