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 2007, 34(9)

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中国激光 第34卷 第9期

作者单位
摘要
上海激光等离子体研究所, 上海 201800
为了获得拍瓦激光系统需要的大口径高破坏阈值光栅压缩器,用多块电介质膜光栅进行拼接是解决问题的有效方法。旋转偏差需要控制在1 μrad内,才能避免拼接误差带来的时空特性影响,因此利用零级光和一级衍射光对旋转偏差进行独立监测,采用二次曲线拟合法对干涉条纹中心位置进行高精度测量,测量精度可达0.1 pixel,检测到旋转偏差约0.5 μrad;高精度的要求受调节机构和环境的限制,需实时监测调节来保持光栅姿态,将偏转量反馈给光栅调节装置保持拼接子光栅的位置,可长时间保持在0.5 μrad偏差内。实验结果表明,光栅拼接旋转偏差实时监测调节能满足拼接高精度和长时间稳定的要求。
激光技术 大口径光栅 拼接光栅 实时调节 
中国激光
2007, 34(9): 105
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 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
研究了国产Yb:YAG陶瓷的激光输出特性。激光器采用激光二极管(LD)纵向同轴抽运Yb:YAG陶瓷样品,样品的掺杂原子数分数为1%,一端面镀940 nm和1030 nm双增透膜,另一端面镀1030 nm增透膜,激光器在1031 nm处获得了近红外激光输出。实验中分别测试了Yb:YAG陶瓷在不同输出透射率(T=4%,8%,10%)条件下的激光输出特性。整个实验过程中,激光器维持基横模运转。当输出透射率为10%,吸收的抽运功率为9 W时,激光器获得最大的激光输出功率为1.63 W,相应的斜率效率为23.2%。
激光器 陶瓷激光器 端面抽运 Yb:YAG陶瓷 
中国激光
2007, 34(9): 1171
作者单位
摘要
1 华南师范大学信息光电子科技学院光子信息技术广东省重点实验室, 广东 广州 510006
2 华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
用性能稳定的976 nm激光二极管(LD)作为抽运光源,利用非线性偏振旋转(NPR)作为可饱和吸收体,实现了环形腔结构的被动锁模掺Er3+光纤激光器。在抽运功率为57 mW时,通过调节与波长无关的全光纤在线偏振控制器,获得了谱线宽度为40.8 nm,中心波长1544.0 nm,脉冲宽度为78 fs的稳定飞秒脉冲激光,其重复频率为11.18 MHz,平均输出光功率为5.4 mW,单个脉冲能量为0.5 nJ,峰值功率为6200 W。
激光器 光纤激光器 飞秒脉冲 被动锁模 环形腔 
中国激光
2007, 34(9): 1174
作者单位
摘要
华北光电研究所固体激光技术国家重点实验室, 北京 100015
报道了采用双抽运头串联的对称直通腔结构及KTP晶体腔内倍频实现高功率红光激光输出的实验结果。在激光二极管(LD)抽运功率为1250 W,声光Q开关工作重复频率为10 kHz条件下,获得平均功率为83 W,波长为659.5 nm的红光激光输出,光-光转换效率为6.7%,斜率效率为17%。激光器采用平-平腔结构,每个抽运头使用了一个连续运转的高功率激光二极管侧面抽运组件,组件内由35只20 W的激光二极管呈五边形阵列分布抽运一根Nd:YAG圆棒。采用镜片镀膜的方法使Nd:YAG工作在1319 nm波长,经腔内倍频得到单一波长659.5 nm红光输出,并对该激光器的基频及倍频输出特性进行了实验研究。
激光器 全固态激光器 659.5 nm红光激光器 双抽运头 对称直通腔 腔内倍频 
中国激光
2007, 34(9): 1178
夏伟 1,2,*马德营 1王翎 1李树强 1,2[ ... ]徐现刚 1,2
作者单位
摘要
1 山东大学信息科学与工程学院晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
2 山东华光光电子有限公司, 山东 济南 250101
利用石英闭管法对金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长的应变量子阱(MQW)650 nm AlGaInP/GaInP材料进行选择区域扩Zn,使扩Zn区域的光致发光(PL)谱的峰值蓝移达175 meV,形成对650 nm波长激光器的高透腔面,有益于减少激光器腔面光吸收,增加了激光器退化的光学灾变损伤(COD)阈值。后工艺制作出条宽100 μm,腔长1 mm的增益导引激光器,实现了红光半导体激光器的大功率输出。激光器阈值电流为382 mA,在2.28 A工作电流时达到光学灾变损伤阈值,最大连续输出光功率1.55 W,外微分量子效率达到0.82 W/A。
激光器 红光半导体激光器 大功率 高透腔面 
中国激光
2007, 34(9): 1182
王云飞 1,2,*吴谨 1刘世明 1汪训忠 1,2[ ... ]卢远添 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100080
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
采用光栅谐振腔,对一台基于Pulser/sustainer技术的紫外预电离长脉冲TE CO2激光器的调谐特性进行了实验研究。在增益体积为1.17 L,激光混合气体体积比V(CO2):V(N2):V(He)=1:5:19,工作气压为30 kPa条件下,实验测量了75条激光谱线的输出脉冲能量和脉冲宽度(半高全宽,FWHM),结果表明,相同的激励条件下,不同的激光波长,激光输出脉冲宽度有所不同。通过仔细观察比较四条主要谱线(9R(20),9P(20),10R(20),10P(20))的激光输出脉冲波形随放电电压、放电脉宽以及气体成分配比等的变化情况,说明基于pulser/sustainer技术激励的长脉冲可调谐TE CO2激光器的激光输出脉冲宽度随调谐波长的不同而变化。简单实验分析表明,谱线增益的变化可能是引起谱线输出脉冲宽度不同的主要原因。
激光技术 长脉冲TE CO2激光器 Pulser/sustainer技术 紫外预电离 可调谐 脉冲宽度 
中国激光
2007, 34(9): 1185
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
为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调Q Nd:YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出。实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%。当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发散角为1 mrad。
激光技术 Nd:YAG激光器 热退偏补偿 电光调Q 热致双折射 
中国激光
2007, 34(9): 1190
张铁犁 1,2,3,*姚建铨 1,2,3王鹏 1,2,3朱雪玉 1,2,3[ ... ]张百钢 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, 天津 300072
2 教育部光电信息技术科学重点实验室, 天津 300072
3 南开大学、天津大学联合研究院, 天津 300072
采用808 nm光纤耦合输出激光二极管(FCLD)单端端面抽运Nd:YVO4晶体,采用四镜折叠环行腔,在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转以抑制空间烧孔效应,并在腔内加入标准具,最终实现连续单频1064 nm激光输出。在24.6 W抽运功率时,最高输出功率达到9 W,光-光转换效率为36.6%,M2因子约为1.14,频率漂移约200 MHz。
激光器 单频 环行腔 Nd:YVO4晶体 
中国激光
2007, 34(9): 1194
作者单位
摘要
华东师范大学物理系精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
介绍了一种新的双纵模激光稳频技术:基于激光频率与纵模频率间隔的对应关系,通过精密锁相控制技术将两相邻纵模的拍频频率锁定在射频频率标准上,以控制激光谐振腔腔长,实现锁定激光频率的目的。理论分析表明,激光频率稳定度与两相邻纵模拍频频率的稳定度相同;实验上以射频频率标准为参考,精密锁定了He-Ne激光两相邻纵模的拍频频率及激光频率,且对采用该技术稳频的两套He-Ne激光系统进行了比对。实验结果表明,激光频率的稳定度为5×10-10(1 s积分时间),5×10-11(100 s积分时间)。
激光技术 稳频激光 精密控制 纵模频率间隔 
中国激光
2007, 34(9): 1198
作者单位
摘要
1 北京工业大学光电子技术实验室, 北京 100022
2 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
针对量子阱半导体激光器建立了内部的热源分布模型,利用有限元方法模拟计算得到了条形量子阱半导体激光器的三维稳态温度分布,分析了芯片与热沉间的焊料空隙对芯片内部稳态温度分布的影响。模拟结果表明焊料空隙的位置和尺寸都将影响到芯片内部的温度分布,焊料空隙的存在将导致空隙上方的芯片内部出现局部热点。随着焊料空隙的增大,芯片内热点区域增大,温度增高。位于芯片的条形电极中心下方的焊料空隙引起的芯片内部局部温升最大,并且沿腔长方向光出射腔面上温度相对较高,易引起光出射腔面上正反馈的电热烧毁,与实验结果吻合。
激光技术 半导体激光器 三维温度分布 焊料空隙 
中国激光
2007, 34(9): 1203
任广军 1,2,3,*姚建铨 1,2,3王鹏 1,2,3张强 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, 天津 300072
2 天津大学光电信息科学技术教育部重点实验室, 天津 300072
3 南开大学、天津大学联合研究院, 天津 300072
从耦合波方程出发,对掺钕光纤激光器输出功率沿光纤的分布进行了数值模拟,并对掺钕光纤激光器所需要光纤的最佳长度进行了分析。以808 nm半导体激光器为抽运源,掺钕双包层保偏光纤为增益介质,使用对808 nm高透,1060 nm高反的二色镜和垂直切割的光纤端面(4%的菲涅耳反射)构成法布里-珀罗(F-P)光学谐振腔,对保偏光纤激光器进行了实验研究。实验中测量了掺钕光纤的荧光光谱,并就不同抽运电流对激光器输出功率和偏振特性进行了研究,在波长1060 nm处得到了7.5 W的激光输出,斜率效率为56%。
激光技术 光纤激光器 掺钕保偏光纤 偏振 
中国激光
2007, 34(9): 1208
汪莎 1,*陈军 1童立新 2高清松 2[ ... ]唐淳 2
作者单位
摘要
1 浙江大学光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
提出一种使用熔石英棒和光纤构成的新型复合型相位共轭装置,并在实验中得以实现。这种组合将具有高的激光损伤阈值的大直径熔石英棒和具有较低的受激布里渊散射(SBS)阈值的光纤结合在一起,构成了振荡-放大形式的双池式受激布里渊散射结构,使得从光纤受激布里渊散射反射的斯托克斯光注入到熔石英介质中形成了强迫受激布里渊散射过程。在这种机制下,该复合型相位共轭镜较之单块熔石英棒、单根光纤或组合芯径光纤这三种形式的相位共轭镜,具有更低的受激布里渊散射阈值和更高的受激布里渊散射反射率, 而且可以在较高的输入功率下运行。实验中将其用于高重复频率高功率的激光二极管(LD)抽运激光主振荡放大(MOPA)系统中,在100 Hz重复频率下获得了42.05%的反射率,并且获得了很好的光束质量,光束质量因子M2值从输入光束的3减少到1.6,反射光斑稳定。在400 Hz下光束质量因子M2值达到1.7。
激光技术 复合型相位共轭镜 受激布里渊散射 光束质量 熔石英 光纤 
中国激光
2007, 34(9): 1212
作者单位
摘要
1 上海交通大学机械与动力工程学院, 上海 200240
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
为了对激光谐振腔进行优化设计,运用光学传输矩阵理论,借助V型折叠腔激光器的等效简化模型对该激光腔的稳定性进行了研究。分析了腔长、折叠镜焦距、反射镜曲率半径与系统稳定性的关系,得到以失调量为参数的稳区临界曲线方程,实现了三镜折叠腔型CO2斩光盘式调Q脉冲输出激光器的设计。分析结果表明,对于子腔预先给定的参量,只要另一子腔满足适当的失调量,整个谐振腔就是稳定的。任一子腔内有二个稳定区而非以往研究者提出的一个稳定区,可根据需要选取最佳的稳定点。采用失调量而非g因子作为参数,直接给出稳定区范围和失调误差,使用性好。
激光技术 稳定性 失调量 V型折叠腔 
中国激光
2007, 34(9): 1217
作者单位
摘要
1 中国石油大学物理科学与技术学院, 山东 东营 257061
2 中国石油大学数理系, 北京 102249
3 山东大学物理与微电子学院, 山东 济南 250100
使用基于从头计算平面波赝势法的CASTEP量化软件计算了铌酸锂(LiNbO3)晶体的电子能带结构和线性光学系数,采用耦合微扰方法(CPHF)计算了铌酸锂晶体的非线性光学系数。折射率和倍频系数的计算结果与实验结果基本符合,计算表明铌酸锂晶体中Nb原子的4d轨道电子态和O原子的2p轨道电子态发生了明显杂化。通过分析铌酸锂晶体的价带顶和导带底电子态密度的组成特点可知这些轨道电子态的杂化是其非线性光学效应的主要来源,同时计算还表明铌酸锂晶体中Li-O键具有明显的共价键性。
非线性光学 电子结构 从头计算 倍频系数 铌酸锂晶体 
中国激光
2007, 34(9): 1227
作者单位
摘要
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
染料激光器由于不同的抽运方式,在出光效率和最佳输出耦合率等参数上有很大的不同。根据速率方程理论,分析了铜蒸气激光器(CVL)511 nm横向抽运染料罗丹明6G(Rh6G)激光振荡器的光-光转换效率问题。得出染料对激光的自吸收损耗效应是造成横向抽运和纵向抽运两种方式光-光转换效率与输出耦合率差异的主要原因。对不同的染料Rh6G浓度和不同的输出耦合镜反射率进行横向抽运实验,得到8.2%的最高光-光转换效率。实验结果显示横向抽运时较低的Rh6G浓度可以降低染料自吸收效应对出光效率的影响。同时,最佳输出耦合镜的反射率比纵向抽运时小。
激光技术 横向抽运 速率方程理论 光-光转换效率 
中国激光
2007, 34(9): 1232
作者单位
摘要
新疆大学物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
利用激光吸收和荧光方法,测量了Cs(6P)态与He碰撞的精细结构转移和碰撞猝灭截面。Cs原子被激光激发到6P3/2态,将与抽运激光束反向平行的检测激光束调到6PJ→8S1/2的跃迁,测量6PJ激发态的密度及空间分布,由此计算了6PJ→6S的有效辐射率。T=337 K,He密度N在0.5×1018~4×1018 cm-3范围内测量了6P1/2→6S1/2(895 nm)发射的敏化荧光强度I895。N/I895与N有抛物线型的关系,表明6PJ的猝灭是由于与He原子的碰撞产生的,而不是由与Cs基态原子碰撞产生的。由最小二乘法确定的二次多项式的系数得到6P态与He碰撞精细结构转移截面σ3/2→1/2=(1.46±0.51)×10-19 cm2,猝灭截面σD=(2.28±0.80)×10-18 cm2。
激光物理 激光光谱 碰撞能量转移 荧光 截面  氦气 
中国激光
2007, 34(9): 1237
作者单位
摘要
1 天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室,光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源。将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲。由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲。
光纤通信 超低抖动光脉冲 光脉冲压缩 直调激光器 相位调制 色散补偿光纤 
中国激光
2007, 34(9): 1241
作者单位
摘要
1 海军工程大学导航工程系, 湖北 武汉 430033
2 海军航空工程学院电子信息工程系, 山东 烟台 264001
数字脉冲间隔调制(DPIM)的符号长度变化不固定,因而分析该调制方式在Turbo码编码下的差错性能存在困难。在建立分析模型和推导差错率的基础上,在弱湍流信道条件下仿真分析了Turbo码编码前后的系统差错性能,同时与高斯信道条件下的系统差错性能进行了比较。仿真分析结果表明,弱湍流信道条件下的系统差错性能不如高斯信道条件下的系统差错性能,但在两种信道条件下,引入Turbo码编码技术均可获得3~6 dB的编码增益,能够有效改善系统的差错性能,具有良好的**应用价值。
光通信 无线光通信 Turbo码 湍流 误码率 
中国激光
2007, 34(9): 1245
作者单位
摘要
西南大学物理学院, 重庆 400715
基于耦合模理论,利用逆向递推传输矩阵方法,数值研究了光纤光栅透射输出端面存在反射时λ/4相移光栅的开关特性,以及啁啾的引入对其开关性能的影响。研究结果表明:对于反射相干叠加加强,可使λ/4相移光栅的阈值开关能量得到降低,但开关对比度将下降;在λ/4相移光纤光栅中引入负啁啾,能使开关对比度得到较大的提高,但双稳阈值开启能量会增加;引入正啁啾,可进一步降低开关阈值,但开关对比度会下降;啁啾的引入将对λ/4相移光栅的双稳环宽度产生较大影响。
光纤光学 光纤光栅 λ/4相移 双稳 啁啾 
中国激光
2007, 34(9): 1250
作者单位
摘要
1 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
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
提出一种基于正切关系和相位调制技术的动态小角度测量方法。使用双棱镜组成干涉测量臂引导两束平行光至分束棱镜处干涉,通过提取携带被测信息的干涉信号的相位实现动态的小角度测量。由于采用位置探测器(PSD)对测量臂中两平行光束的间距进行测量,简化了测量方程,消除了装置中双棱镜必须对称放置的要求。通过正弦地改变半导体激光器的注入电流在时域内实现对干涉信号的相位调制,形成准外差干涉测量模式,提高了光程差的测量精度。实验验证了该方法的可行性,并讨论了影响小角度测量精度的误差因素。研究结果表明,基于该方法的动态小角度的重复测量精度可达到10-8 rad数量级。
测量 干涉 直角棱镜 相位调制 
中国激光
2007, 34(9): 1255
作者单位
摘要
1 成都精密光学工程研究中心, 四川 成都 610041
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
3 四川大学物理系, 四川 成都 610064
针对惯性约束聚变(ICF)等离子体诊断系统中对长焦深光学元件的要求,采用非线性相位拟合法设计了一块孔径150 mm,焦距450 mm,焦深5 mm的长焦深球面透镜。为了验证该方法的可行性和正确性,制作了一块与设计等F数(通光孔径为80 mm,焦距为240 mm)的长焦深透镜,并且测量了平行光经过该透镜后的轴上和横向光强分布。理论和实验结果都表明,采用非线性相位拟合法设计的长焦深透镜可以获得长焦深、小焦斑、小旁瓣的聚焦光束,可以满足诊断系统对长焦深元件的要求。
光学设计与制造 长焦深 非线性相位拟合 球面透镜 激光等离子体诊断 惯性约束聚变 
中国激光
2007, 34(9): 1260
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
采用有机/无机混合溶胶-凝胶法制作条形光波导,并将条波导接入光纤Sagnac 环中,测量了输出光功率随环境气氛中乙醇蒸气体积分数变化的特性,表明在实验研究的范围内,输出信号与乙醇蒸气体积分数呈正弦变化。根据Sagnac环结构输出特性的基本关系,反映了溶胶-凝胶条波导在乙醇蒸气气氛下产生了双折射效应。观察到双折射相移与乙醇体积分数的亚线性关系。对实验数据拟合,计算了偏振相移的线性项和二次项系数,得到所制备的条波导的双折射对乙醇体积分数的响应为Δn≈4.4×10-2。测量了信号变化的时间演变特性,典型的上升和下降时间常数分别为3 min和12 min。
导波光学 传感 条波导 Sagnac环 溶胶-凝胶 
中国激光
2007, 34(9): 1263
作者单位
摘要
1 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
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
在激光二极管(LD)正弦相位调制(LD-SPM)干涉仪中,通过注入电流调制激光二极管波长的同时,光源输出的光强也被调制,成为测量误差的主要来源之一。提出一种新的消除激光二极管正弦相位调制干涉仪中光强调制影响的干涉仪,给出了具体的理论分析。该干涉仪采用全光纤结构,有效减小外界干扰对干涉测量的影响;采用容易实现的前置信号处理电路和实时相位检测器对干涉信号进行处理,消除了激光二极管光强调制产生的测量误差;同时实现了物体微小位移的高精度实时测量,测量的重复精度达到1 nm。实验结果与其他消除光强调制影响的方法测得的结果基本一致,验证了该方法的实用性。
测量 干涉仪 正弦相位调制 实时测量 
中国激光
2007, 34(9): 1267
作者单位
摘要
1 中国计量学院信息工程学院, 浙江 杭州 310018
2 上海理工大学光学与电子信息工程学院, 上海 200093
用遗传算法设计了多层光学膜。设计时只要事先确定最大层数, 算法就可自动优化选择合适的层数, 同样每层的镀膜材料及厚度也由算法自动优化选择。设计中采用了不同以往的评价函数。在LBO(LiB3O5)晶体上用两种评价函数设计了1064 nm,532 nm二倍频增透膜。前一种评价函数设计的增透膜在1064 nm和532 nm处的透射率分别达到99.98%和99.99%,后一种评价函数设计的增透膜在两处的透射率均达到100.00%。在K9玻璃上设计了可见光宽带增透膜,450 ~650 nm范围的宽带增透膜的透射率均超过99.91%,390~780 nm范围的宽带增透膜的透射率均超过99.30%。采用的评价函数对膜系结构的变化敏感时, 用遗传算法设计才有效。
薄膜 增透膜 遗传算法 二倍频 宽带 膜系设计 
中国激光
2007, 34(9): 1271
作者单位
摘要
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 山东体育学院体育运动学校, 山东 济南 250063
3 聊城大学材料科学与工程学院, 山东 聊城 252059
两端具有推拉电子基团的偶氮化合物中的N=N双键提供了优异的电子通道,有利于产生非线性光学效应,并且推拉电子基团对偶氮化合物的非线性光学特性有较大的影响。采用紫外可见吸收和二次谐波产生(SHG)技术研究了两种“推-拉”型偶氮苯分子Langmuir-Blodgett(LB)膜的光谱和二阶非线性光学特性。4-硝基-4′-氨基偶氮苯(NAA)和4-羧基-4′-氨基偶氮苯(CAA)分子在亚相表面可以形成稳定的单分子膜,并且能较好地转移到固体基板上形成LB多层膜;由于-NO2比-COOH具有更强的吸电子能力,电子在NAA分子内更容易转移,并形成较大分子偶极矩,分子具有更大的一阶超极化率。实验测得NAA和CAA的二阶非线性系数d33分别为40.8 pm/V和24.2 pm/V,一阶超极化率β分别为1.97×10-29 esu和1.17×10-29 esu,NAA分子的一阶超极化率约为CAA的1.7倍,实验与理论计算结果符合较好。
薄膜 LB膜 非线性光学特性 紫外可见吸收谱 二次谐波产生 偶氮苯 
中国激光
2007, 34(9): 1276
杨义发 1,2,3,*龙华 1,2杨光 1,2戴能利 1,2[ ... ]陆培祥 1,2
作者单位
摘要
1 华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光电子科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
3 湖北师范学院物理系, 湖北 黄石 435002
通过飞秒脉冲激光(50 fs,800 nm,1 kHz,2 mJ)沉积技术在n型Si(100)单晶基片上制备了ZnO薄膜。详细研究了基片温度变化以及退火处理对ZnO薄膜的结构、表面形貌及光学性质的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,不同温度下(20~350 ℃)生长的ZnO薄膜具有纤锌矿结构,并且呈c轴择优取向;当基片温度为80 ℃时,薄膜沿(002)晶面高度择优生长;当基片温度为500 ℃时薄膜沿(103)晶面择优生长,场发射扫描电子显微镜(FEEM)结果表明薄膜呈纳米晶结构,并观察到了ZnO的六方结构。进一步通过透射光谱的测量讨论了基片温度及退火处理对ZnO薄膜光学透射率的影响,结果表明退火后薄膜的透射率增大。
薄膜 ZnO薄膜 飞秒激光沉积 纳米晶结构 
中国激光
2007, 34(9): 1282
俞侃 1,2,*刘文 1,3黄德修 1,2黄华茂 1,2
作者单位
摘要
1 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光电子科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
3 武汉光迅科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性,通过改进间隔层膜系结构调整其等效折射率,可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片。倾斜入射时窄带滤光片透射光的S和P偏振分量的中心波长会随着入射角度的增大出现分离现象,产生较大的偏振相关损耗。分析了偏振分离现象出现的原因和其与滤光片等效折射率的关系,提出了消除偏振分离现象的方法。根据薄膜矩阵理论建立了分析模型并提出了一种该可调滤光片的设计方法,根据开发的程序优化设计并制备了一组用于100 GHz密集波分复用(DWDM)系统的低偏振相关损耗的四腔角度调谐窄带滤光片,实验结果证明其满足设计要求并有接近20 nm的可调范围。
薄膜 窄带滤光片 优化设计 倾斜入射 
中国激光
2007, 34(9): 1287
作者单位
摘要
哈尔滨理工大学材料科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对Ti6Al4V(TC4)合金表面激光重熔的NiCrBSi/TiN涂层稀释区与熔覆区界面组织进行了分析。结果表明,稀释区与熔覆区界面区域的快速凝固组织为Ti-Ni,Ti-Cr金属间化合物和Ti-N化合物。Ti-Ni,Ti-Cr金属间化合物中部分的Ti,Ni原子被熔池中的Cr,Al等原子所取代,形成了以Ti2Ni,TiNi和Cr2Ti为基的化合物。Ti-N两相之间的Ti2.6Ni1.33组织有许多的“蜂窝”,最大尺寸约为40 nm,较小的为10 nm以下。这是由于熔体中的“气团”来不及逸出,在快速凝固中滞留的结果。
激光技术 复合涂层 界面组织 激光重熔 组织结构 
中国激光
2007, 34(9): 1292
作者单位
摘要
1 华中科技大学光电子科学与工程学院, 武汉光电国家实验室(筹), 湖北 武汉 430074
2 南华大学电气工程学院, 湖南 衡阳 421001
采用飞秒激光对Zr基金属玻璃在空气中进行了表面烧蚀、微打孔与微细切割等过程的研究。通过扫描电镜(SEM)、能量弥散X射线(EDX)能谱分析与透射电镜(TEM)及电子衍射等方法,分析了飞秒激光烧蚀金属玻璃的表面形貌与加工区域发生的相关效应。实验与分析表明加工区域周围无熔融和液滴溅射现象,热影响区极小,并且无晶化现象发生,但飞秒激光微细加工金属玻璃时存在极薄的表面氧化现象。研究结果表明,在适当选择参数的条件下,飞秒激光烧蚀是一种极有前途的金属玻璃无晶化微细加工方法。
激光技术 飞秒激光烧蚀 金属玻璃 无晶化 
中国激光
2007, 34(9): 1297
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨焊接研究所, 黑龙江 哈尔滨 150080
利用非线性有限元分析软件,建立了纯铝薄板激光成形过程的三维弹塑性热力耦合有限元模型。选择等面积的圆形、方形、矩形1/4和矩形4/1光斑激光热源模式(矩形1/4和4/1表示激光光斑沿着光束扫描方向尺寸与垂直光束扫描方向尺寸的比例分别为1:4和4:1),对不同激光热源模式下的板材弯曲特性进行了数值模拟计算,并分析了各种热源模式作用下板材温度场、位移场和应力应变场的特点。结果表明,在扫描过程中,圆形光斑热源模式获得了最高的峰值温度和上下表面温度差;而矩形1/4激光热源模式获得了最大的高温区作用宽度。矩形1/4激光热源模式产生了最大的塑性区宽度及上下表面总塑性应变差,因此获得了最大的弯曲角,内部残余应力最低。
激光技术 激光成形 激光热源模式 数值模拟 温度场 弯曲角 
中国激光
2007, 34(9): 1303
贾文鹏 1,2,*林鑫 1陈静 1杨海鸥 1[ ... ]黄卫东 1
作者单位
摘要
1 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072
2 西北工业大学高性能计算研究与发展中心, 陕西 西安 710072
针对航空发动机空心涡轮叶片激光快速成形(LRF),建立了温度场/应力场瞬态模型,采用有限单元生死技术模拟了熔覆层的沉积生长过程。采用随动强化及米塞斯屈服准则进行了热弹塑性分析,通过间接耦合模拟了TC4钛合金空心叶片激光快速成形的温度场/应力场演变过程。结果分析表明,在TC4钛合金空心叶片激光快速成形过程中,随着熔池的移动和成形高度的增加,温度场和应力场动态演化,其中由于基座的冷却及约束作用和熔池加热及应力释放作用,激光快速成形空心叶片温度和应力/应变场沿高度(z轴)方向呈梯度分布。温度场上高下低,散热方向从上至下,从熔池到基座;应力场下高上低,叶根等效应力最大。空心叶片激光快速成形结束冷却到室温,残余应力与熔覆过程应力分布规律基本相同,只是叶片顶部等效应力有所提高。
激光技术 激光快速成形 空心叶片 温度/应力场 
中国激光
2007, 34(9): 1308