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 2006, 33(6)

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中国激光 第33卷 第6期

作者单位
摘要
中国工程物理研究院,四川 绵阳 621900
20世纪80年代中期发展起来的啁啾脉冲放大(CPA)技术与先进的高功率激光技术及优良的激光增益介质相结合把激光峰值输出功率提高了几个数量级,出现了输出拍瓦级(1015 W)皮秒(10-12 s)和飞秒(10-15 s) 脉冲的固体激光装置,聚焦峰值功率密度达到1020~1022 W/cm2。激光与物质相互作用的物理过程中,激光功率密度起主导作用,不同光强对应不同的物理学领域。如此高的激光功率密度能够在实验室中产生前所未有的极端物态条件,即超强电场、超强磁场和超高压强等,从而开创了崭新的强场物理领域,推动了相关学科的交叉融合,形成了多个前沿研究方向,如粒子加速、强辐射源、先进光源、阿秒物理、快点火聚变、超热物质、激光核物理、超快过程诊断、激光天体物理、非线性量子电动力学(QED)等,在材料科学、生命科学和医学等领域中也极具应用价值。
超强激光 啁啾脉冲放大 光参量啁啾脉冲放大 强场物理 前沿科学 
中国激光
2006, 33(6): 721
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学可调谐激光国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
报道了激光二极管(LD)双端面抽运Tm: Ho: GdVO4固体激光器,在2.049 μm处获得连续(CW)和准连续(QCW)激光输出。激光二极管为光纤耦合输出,光纤芯径400 μm,数值孔径0.22,输出波长805 nm。激光二极管额定输出功率27.7 W,均分为两束双端面抽运激光晶体。晶体尺寸为4 mm×4 mm×7 mm,Tm,Ho掺杂原子数分数分别为5%,0.5%。分析了Tm: Ho能级系统的主要能级跃迁和能量转换损耗。为提高激光器的输出功率和转换效率,激光晶体采用液氮制冷。在重复频率5 kHz,10 kHz,20 kHz,调Q以及连续运行模式下,获得了9.4~10.1 W的激光输出,光-光转换效率为34%~36%。最大单脉冲能量为1.9 mJ,最大峰值功率为0.13 MW。讨论了抽运光功率和重复频率对激光脉宽的影响。
激光技术 Tm:Ho:GdVO4激光器 激光二极管抽运 转换效率 
中国激光
2006, 33(6): 730
作者单位
摘要
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 安徽省环境光学监测技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
准确可靠地监测大气中CO2含量变化对于研究全球变暖和气候变化具有十分重要的意义。利用拉曼激光雷达测量大气中的CO2含量分布是一种新颖且容易实现的方法。有效地采集CO2气体的拉曼回波信号并进行数据处理反演出测量结果是整个系统的关键所在。根据拉曼激光雷达的原理和信号处理的理论基础,设计了单通道和双通道两种行之有效的拉曼信号采集方案,并分别对其信号处理方法进行了论证。阐述了单通道采集过程中能量波动所造成的对信号的影响和消除方法,重点解决了采集过程中存在的噪声干扰问题。计算了两种方案在采集1 km处的系统信噪比(SNR),单通道采集时约可达到10,而双通道采集时可提高到20左右。
激光技术 激光雷达 拉曼信号 CO2测量 采集处理 
中国激光
2006, 33(6): 734
作者单位
摘要
1 西北工业大学航天学院,陕西 西安 710072
2 装备指挥技术学院,北京 101416
在喷管与聚光系统一体化设计时,聚光系统因其同时承担聚光和喷管两项功能而成为激光推力器的重要组成部分。通过改变聚光系统内表面的母线方程,可以改变点火区的大小、形状、点火区与聚光系统内表面的距离及喷管长度等参数,而这些参数都会对激光推力器的推进性能产生影响。针对不同的聚光系统构形建立了相应的点火模型,数值计算与实验结果一致,即当注入能量不超过60 J时,在喷管出口直径相同的条件下,抛物形喷管点聚焦方式比环聚焦方式所获得的冲量耦合系数大,可达38.84×10-5 N·s/J;而冲量耦合系数对点火区与聚光系统内表面的距离及喷管长度等参数并不十分敏感。研究结果对于吸气式激光推力器的喷管构形设计具有指导意义。
激光技术 激光推力器 聚光系统 喷管 耦合系数 
中国激光
2006, 33(6): 739
作者单位
摘要
1 电子科技大学物理电子学院, 四川 成都 610054
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
提出了一种基于激光技术的、易于工程实现的目标运动模拟方法及实验装置,并进行了实验验证。利用激光的高亮度、发散角小以及激光器体积小、质量轻等特点,设计了针对小目标运动的实验模拟装置。通过多轴复合技术以及空间投影技术,实现了角运动向小目标二维空间运动的转换;运用多媒体定时器技术实现了对电机的内部闭环控制;采用脉冲宽度调制(PWM)技术实现了对电机的速度控制,提高了目标的仿真精度。小目标的运动速度可以达到10°/s,精度<0.1°/s,归一化标准偏差0.09。利用该装置实现了实验室内的目标运动闭环跟踪实验研究,目标捕获跟踪系统的跟踪标准偏差为0.2 mrad。该系统可以作为目标捕获跟踪系统对二维运动目标的闭环实验研究的验证仿真平台。
激光技术 目标 系统仿真 捕获跟踪 
中国激光
2006, 33(6): 743
作者单位
摘要
1 徐州师范大学物理系, 江苏 徐州 221000
2 华东师范大学光谱学与波谱学教育部重点实验室, 上海 200062
通过比较a切,45°切割Nd:YVO4晶体连续(CW)和以Cr4+:YAG晶体为被动调Q器件激光器的输出特征,发现Nd:YVO4晶体在激光器中既作为增益介质,又作为双折射o光,e光分裂器件。在不同的运转条件下,o光,e光偏振模式相互竞争,导致离轴晶体在连续运转时表现出a切晶体的特征,有较小的阈值、光-光转换效率高;在被动调Q运转时,则表现出c切晶体的特征,在1340 mW的激光二极管(LD)抽运功率下,可以获得峰值功率0.6 kW,重复频率为18.7 kHz,脉宽为6.5 ns的脉冲。
激光技术 激光二极管抽运 离轴切割 被动调Q 模式竞争 
中国激光
2006, 33(6): 748
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室, 陕西 西安 710068
2 上海大学理学院物理系, 上海 200444
3 华中科技大学光电子工程系, 湖北 武汉 430074
如果在折射率较高的电介质基底上镀一层折射率较低的电介质薄膜(介质膜的另一侧为折射率更低的介质,如空气),并且恰当选择基底内光束的入射角,使得光束在基底-介质膜界面上折射到薄膜内、在薄膜-空气界面上全反射,那么反射光束的Goos-Hanchen(GH)位移在一定条件下会得到共振增强。采用微波技术直接地测量了这种Goos-Hanchen位移随电介质膜厚度的变化,测量结果与理论预言吻合得较好。
Goos-Hanchen位移 共振增强 电介质膜 微波测量 
中国激光
2006, 33(6): 753
作者单位
摘要
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 300072
将再生锁模光纤激光器(RMLFL)输出的约5.8 ps脉宽的高质量无啁啾双曲正割脉冲,通过掺铒光纤放大器(EDFA)放大后注入4.28 km长的色散平坦光纤(DFF)中,利用二阶孤子压缩效应成功地将脉冲压缩到1.74 ps,压缩比为3.3,与理论计算结果完全一致。与基于色散渐减光纤(DDF)的绝热孤子压缩(ASC)方案相比,该方案在同样的孤子阶数下大大降低了入射功率,而且色散平坦光纤的非色散渐减特性决定了它对于不同波长、不同脉宽的输入都可以通过调整输入脉冲功率和选取合适的光纤长度来配合满足压缩条件。虽然压缩因子不大,但基本能满足需求。
导波与光纤光学 高阶孤子 色散平坦光纤 再生锁模光纤激光器 
中国激光
2006, 33(6): 756
作者单位
摘要
1 杭州电子科技大学通信工程学院光纤通信网实验室, 浙江 杭州 310018
2 四川大学物理科学与技术学院, 四川 成都 610064
利用一组耦合方程,在理论上推导出了双抽运、三段光纤级联结构的参量放大器的增益表达式。研究表明在双抽运情况下,光纤参量放大器(FOPA)的增益随光纤长度、抽运光功率的增加而变大;同时,增益的大小和平坦性能也受到光纤色散特性的影响,从反常色散区到正常色散区,增益带宽逐渐变小,增益不平坦性有一定的改善;在二阶色散系数不变的情况下,光纤参量放大器增益带宽随四阶色散数的增加而减小。采用多段光纤级联结构,可以均衡光纤参量放大器增益的不平坦性。
光纤光学 光纤参量放大器 参量增益 四阶色散 高非线性光纤 
中国激光
2006, 33(6): 760
作者单位
摘要
1 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
3 南京理工大学理学院, 江苏 南京 210094
用有限元方法数值模拟了脉冲线源激光作用于厚铝管时产生的温升以及由此温升而产生的表面声波的情况,得到了逆时针向探测点和波源之间角度从φ=5°到φ=180°范围内一系列表面法向位移的时域波形,并对相同厚度不同外径的铝管的表面波进行对比。数值结果表明表面声波中显著的波为掠面纵波、头波和瑞利波,第一个瑞利波脉冲的极性在传播过程中发生了倒转现象,逆时针向看探测点离波源的角度φ,当φ较小时瑞利波脉冲是单极性的(负的),随着角度的增大,瑞利波脉冲逐渐变为双极性的,且双极性中正向极性逐渐增大,到φ=90°时变为完全双极性(正向和负向对称)。随着角度的进一步增加,双极性中负向极性逐渐减小,到φ=180°时瑞利波脉冲又变为单极性(正的)。不考虑衍射效应时,圆管中第一个瑞利波脉冲的极性和试样的尺寸无关,仅和探测点离波源的角度相关。
激光光学 脉冲线源激光 瑞利波极性 有限元方法 圆管 
中国激光
2006, 33(6): 765
作者单位
摘要
中国科学院半导体研究所, 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
利用平面波法分析了由介电常数为13和1的两种介质分别构成圆形柱和背景组成的三角晶格、蜂巢状晶格和正方晶格,波矢偏离周期性平面对它们能带分布及应用的影响。波矢偏离周期性平面分量增加,对色散曲线的影响表现在:波矢在周期性平面内形成的带隙逐渐减小,甚至消失;低频端出现不存在模式区域,并且该区域逐渐变宽;出现新的简并能级,原有的简并能级简并解除或消失;能带趋于平坦化;易于在低阶能带间形成绝对带隙等。波矢偏离周期性平面时,对三种晶格形成带隙情况分析得到:三角晶格和蜂巢状晶格形成的绝对带隙比正方晶格形成的绝对带隙宽,能更有效地减小发生自发发射的概率;三角晶格绝对带隙的宽度在泄漏模区域比蜂巢状晶格要宽,所以三角晶格比蜂巢状晶格更适合用作反射镜等。
光电子学 光子晶体 光子带隙 平面波法 
中国激光
2006, 33(6): 770
王健 1,2,*余重秀 1
作者单位
摘要
1 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
2 北京交通大学理学院, 北京 100044
在基于微结构光纤(MOFs)的非线性装置中,光纤的非线性系数是一个很重要的参数,它受包层空气孔不均匀性的影响。用全矢量有限元法和误差理论分析了包层空气孔孔径的不均匀性对六角形高非线性微结构光纤非线性系数的影响。通过计算,得到了这种光纤HEx11和HEy11模的非线性系数与每个空气孔孔径之间的关系,从而进一步得到了非线性系数的标准差与包层空气孔孔径标准差之间的关系。这样,在已知孔径的标准差时,很容易得到非线性系数的标准差。当孔径标准差与孔径设计值的比为5%时,HEx11和HEy11模非线性系数标准差与均匀孔径情况下非线性系数值的比分别为2.55%和3.06%。
光通信 微结构光纤 有限元法 非线性系数 标准差 
中国激光
2006, 33(6): 775
作者单位
摘要
深圳大学新技术研究中心, 广东 深圳 518060
设计并实现了单用户、数据速率2.5 Gbit/s的码位重叠快跳频光码分多址(SO-FFH OCDMA)实验系统。采用波长数为7和码长为4的单重合码,在数据速率2.5 Gbit/s时设计和制作了基于光纤布拉格光栅(FBG)的光编码/解码器,并测试了光编码器和光解码器的频谱图。脉冲发生器产生2.5 Gbit/s的非归零(NRZ)脉冲信号,外调制放大自发辐射(ASE)宽带光源后,通过光环行器进入光编码器进行光信号的扩频编码。编码后的光信号经掺铒光纤放大器(EDFA)放大后,输入到光解码器进行扩频解码,并通过2.5 Gbit/s接收模块转换为电信号。从解码信号的波形看,在用户数据速率为2.5 Gbit/s时,该系统能够正确解码用户的数据信息。实验结果表明,相对于传统的快跳频光码分多址系统,码位重叠快跳频光码分多址可大大提高用户的数据速率。
光通信 快跳频光码分多址 光纤光栅 单重合码 
中国激光
2006, 33(6): 779
作者单位
摘要
电子科技大学物理电子学院, 四川 成都 610054
在无线光通信系统中采用光码分多址(OCDMA)技术,可以充分利用其丰富带宽,提高系统性能。考虑背景光噪声、探测器噪声、多用户干扰和大气闪烁等影响因素,给出了二维无线光码分多址(2D-WOCDMA)系统模型,在该模型中采用了脉冲位置调制(PPM)和光纤布拉格光栅(FBG)编解码器。通过数值分析,详细讨论了该无线光通信系统的性能。结果表明,大气闪烁是影响二维无线光码分多址通信系统性能的重要因素,当其对数方差较大时,系统难以实现通信,需要采用诸如多用户检测、信道编码及阵列接收等技术提高系统的性能;二维无线光码分多址通信系统适合采用1550 nm波段;该通信系统还受背景光、雪崩光电二极管(APD)增益和调制消光比等因素的影响。
光通信 光码分多址 大气闪烁 脉冲位置调制 
中国激光
2006, 33(6): 783
张文涛 1,2,*
作者单位
摘要
1 同济大学物理系, 上海 200092
2 桂林电子工业学院电子工程系, 广西 桂林 541004
在空间光通信跟踪、瞄准和捕获(APT)系统中,探测终端的位置分辨率对整个通信系统的性能起着巨大的影响,为了使终端探测器的分辨率达到系统的要求,进一步提高跟踪、瞄准和捕获系统的性能,提出了一种新的提高探测器CCD分辨率的方法,即多次采样处理。通过将两次采样的数据进行叠加处理,然后利用软件进行控制,可使CCD的位置分辨率提高到亚像素的精度。模拟结果表明,利用该多次采样处理可以将CCD的位置分辨率提高到1/2像素,1/4像素或更高的精度。同时该方法还可以抵消诸如散粒噪声、暗电流噪流起伏等噪声,从而使信噪比得到提高。
光通信 多次采样 亚像素 跟踪、瞄准和捕获 
中国激光
2006, 33(6): 788
作者单位
摘要
中国科学技术大学电子工程与信息科学系光纤实验室, 安徽 合肥 230026
激光型光纤电流传感器输出的读数是频率之差。首先从理论上分析了无外加电流时频差在零频附近的漂动,分析了法拉第旋转镜(FRM)旋转角偏离90°引起的频率零漂,并指出这是零漂随温度变化的主要原因,提出了克服零漂的具体措施。实验证明了上述分析的正确性和这些措施的有效性,使这种光纤电流传感器在实用化道路上前进了关键的一步。
光电子学 零漂 法拉第旋转镜 光纤电流传感器 激光器 
中国激光
2006, 33(6): 791
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
提出了相位图去包裹的一种新的综合方法。首先建立了一个消除局部不连续点的模型,利用此模型可有效地消除包裹相位图中的不连续点,同时不会影响到其他正常点;在此基础上进行多方向去包裹运算,然后求其平均值,从而达到与路径无关的目的。给出了具体算法,并通过数值模拟和实验验证了该方法的有效性和可行性。结果表明,这种方法既具有很强的抗噪声能力,又能很好地处理较大面积的欠采样区域,并且具有较高的稳定性和处理效率。
全息 相位图去包裹 不连续点 路径无关 干涉测量 
中国激光
2006, 33(6): 795
作者单位
摘要
苏州大学信息光学工程研究所, 江苏 苏州 215006
为了检测全息光栅掩模槽形,运用严格耦合波理论(RCWT)分析镀铬基片光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线与槽形参量的关系。测量了400~700 nm波长范围内60°入射角条件下的镀铬基片全息光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线。将实验曲线与不同槽形参数对应理论曲线相减、求标准差进行匹配,标准差最小者为匹配结果,从而找到被测掩模的槽深和占宽比(光栅齿宽占光栅周期的百分比)。结果表明,该方法图形匹配速度快,误差容限大,匹配结果与电镜结果相符。对于要求同时检测矩形或接近矩形槽形的全息光刻胶光栅掩模的槽深和占宽比,该方法完全适用。
衍射与光栅 全息光栅掩模 光谱检测 槽深 占宽比 
中国激光
2006, 33(6): 800
作者单位
摘要
武汉大学物理科学与技术学院, 湖北 武汉 430072
利用严格耦合波理论(RCWA)计算了一维金属亚波长光栅刚好出现一级衍射透射波时的周期/波长比(临界周期点),并利用最小二乘法拟合出临界周期点随光栅基底折射率的变化关系,即y=1/x。为了验证该规律的正确性,选取不同的金属材料、占空比、金属厚度、光栅周期、入射光偏振态进行计算分析。结果表明,对于一维亚波长金属光栅,一级衍射的出现都满足临界周期点的变化规律,并且与入射光的偏振态及波长无关,从而为设计一维金属亚波长光栅提供了仅存在零级衍射的条件。
衍射与光栅 严格耦合波理论 临界周期点 一维金属亚波长光栅 
中国激光
2006, 33(6): 805
作者单位
摘要
华侨大学信息科学与工程学院, 福建 泉州 362021
在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相法的基础上, 分析了轴棱锥非圆对称加工误差对其所产生的零阶贝塞耳光束(J0光束)质量的影响, 对CCD拍摄的贝塞耳光斑图样进行了数值模拟。计算结果指出,当轴棱锥的截面为圆对称的理想加工时, 轴棱锥产生的光场分布为近似理想的零阶贝塞耳光。当存在非圆对称加工误差, 且截面为椭圆形时, 衍射光斑将偏离J0光. 随着椭圆半长短轴之差的增大, 偏离程度增大。实验结果和理论模拟吻合得很好。
激光光学 轴棱锥 贝塞耳光束 非圆对称加工误差 光束质量 
中国激光
2006, 33(6): 809
作者单位
摘要
浙江大学信息与电子工程系, 浙江 杭州 310027
谐振式光纤陀螺(R-FOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器。信号检测技术和系统中存在的各种噪声对系统的检测精度有着重要的影响。基于调相谱检测技术的谐振式光纤陀螺系统中,除顺时针(CW)和逆时针(CCW)光路传播的光强不均匀会引入非互易相位差,使系统出现零漂外,顺时针和逆时针光路的调制系数也会引入系统零漂。光克尔效应引入的系统零漂与系统的真实旋转在测量时是无法区分的,因此成为主要的噪声之一。通过光波场叠加原理,推导得到调相谱检测方案下的谐振式光纤陀螺系统中,光克尔效应引起的系统零漂的解析表达式。依据光克尔效应产生的零漂不随陀螺转速的改变而变化,利用简单的开环系统,对光克尔效应引入的陀螺零漂进行了测试。
光电子学 谐振式光纤陀螺 调相谱检测技术 光克尔效应 
中国激光
2006, 33(6): 814
作者单位
摘要
黑龙江大学物理科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
研究了一种基于激光干涉技术的瞬态热力学量测量方法,可用于测量由于光激发产生的瞬时反应热及反应体积。介绍了利用干涉技术测量化学反应热量及反应体积的基本原理。实验中以肌红蛋白(Mb)为研究对象,由于肌红蛋白受光激发后,会与CO发生化学反应,导致系统的热力学量发生变化,从而引起系统折射率的变化。折射率变化会引起干涉相位变化。通过测量相位变化,可以获得肌红蛋白受光激发后热力学量的变化信息。在273~301 K温度范围内进行了肌红蛋白与CO的反应实验,测量了肌红蛋白与CO在10-6~10-1 s窗口的化学反应。测得的反应热量与体积分别为80 kJ/mol和10 mL/mol。
测量 光热效应 热量仪 干涉仪 肌红蛋白 
中国激光
2006, 33(6): 819
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610041
2 汉诺威激光中心, 德国 汉诺威 30419
按照国际标准ISO 11551研制了用于测量光学薄膜微弱吸收的激光量热装置。典型情况下吸收测量灵敏度优于10-6,测量误差估计为10%左右。在1064 nm波长测量1 mm厚石英玻璃基板的绝对吸收为3.4×10-6,测量灵敏度达到1.5×10-7。测量了不同膜层设计、不同使用角度、不同镀膜技术镀制的全介质高反膜样品;使用离子束溅射(IBS)技术镀制的Ta2O5/SiO2多层0°反射镜的吸收仅为1.08×10-5,而使用离子束辅助沉积(IAD)技术镀制的HfO2/SiO2多层45°反射镜的吸收测量值为6.83×10-5。
测量技术 微弱吸收 激光量热法 光学薄膜 
中国激光
2006, 33(6): 823
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
采用电子束蒸发沉积方法在BK7玻璃基底和熔融石英基底上沉积了HfO2薄膜,研究了不同沉积温度下的应力变化规律。利用ZYGO干涉仪测量了基片镀膜前后曲率半径的变化,计算了薄膜应力。结果发现在所考察的实验条件下HfO2薄膜的残余应力均为张应力,应力值随沉积温度的升高先增大后减小。两种基底上薄膜的残余应力的主要产生机制不同。对于BK7玻璃基底HfO2薄膜的残余应力起决定作用的是内应力,熔融石英基底上HfO2薄膜的残余应力在较低沉积温度下制备的薄膜起决定作用的是热应力,在沉积温度进一步升高后内应力开始起决定作用。通过对样品的X射线衍射(XRD)测试,发现在所考察的温度范围内,HfO2薄膜的结构发生了晶态转换,这一结构转变与薄膜残余应力的变化相对应。两种基底上薄膜微结构的演变及基底性能差异是两种基底上薄膜应力不同的主要原因。
薄膜 HfO2薄膜 残余应力 沉积温度 基底 电子束蒸发 
中国激光
2006, 33(6): 827
作者单位
摘要
1 华中科技大学激光技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 江汉大学物理与信息工程学院, 湖北 武汉 430056
在钛酸铋(Bi4Ti3O12)薄膜的制备过程中容易获得晶粒c轴垂直于基片表面的薄膜,而压电和铁电存储器主要利用a轴的自发极化分量,因而制备a轴择优取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜具有特别的意义。采用飞秒脉冲激光作用在钛酸铋陶瓷靶上,采用Si(111)作为衬底,制备了a轴择优取向的钛酸铋薄膜。采用X射线衍射(XRD)的薄膜附件和场发射扫描电镜(FSEM)研究了薄膜的结构和形貌;采用傅里叶红外光谱仪测量了室温(20 ℃)下在石英基片上沉积的样品的光学特性;室温下沉积的钛酸铋薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均大小为20 nm,其光学禁带宽度约为1.0 eV。在500 ℃沉积的钛酸铋薄膜呈a轴择优取向,晶粒大小在30~300 nm之间,薄膜的剩余极化强度Pr为15 μC/cm2,矫顽力Er为48 kV/cm。
薄膜 铁电薄膜 钛酸铋 脉冲激光沉积法 飞秒 
中国激光
2006, 33(6): 832
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
采用电子束蒸发沉积技术制备了平板偏振膜。用Lambda900分光光度计测试了其光学性能。在中心波长1053 nm处P偏振光的透过率TP>98%,S偏振光的透过率TS<0.5%,消光比TP/TS>200:1,带宽约为20 nm。用波长1064 nm,脉宽12 ns的脉冲激光进行损伤阈值测试,获得P偏振光的损伤阈值为17.2 J/cm2,S偏振光的损伤阈值为19.6 J/cm2。用Nomarski显微镜对薄膜的损伤形貌进行观察,并用Alpha-500型台阶仪对损伤深度进行测试。结果表明, P偏振光的激光损伤为界面损伤与缺陷损伤,而S偏振光的激光损伤主要是驻波电场引起的界面损伤,界面损伤发生在偏振膜表面第一层与第二层界面处,缺陷损伤发生在偏振膜内部。
薄膜 平板偏振膜 损伤阈值 电子束蒸发 
中国激光
2006, 33(6): 837
作者单位
摘要
中国科学院力学研究所, 北京 100080
激光活塞热负荷模拟实验需将高斯光束调制成按特定光强分布的多个同心光环,为此提出了基于有限元(FE)分析的激光热负荷光强分布反求设计思想。应用最初设计的整形器对有限元模型进行校核,在合理的范围内调整边界条件参数和活塞材料热物性参数,使模拟结果与实验结果吻合;对于校核后的有限元模型,通过调整光强分布和加载条件以接近目标温度场,从而获得整形器优化设计方案。基于上述方法可实现由目标温度场反求设计出光场分布。研究表明,采用数值模拟方法进行研究,可大幅度缩短整形器设计周期、降低设计费用,并起到虚拟实验的作用,从而提高了热负荷实验的可控性和可预见性。
激光技术 热负荷 有限元 激光光束整形 
中国激光
2006, 33(6): 842
作者单位
摘要
上海交通大学机械与动力工程学院, 上海 200030
有限元分析(FEM)是预测激光冲击强化处理(LSP)后材料的残余应力场、合理优化冲击参数非常有效的方法。通过对材料冲击响应过程的分析,建立了激光冲击强化处理的有限元分析模型,实现了激光冲击强化处理残余应力场的数值仿真。根据显式分析得到的材料内部各种能量变化过程,结合应力波理论,验证显式分析过程的正确性,提出显式分析求解时间的选择方法;分析了单次和多次冲击下材料内部的残余应力场分布,分析结果与实验结果非常接近。数值分析结果表明,表面残余应力在冲击区域内分布比较均匀,表层的残余应力梯度较小;多次重复冲击后,材料的残余压应力明显增加,残余压应力影响深度也显著加深;随着冲击次数的增加,材料的残余应力场趋于饱和。
激光技术 激光冲击强化处理 有限元分析 残余应力 
中国激光
2006, 33(6): 846
作者单位
摘要
1 华南师范大学激光生命科学研究所, 广东 广州 510631
2 中山大学第一附属医院心胸外科, 广东 广州 510080
3 广东药学院临床医学系外科, 广东 广州 510224
研究了人肝的病变及热凝固的肝组织对532 nm和1064 nm激光的光学特性的变化。实验采用双积分球测量系统以及运用生物组织的反向倍增(IAD)光学模型。结果表明,正常肝组织对532 nm和1064 nm的吸收系数显著地较肝肿瘤组织要大;正常肝和肝肿瘤组织热凝固后对532 nm的吸收系数都显著地增大,正常肝组织热凝固后对1064 nm的吸收系数显著减小。而肝肿瘤组织热凝固后对1064 nm的吸收系数却显著地增大。正常肝组织对532 nm和1064 nm的散射系数都显著地较肝肿瘤组织要小,正常肝和肝肿瘤组织热凝固后散射系数都显著地增大。正常肝组织对532 nm和1064 nm的各向异性因子都明显地较肝肿瘤组织要大,正常肝和肝肿瘤组织热凝固后其各向异性因子都明显地减小。
医用光学与生物技术 组织光学 光学特性 人肝组织 KTP/YAG激光 病变 热凝固 
中国激光
2006, 33(6): 852
作者单位
摘要
1 北京理工大学自动控制系 北京 100081
2 解放军总医院激光科 北京 100853
为了研究光动力治疗(PDT)中各个因素作用的规律,帮助临床采取有效的治疗方案,针对鲜红斑痣(PWS)组织特性,将光动力治疗中组织光分布、单线态氧产生、光敏剂漂白过程和光敏剂扩散过程结合起来,建立适合于光动力治疗鲜红斑痣病变的系统模型。利用建立的模型,对临床中出现的第二光斑治疗效果差的问题进行仿真研究,发现影响其治疗效果的因素,并通过仿真实验提出改进其治疗效果的新方案。通过临床实验,证明了新方案的有效性和模型的有效性。研究结果说明,针对特定的病例条件建立仿真模型,通过仿真实验可以为临床和理论研究提供一种有效的分析方法。
医用光学和生物技术 光动力治疗 数学建模 鲜红斑痣 
中国激光
2006, 33(6): 857
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 300072
2 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
中国激光
2006, 33(6): 863
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
3 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
中国激光
2006, 33(6): 864