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 2005, 32(10)

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中国激光 第32卷 第10期

作者单位
摘要
清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
由双面增透的凸透镜和凹面全反镜组成的猫眼逆反器(CER),替代传统平凹腔中的平面腔镜可构成一具有较佳失调特性的猫眼腔(CEC)。根据腔中稳定振荡高斯光束的自再现特性,对腔内各处的q参量进行分析,证明了束腰刚好处于猫眼腔中凸透镜的位置,因此猫眼系统可用几何光学成像公式进行设计。但因光学加工或装配等误差,传统的光腔参量选择的经验公式不再适用,所以还利用了光线追迹和空间衍射计算方法对光腔参量的最佳选择进行分析。分析表明在其他参量不变的情况下,增加凹面输出镜曲率半径可较好地改善激光横场模式。最后对分析进行了实验验证。
光学设计 猫眼腔 失调 光线追迹 横模 
中国激光
2005, 32(10): 1305
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
实验研究了高重复率、大功率半导体激光二极管阵列(LDA)侧面环绕抽运的Nd∶YAG激光放大器的放大特性、热焦距变化和热致双折射效应引起的退偏特性。偏振光经千赫兹高功率单通激光放大器,获得约3倍的光脉冲能量放大,脉冲宽度基本保持不变,其输出的P分量与S分量的能量比趋于常数3∶1,实验测得的能量放大倍率及放大光束的椭圆偏振度与理论预期吻合很好。
激光技术 Nd∶YAG放大器 高重复率 热致双折射 
中国激光
2005, 32(10): 1309
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室(天津大学),天津 300072
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
利用激光二极管(LD)抽运新型Na,Yb共掺CaF2(Na,Yb∶CaF2)晶体,获得了1.05 μm的自调Q激光输出。利用透射率1%的耦合输出镜,得到最低激光输出的抽运阈值功率仅为70 mW。在透射率为2%的输出镜条件下,得到最大输出激光功率为390 mW,此时激光的斜度效率达到20%。实验详细记录了自调Q脉冲的周期和宽度随抽运功率的变化关系,随着抽运功率的增加,自调Q脉冲的周期和宽度呈指数衰减。同时,还采用单棱镜进行光谱调谐实验,获得了1036~1059 nm的自调Q激光调谐输出。
激光技术 激光二极管抽运 Yb∶CaF2晶体 自调Q激光器 调谐输出 
中国激光
2005, 32(10): 1313
作者单位
摘要
1 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室,湖北 武汉 430074
2 中国科学院研究生院,北京 100039
3 天水师范学院数理与信息科学学院,甘肃 天水41001
为提高半导体激光器的频率稳定性,利用原子法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)超窄带的选频透射特性,将其置于半导体激光器的外腔中作选频元件,采用光反馈的方法,使得透射率低的激光频率分量被抑制,透射率高的激光频率分量被加强,有效地实现了光反馈激光稳频。利用Cs原子法拉第反常色散光学滤波器工作于D2线852 nm的4峰窄带透射状态,通过调节半导体激光器的温度和电流,调谐半导体激光器的输出波长,将激光器锁定在任何一个透射峰上,用26%的光反馈量,使稳频后的激光频率长期稳定性保持在75 MHz/2 h以内,而且采用这种稳频方法的输出激光中心波长一直稳定在频率基准上,没有单方向漂移。同时,还实现了Cs原子法拉第反常色散光学滤波器稳频半导体激光器结构的一体化,使其具有实用性。
激光技术 半导体激光器稳频 光反馈激光稳频 法拉第反常色散光学滤波器 
中国激光
2005, 32(10): 1317
作者单位
摘要
1 合肥学院实验实践中心,安徽 合肥 230022
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究室,安徽 合肥 230031
对探测大气气溶胶和云雾粒子的激光雷达的关键参量——激光雷达比问题进行了详细的讨论,利用实际大气气溶胶和云雾粒子的光学特性对0.532 μm和1.064 μm波长上的激光雷达比进行了计算分析,得到了各种气溶胶粒子组份和典型的集合状态以及云雾粒子的激光雷达比。发现激光雷达比和粒子的物理、光学性质密切相关,不同种类的粒子的激光雷达比有巨大的差异,并且两个波长上激光雷达比的相互关系也不相同,这些结果为激光雷达探测大气气溶胶和云雾粒子提供了依据。
大气光学 激光大气探测 激光雷达比 光散射 大气气溶胶 
中国激光
2005, 32(10): 1321
作者单位
摘要
武汉大学遥感信息工程学院,湖北 武汉 430074
激光雷达是一种比较新的获取地面信息的方法,这种方法得到的数据不仅包括不规则间距的三维数据点云,还包括激光强度信息。现有的激光雷达数据处理方法大都是将三维数据点进行处理得到数字地面模型(DTM),对于激光强度信息的处理方法的研究比较少。针对激光雷达数据中像素级融合了三维信息和强度信息的特点,提出了一种基于高程信息平坦度的均值滤波算法。先将激光雷达的强度信息转换为灰度图像,然后在对各像素进行均值滤波处理时,融合了对应的激光雷达距离信息中该像素邻域内的高程信息。运用此算法和传统均值算法对激光雷达数据进行了处理,并且使用多种指标对处理结果进行了比较。结果表明,该算法既保持了传统均值滤波的优点,又改进了对弱边缘目标的保护。
激光雷达 影像融合 均值滤波 噪声抑制 边缘保护 
中国激光
2005, 32(10): 1325
作者单位
摘要
浙江大学信息与电子工程系,浙江 杭州 310027
利用宽角光束传输法(WA-BPM)对二氧化硅平面波导环形谐振腔进行了优化设计,详细分析了不同环形腔长度下,谐振腔清晰度与环形腔耦合器耦合系数的关系,并进一步分析了由光探测器散弹噪声所限制的谐振型光学陀螺极限灵敏度和环形腔光路参量之间的关系。在此基础上,在硅衬底上利用火焰水解化学掺GeO2的二氧化硅波导上制作成带输入/输出耦合器的环形谐振腔芯片。并通过实验测试了所研制的光波导环形谐振腔,其清晰度高达60,理论分析表明采用上述环形谐振腔研制的陀螺,其极限灵敏度可达1°/h。
集成光学 环形谐振腔 二氧化硅光波导 微型光学陀螺 
中国激光
2005, 32(10): 1330
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川 成都 610064
采用均方根(RMS)梯度表征的随机相位屏描述光束的低频相位噪声;用随机相位扰动描述中、高频相位噪声,建立了波前相位畸变模型。以Ⅰ/Ⅱ类角度失谐KDP晶体的高强度三次谐波转换为例,详细研究了三次谐波转换过程中,基频光和三倍频光的波前相位畸变之间的定量变化关系。分析了三次谐波转换过程对聚焦光斑形态的影响。研究结果表明,三倍频光的焦斑半径随着基频光低频相位畸变的均方根梯度增大而明显增大,且在均方根梯度较大时,三倍频光的焦斑半径几乎与基频光相近。
非线性光学 三次谐波转换 相位畸变 均方根梯度 焦斑 
中国激光
2005, 32(10): 1333
作者单位
摘要
1 西南师范大学物理学院,重庆 400715
2 重庆大学教育部光电技术与系统重点实验室,重庆 400044
提出一种基于线性变化电流注入以改善分布反馈半导体光放大器的滤波及双稳特性的实现方案,并借助耦合模方程及载流子速率方程,将该方案与相移、啁啾非均匀分布反馈半导体光放大器的特性作了分析比较。结果表明,该方法既有与相移效应相似的透射谱,又有与啁啾效应相似的频带较宽、双稳环上支较平坦的特点,且有效提高了开关对比度。
非线性光学 分布反馈半导体光放大器 光学双稳 线性变化电流注入 相移 啁啾 
中国激光
2005, 32(10): 1337
作者单位
摘要
江苏大学材料科学与工程学院,江苏 镇江 212013
基于双光子吸收引发的光聚合局限在紧密聚焦的焦点区域的原理,建立了飞秒激光三维微细加工系统;结合高斯光束的强度分布函数,推导了横向与轴向分辨率的表达式。在ORMOCER材料内实现了双光子光聚合,最高加工精度达到0.7 μm。研究表明,加工线宽随功率增加而增加,随加工速度增加而减小;确定了波束腰为0.425 μm,双光子吸收截面为2×10-54 cm4·s。采用双光子光聚合技术,加工了齿宽5 μm的实体微型齿轮,制备三维木堆型光子晶体结构,分辨率为1.1 μm,杆间距和层间距均为5 μm,实现了飞秒双光子光子晶体结构的制备。
超快光学 飞秒激光 微细加工 双光子吸收 光聚合 光子晶体 
中国激光
2005, 32(10): 1342
作者单位
摘要
西南交通大学光通信研究所,四川 成都 610031
在考虑光纤损耗的情况下,以两载频以及混频过程中产生的边带频率成分为研究对象,给出了研究群速度色散(GVD)、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)综合作用下混频过程中调制不稳定性(MI)的耦合模分析法。导出了当某一相位匹配较好、其他相位失配严重时,两载频自相位调制或交叉相位调制引起的调制不稳定性增益的解析表达式。分析发现,当调制不稳定性主要由自相位调制或交叉相位调制引起时,增益的最大值与色散无关,交叉相位调制在各边带引起的调制不稳定性最大增益相等。同时,考虑损耗后,幅度增益减小的大小受功率、非线性系数、色散情况、损耗系数和传输距离等因素共同影响,调制不稳定性产生的增益只有当频率偏移量足够大时才会出现,载频自相位调制引起的最大增益对应的频率偏移量减小。
非线性光学 调制不稳定性 耦合模 损耗 交叉相位调制 自相位调制 
中国激光
2005, 32(10): 1347
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
环境气体对于激光诱导等离子体的形成和演化特征有着重要影响,适当的环境气体条件有利于激光诱导等离子体发射光谱分析的进行。利用准分子激光(308 nm)烧蚀低合金钢靶诱导等离子体原子发射光谱,研究了环境气体对等离子体发射光谱强度及时间演化特性的影响,对实验结果进行了讨论,得到了激光诱导Fe等离子体的原子发射光谱分析的优化条件。实验测定了不同气压氩气、氦气环境下及真空条件下Fe等离子体发射光谱强度及时间演化特性。结果表明,环境气体对激光诱导Fe等离子体发射光谱具有增强作用,而在较低气压下氩气比氦气的辐射增强效果更为显著。在5.32×104 Pa氩气环境下,在等离子体形成后约6 μs和10 μs时发射谱线强度和信号背景比分别达到最大值。
激光物理 激光诱导等离子体 发射光谱 环境气体 时间演化 
中国激光
2005, 32(10): 1353
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 中国科学院研究生院,北京 100039
将掺铒有源波导材料引入环形谐振腔结构,从理论上分析了有源波导环形谐振腔的滤波特性。结果表明由于抽运光提供的增益补偿了腔内损耗,使得环形谐振腔满足临界耦合条件,实现对信号光的最佳陷波,同时发现通过改变抽运光功率,可以对精细度和带宽进行动态调谐。分析了铒离子掺杂浓度、信号光功率以及抽运光耦合系数对最佳陷波抽运功率的影响,为有源波导器件设计制作提供了理论依据。
集成光学 有源波导 环形谐振腔 陷波深度 精细度 
中国激光
2005, 32(10): 1357
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
分析了基于弹性梁的光纤光栅调谐原理,引入了轴向应变传递系数的概念,提出利用部分纯弯曲调谐方法,可实现光纤光栅宽带无啁啾调谐。在实验中,利用部分纯弯曲调谐法,获得了20.1 nm的光纤光栅无啁啾调谐范围,调谐线性拟合度为0.9996,调谐过程中光栅反射谱的3 dB带宽变化小于0.07 nm,峰值反射率变化小于0.2 dB,基本无啁啾现象产生,实验结果和理论分析一致。
光栅 无啁啾调谐 部分纯弯曲 应变传递系数 
中国激光
2005, 32(10): 1362
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
根据透镜的傅里叶变换性质,提出了采用光学傅里叶变换加级联光学成像放大并结合有限口径接收的方法来实现自由空间激光光束远距离传输的实验室模拟。由此原理设计了自由空间激光远距离传输模拟装置,该装置主要由大口径、长焦距的傅里叶变换平行光管和三级成像放大镜所组成,最大等效传输距离达2.4×105 km,可用于星间激光通信终端综合通信性能的评估,在设定的误码率下测量终端可能的通信距离,或者在设定的作用通信距离下检测通信的误码率。
光通信 星间激光通信 远距离传输模拟 光学傅里叶变换 级联放大 
中国激光
2005, 32(10): 1367
作者单位
摘要
华中科技大学光电子工程系,湖北 武汉 430074
在高速光纤通信系统中码型的选择是决定系统传输质量和光谱效率的主要因素。码型的选择和信道速率、信道波长间隔、光放大器的选择、光放大器放置间隔、光纤的类型、色散管理策略等各种因素密切相关。分析了非归零码(NRZ)、归零码(RZ)和载波抑制归零码(CS-RZ)码型的产生方式及特点。采用单信道和掺铒光纤放大器(EDFA)放大方式对三种码型进行了40 Gb/s的100 km G.652光纤通信传输实验。比较了三种码型的系统传输特性、最佳入纤功率和不同入纤功率下的功率代价:载波抑制归零码最佳入纤功率为9 dBm,功率代价小于非归零码和归零码。结果表明,在相同的色散补偿条件下,载波抑制归零码比归零码和非归零码有更优的非线性容忍度。
光通信 非归零码 归零码 载波抑制归零码 入纤功率 功率代价 
中国激光
2005, 32(10): 1371
作者单位
摘要
中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东 广州 510275
介绍了两种对光纤端面进行修饰以扩大模场直径(MFD)的方法(加热扩散法和熔接透镜光纤法)。利用刀片远场扫描法对单模光纤(SMF)、加热扩芯光纤(TECF)与熔接透镜光纤(GIF)这两种修饰后的高斯分布光纤进行了测量比较,验证了其模场直径分别为10.700 μm,13.129 μm和12.717 μm。并针对实际问题作出修正,通过对单模光纤以及上述两种扩束透镜光纤的分析,得到了相当合理的结果。说明这两种端面修饰法确实能起到扩大模场直径同时又不破坏模式分布的作用。并且验证了修正后的刀片法用于测量修饰后的光纤的各参量是非常有利的。
光纤光学 扩束光纤 刀片扫描法 模场直径 高斯分布 
中国激光
2005, 32(10): 1377
作者单位
摘要
国防科技大学光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
报道了三分量全保偏光纤加速度传感器的实验研究结果。传感器由6个弹性柱体共同支撑1个质量块构成三分量结构,由3个迈克尔逊全保偏光纤干涉仪共用一个光源组成。光学部分采用全保偏光纤干涉仪结构,消除了干涉光束偏振态随机变化引起的信号衰落,采用光频调制相位载波解调信号处理技术,消除了相位随机漂移引起的信号衰落,从而实现了对加速度信号的稳定检测。传感器的工作频带为5~500 Hz,加速度灵敏度达到660 rad/g,系统最小可测相位差为10-5 rad,最小可测加速度达1.5×10-7 m/s2,工作频带内加速度灵敏度变化小于2 dB。三轴加速度灵敏度和频率响应曲线与理论分析的结果基本一致。
光电子学 三分量 光纤加速度传感器 加速度 保偏光纤 
中国激光
2005, 32(10): 1382
作者单位
摘要
清华大学电子工程系,北京 100084
提出并实验验证了基于单模光纤基模和包层LP11模干涉耦合的可调谐光纤声光梳状滤波器,该滤波器采用普通单模光纤,通过刻蚀形成不同外径的三段光纤级联结构,通过声波调节实现调谐。说明了滤波器的结构和工作原理;并通过计算和实验结果具体说明梳状滤波谱带宽主要取决于发生声光耦合的第一、三段光纤的外径,而滤波峰间隔主要取决于用作传输的第二段光纤的长度;最后分析指出影响器件消光比的主要因素是声波的衰减和反射,优化第一、三段光纤的长度比例和采用渐变过渡的措施减小光纤外径的突变可望进一步提高器件的性能。
光纤光学 梳状滤波器 声光 级联 外径刻蚀 调谐 
中国激光
2005, 32(10): 1387
作者单位
摘要
哈尔滨工程大学理学院,黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种基于光学低相干反射(OLCR)技术的嵌入式双环形光纤传感网络。给出了光纤传感网络结构、空分复用(SDM)原理,分析了网络中传感器的信号特性,对携带10个传感器的传感网络进行了实验研究。理论和实验研究表明,通过改变环形网络中传感器的安放位置与布设数量,对网络的传感特性进行优化,可以提高传感系统的复用能力。此结构可嵌入智能结构中,用于准分布应变或温度的测量。
导波光学 光学低相干反射计 空分复用 嵌入式双环结构 传感网络 
中国激光
2005, 32(10): 1391
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
介绍了一种基于3×3和2×2光纤耦合器构成的非平衡马赫-曾德尔干涉仪的波长解调方案。理论分析和数据对比表明,相对于由两个2×2光纤耦合器构成的马赫-曾德尔干涉仪,本干涉仪具有宽谱的灵敏度、能跟踪波长的变化方向和相位展开的优点。实验方案用于测量固定在悬臂梁上的传感光纤布拉格光栅(FBG)的峰值波长变化,获得了±1 pm的静态波长解调精度,在10 Hz处的动态分辨率为27 nε/Hz。相位展开算法使得应变测量范围达到了2014 με,对应的相位变化为3.22π。
光纤光学 光纤光栅传感器 波长解调 非平衡马赫-曾德尔干涉仪 3×3光纤耦合器 
中国激光
2005, 32(10): 1397
作者单位
摘要
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,陕西 西安 710072
在分析数字全息系统的最小分辨距离和再现像平面上的采样间隔的基础上,提出了一种在用菲涅耳变换法再现数字全息图时,能清楚显示再现像细节的简单方法,这种方法能有效地提高再现场的显示分辨率。通过给由CCD记录的数字全息图补零,可使再现像平面上采样间隔减小,使再现像具有更多的像素,得到保留了更多记录信息的高质量再现像。用同样的方法,也可以矫正由于CCD靶面尺寸在水平和竖直方向上的不一致造成再现像的视觉畸变。实验结果表明此方法有很好的效果。
全息 分辨率 再现像 采样间隔 菲涅耳变换法再现 
中国激光
2005, 32(10): 1401
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
2 中国科学院研究生院,北京 100039
基于哈特曼波前探测的流场层析测量技术结合了光学波前探测技术和计算机层析重建技术。系统由哈特曼传感器探测平行光束穿过流场后的投影波前,提取流场在多方向上的投影数据,采用计算机层析技术重建流场物理量的空间分布。为了验证系统的可行性和标定系统重建精度,首先对静态圆对称折射率场进行层析重建,折射率重建误差为10-3。在静态标定的基础上,对实际火焰温度场进行了层析重建,获得了火焰温度场的三维温度分布,取得了较好的实验结果。
中国激光
2005, 32(10): 1406
作者单位
摘要
曲阜师范大学激光研究所,山东 曲阜 273165
从琼斯矩阵理论出发,利用偏振镜、分束器和锁相放大器以及微处理器,搭建了测试系统,实现了数据的自动化处理。利用闭环反馈控制系统和高精度步进马达,对旋转角度进行了反馈控制,利用Si光电探测器,使用范围覆盖近紫外到近红外,创建的测量系统具有测量精度高,重复性好,自动化程度高,操作简单的特点。经过对菲涅耳菱体型相位延迟器件的测试,测量误差小于0.3%。该系统也可以用来测量其他类型器件的相位延迟,在偏光测试领域有着广泛的应用。
中国激光
2005, 32(10): 1411
作者单位
摘要
1 西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,陕西 西安 710072
2 中国工程物理研究院流体物理研究所,四川 绵阳 621900
对激光自混合干涉式位移测量原理进行了数值模拟和实验研究。首先,从三镜法布里-珀罗腔理论出发,得到了基于半导体激光自混合干涉原理的位移测量模型,在此基础上对多种波形调制外反射体位移情况下激光自混合干涉信号进行了理论分析,证实信号倾斜方向发生反转的间隔条纹数目对应反射体位移的幅值范围;反射体有半个波长的位移,信号即输出一个完整的条纹;反馈强度的增加将增大输出条纹的倾斜。对信号倾斜现象进一步分析发现,当反射体位移减小时,信号向左倾斜,反之向右。造成信号倾斜的原因是由于高反馈强度下引起的非线性相位调制了输出信号强度。这些结论同样适用于任意波形调制的反射体位移。实验测试结果同理论分析吻合较好。
中国激光
2005, 32(10): 1415
作者单位
摘要
1 合肥微尺度物质科学国家实验室,安徽 合肥 230026
2 中国科技大学物理系,安徽 合肥 230026
作为力探针的光阱有两个重要参数,在垂直光束轴的横向上的刚度和逃逸力。对它们的标定精度直接影响到光阱测力的精度。利用信息熵方法,研究了基于流体力学法标定的光阱刚度和光阱逃逸力。结果表明,光阱中的小球在不同横向速度的水流作用下,不仅有横向位移,而且有不同的轴向位移,即所标定的光阱刚度不是同一水平面的光阱刚度,而是一定轴向范围内的平均横向刚度。这是流体力学法标定光阱横向刚度的主要误差来源之一。在逃逸速度下小球从光阱中沿轴向向上逃逸,所以这样测得的“代表光阱的捕获能力的参数——光阱逃逸力”只是在轴向逃逸的临界条件下的横向光阱力(等于此时的横向粘滞力),小于最大横向阱力。
中国激光
2005, 32(10): 1421
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
探求新的具有优良的热学和光学性能的基质玻璃系统,是获得具有宽带宽和增益平坦的掺Er3+光纤放大器(EDFA)的一种有效途径。制备了一种新型氧氟碲酸盐玻璃TeO2-BaF2-LaF3,并对其热学性能和光学性质进行了测试。应用乍得-奥菲尔特(Judd-Ofelt)理论计算了Er3+离子的J-O理论参量和荧光寿命τ。探讨了氟化物的引入对碲酸盐玻璃结构的改变的影响,并分析了其对玻璃的热学性质和光学性质的影响。实验发现,获得的氧氟碲酸盐玻璃具有优良的热学稳定性(ΔT=156.6 ℃),宽的荧光半峰全宽(72 nm),长的荧光寿命(τ=4.9 ms)以及良好的平坦增益特性。该玻璃系统有望成为新的宽带光纤放大器用基质玻璃材料。
材料 氧氟碲酸盐玻璃 光谱性质 光纤放大器 Er3+离子 
中国激光
2005, 32(10): 1425
作者单位
摘要
1 山东师范大学物理与电子科学学院,山东 济南 250014
2 山东大学山大鲁能信息科技有限公司,山东 济南 250100
研究了Nd∶Gd0.42Y0.58VO4混晶的激光运转特性。采用Cr4+∶YAG晶体作为被动可饱和吸收体,实现了Nd∶Gd0.42Y0.58VO4混晶的调Q锁模激光运转。实验测量了不同Cr4+∶YAG初始透过率情况下激光器的输出特性。在Cr4+∶YAG初始透过率T0=86.3%,输出镜透过率T=10%时,调Q锁模运转阈值为2.8 W,随着抽运功率的增加,调制深度逐渐加大。采用透过率T=20%的输出镜,注入抽运功率10.3 W时,调Q锁模深度约为70%,相应的脉冲包络重复频率为40 kHz,半高宽度为25 ns,平均输出功率为2.58 W,光-光转换效率为25%。
材料 Nd∶Gd0.42Y0.58VO4混晶 Cr4+∶YAG晶体 调Q锁模 半导体激光抽运 
中国激光
2005, 32(10): 1429
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 中国科学院研究生院,北京 100039
应用中频感应提拉法生长出不同掺杂浓度的Yb∶FAP激光晶体。运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定了Yb3+离子在Yb∶FAP晶体中的分凝系数约为0.03。随着晶体的生长,晶体中Yb3+离子的轴向浓度逐渐增大。研究Yb∶FAP晶体在77 K和300 K温度下的吸收光谱发现,振动谱的变化主要是由电子-声子近共振耦合作用引起的。系统地研究了不同Yb3+离子掺杂浓度Yb∶FAP晶体的吸收光谱和荧光光谱。通过吸收光谱的测量计算了晶体的吸收截面。Yb∶FAP晶体在904 nm和982 nm处存在Yb3+离子的两个吸收带,适合激光二极管抽运。
材料 Yb∶FAP晶体 提拉法 分凝系数 光谱特性 
中国激光
2005, 32(10): 1433
作者单位
摘要
江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212013
金属板材的激光冲击成形通常采用激光束沿法向作用于零件表面,产生垂直于表面的冲击波作用力,但在曲面零件冲击成形时很难满足每次都为法向垂直冲击,因此非常有必要进行斜冲击研究。用钕玻璃激光器斜冲击LD31(6063)板料,并使用千分尺对变形特征进行了测量,实验表明等离子体的迎光性以及等离子体与激光之间的相互作用使得等离子体逆着激光方向斜膨胀,产生的应力波则顺着激光方向斜冲击板料,造成了被冲击板料变形的偏心。在激光能量约为42 J,脉冲宽度约为23 ns,光斑直径为8 mm,入射角度约为0°,30°,60°时,板料的偏心依次为1.00 mm,1.68 mm,3.77 mm,深度方向变形依次为5.60 mm,5.00 mm,3.00 mm,变形最大点显微硬度提高率依次为50%,33.3%,25%。
激光技术 激光斜冲击 等离子体 应力波 
中国激光
2005, 32(10): 1437
作者单位
摘要
1 上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200030
2 太原科技大学材料分院,山西 太原 030024
对316L不锈钢进行了多层激光熔覆成形试验,采用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)等手段对其微观组织特征和性能进行了分析测试,揭示了激光熔覆成形316L不锈钢组织形成的规律和机理,获得了无裂纹、无气孔等缺陷的致密熔覆成形组织。熔覆层内部主要由垂直于界面外延生长的柱状树枝晶和平行于扫描方向的转向枝晶组成,枝晶沿着与最大温度梯度最接近的〈100〉方向择优生长。结果表明,熔覆层成分均匀,稀释率小,与基体呈冶金结合,抗拉强度大大超过传统成形方法加工的材料,且具有较好的塑性。
激光技术 激光熔覆成形 组织特征 性能 择优取向 
中国激光
2005, 32(10): 1441
作者单位
摘要
1 江苏大学机械工程学院,江苏 镇江 212013
2 上海市金属功能材料开发应用重点实验室,上海 200940
利用NEL-2500A轴向快速流动CO2激光器对40Cr钢进行了激光淬火处理,又利用Nd∶YAG激光器对40Cr钢的淬火马氏体强化区进行了激光冲击强化处理,选用K9玻璃为约束层。处理结果表明,40Cr钢的复合强化处理区与激光淬火强化处理区相比,马氏体区表面发生了超塑性形变,马氏体发生了细化和碎化,位错密度大大增高。各项机械性能都得到了大幅提高,其中,硬度提高了10.9%,耐磨性提高了100%,尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力,表面最大残余应力达到-372 MPa。
激光技术 激光复合强化 硬度 耐磨性 残余应力 显微组织 马氏体相变 
中国激光
2005, 32(10): 1445