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 2012, 39(8)

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中国激光 第39卷 第8期

作者单位
摘要
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
为提高940 nm半导体激光器抗灾变性光学损伤(COD)能力,采用无杂质空位量子阱混杂技术制备了带有无吸收窗口的940 nm GaInP/GaAsP/GaInAs半导体激光器。借助光致发光光谱分析了退火温度和介质膜厚度对GaInP/GaAsP/GaInAs单量子阱混杂的影响;通过电化学电容电压(EC-V)方法检测了经高温退火后激光器外延片的掺杂浓度分布的变化情况。实验发现,在875 ℃快速热退火条件下,带有磁控溅射法制备的200 nm厚的SiO2盖层样品发生蓝移达29.8 nm,而电子束蒸发法制备的200 nm厚TiO2样品在相同退火条件下蓝移量仅为4.3 nm。两种方法分别对蓝移起到很好的促进和抑制作用。将优化后的条件用于带有窗口结构的激光器器件制备,其抗COD能力提高了1.6倍。
激光器 非吸收窗口 无杂质空位诱导 灾变性光学损伤 量子阱混杂 
中国激光
2012, 39(8): 0802001
王小发 1,2,3,*樊仲维 1,3余锦 1石朝辉 3[ ... ]唐熊忻 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院光电研究院, 北京 100080
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
3 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100192
为了获得高能量、高效率的钕玻璃前置放大器,设计了一套钕玻璃再生放大系统。通过调节单程增益和优化腔模设计,使得增益介质中的小尺度自聚焦效应得到有效控制。在重复频率1 Hz运行下,获得最大输出能量21 mJ、脉冲宽度2.65 ns的激光输出,相应的光光转换效率为5%,总增益达108,光束质量因子M2=1.5,脉冲能量稳定性均方根(RMS)值小于2%(超过2 h连续工作),光谱的中心波长为1052.92 nm。
激光器 掺钕磷酸盐玻璃 再生放大器 小尺度自聚焦效应 光光转换效率 
中国激光
2012, 39(8): 0802002
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
利用低温工作状态下Yb∶YAG再生放大器,对1030 nm光纤锁模激光器输出的250 pJ的种子光进行放大。电光开关门宽控制种子光在放大器内20程往返,最大单脉冲能量为217 μJ,输出频率10 Hz,同时由于其增益窄化效应光谱宽度由8.9 nm减小到0.3 nm,相应的脉宽由18.0 ps被压缩到5.5 ps,这与理论模拟结果的0.4 nm,4.2 ps基本吻合。实验结果论证了采用窄增益带宽的再生放大器可以同时实现亚皮秒光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)对抽运脉冲宽度和光谱宽度的要求,避免使用光纤光栅对光谱滤波带来的高阶非线性效应。
激光器 光纤锁模激光器 再生放大器 增益窄化 光参量啁啾脉冲放大 
中国激光
2012, 39(8): 0802003
作者单位
摘要
北京工业大学激光工程研究院, 国家产学研激光技术中心, 北京 100124
研制了高功率全光纤结构2 μm波段掺铥皮秒脉冲光纤激光器。该激光器采用了主振荡功率放大(MOPA)结构设计,种子源采用790 nm的多模半导体激光器作为抽运源、双包层掺铥光纤作为激光增益介质、半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模器件,从而实现了重复频率为10.4 MHz的皮秒激光脉冲输出,其最大平均输出功率为15 mW。种子源经过一级掺铥光纤放大器后,获得了1.1 W高平均功率输出,相应的单脉冲能量高达105 nJ,激光脉冲宽度为9 ps,峰值功率为11.6 kW。此时测得激光脉冲的中心波长为1963 nm,3 dB光谱带宽为0.5 nm。
激光器 光纤激光器 光纤放大器 超快激光 掺铥光纤 被动锁模 
中国激光
2012, 39(8): 0802004
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
设计了激光二极管(LD)双端面抽运传导冷却复合Nd:YAG晶体电光调Q激光器,实现脉冲间隔可调的双Q脉冲输出。用两个光纤耦合输出的LD模块作为抽运源,偏硼酸钡(BBO)晶体作为Q开关,在一个抽运周期内两次启动Q开关,获得脉冲能量大于14 mJ,脉宽小于等于18 ns,脉冲间隔200~230 μs可调的双Q脉冲输出,激光器重复频率50 Hz,光光转换效率达到24%。探索了用磷酸二氘钾(KD*P)调Q晶体开关实现稳定双脉冲输出的可行性,通过抑制压电环效应,消除子脉冲现象,最终获得脉冲能量约11 mJ,脉宽小于等于18 ns。
激光技术 Nd:YAG激光器 双脉冲激光 磷酸二氘钾调Q 偏硼酸钡调Q 
中国激光
2012, 39(8): 0802005
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
通过求解包含超高斯增益系数滤波项的分布增益非线性薛定谔方程,模拟研究了短脉冲在有限增益带宽指数增益光纤放大器中的自相似演化行为及其差异。结果表明脉冲在不同指数增益分布放大器中传输时都会受到增益带宽的限制。相同输入脉冲在相同长度、相同总增益的指数上升、下降和双向分布放大器中放大时,在双向分布放大器中输出能量最高,输出脉冲线性啁啾特性最好,指数下降放大器输出能量最低,输出脉冲线性啁啾特性最差,指数上升放大器居两者之间。另外,总增益相同时,无论是指数上升、下降和双向分布放大器,初始增益系数较小,输出脉冲能量较高,脉冲线性啁啾特性较好。
激光光学 分布增益放大器 有限增益带宽 线性啁啾 
中国激光
2012, 39(8): 0802006
作者单位
摘要
1 College of Physics and Electronic Information Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China
2 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
中国激光
2012, 39(8): 0802007
作者单位
摘要
北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
构建了基于掺镱双包层光纤的超荧光种子源和放大器,实现了稳定运转的全光纤结构宽带超荧光光源,种子源经一级单程放大,获得百瓦级功率超荧光输出。该超荧光光源在高功率状态下无自脉冲、弛豫振荡、纵模起振。超荧光种子源中心波长1050 nm,半峰全宽(FWHM)21 nm,最大输出功率3 W。放大级超荧光最高输出功率102 W,斜率效率70%,FWHM 20.5 nm。
光纤光学 放大自发辐射 超荧光 宽带光源 掺镱双包层光纤 光纤放大器 
中国激光
2012, 39(8): 0802008
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610064
2 华北光电技术研究所, 北京 100015
利用平面波展开法与时域有限差分法分析计算了一维光子带隙光子晶体腔的特性。得到了品质因子Q为2.2×106,模体积V为0.278(λ/n)3的一维带隙光子晶体腔。分析了渐变区、腔镜子区及缺陷区对腔品质因子Q和模式体积V的影响。引入渐变区、选择适量周期数及一定缺陷区长度都可以提高腔性能。该结论为设计优化一维光子带隙光子晶体腔提供了有效的理论分析依据与指导。
激光光学 光子晶体腔 高品质因子Q 时域有限差分法 一维光子带隙 
中国激光
2012, 39(8): 0802009
作者单位
摘要
中国石油大学机电工程学院, 山东 青岛 266555
利用Sysweld有限元软件建立三维有限元模型,采用三维高斯热源,考虑材料热物性能随温度的变化,对平板和回转体内壁进行了激光相变硬化数值模拟。分析了温度场、残余应力以及马氏体分布的异同,研究了工件形状对激光相变硬化温度场和残余应力的影响规律。结果表明,在表层方向上,平板模型和回转体内壁模型的热循环相似;截面方向上,内壁模型峰值温度高于平板模型。处理后相变区组织均主要以马氏体为主,其体积分数约为90%。相变区边缘及热影响区产生残余拉应力,相变区存在残余压应力;与内壁模型相比,平板模型相变区中心残余压应力数值较大。
激光技术 工件形状 激光相变硬化 数值模拟 残余应力 
中国激光
2012, 39(8): 0803001
作者单位
摘要
江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
采用冲击试验机、X射线应力检测仪、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等仪器观察和分析了2Cr13不锈钢在920 ℃~970 ℃温度下淬火、700 ℃回火与激光冲击(LSP)复合处理后的冲击韧性、残余应力、金相组织和断口形貌。结果表明,随着淬火温度的升高,2Cr13钢的冲击韧性为先增加后减少;尤其是在淬火温度为940 ℃、回火700 ℃热处理后,LSP强化得到的冲击韧性最高。在这种条件下,其残余压应力相比其他热处理的残余应力要稍高,冲击断口断裂为准解理与韧窝的混合型断裂。
激光技术 热处理 激光冲击 2Cr13不锈钢 冲击韧性 
中国激光
2012, 39(8): 0803002
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院, 四川 成都 610064
不同温度下利用钛宝石激光器输出的飞秒激光脉冲(脉宽42 fs,中心波长800 nm,最大单脉冲能量3.6 mJ),通过扫描方式在硅表面诱导产生表面微结构。采用光学显微镜和扫描电镜观察飞秒激光诱导硅表面微结构的形貌,发现不同温度下硅片表面形成的微结构区域和形貌出现明显的差异。根据观测结果,分析比较了不同温度条件下硅材料微结构形成的能量阈值。随着温度升高,形成的微结构区域减小,飞秒激光诱导形成硅表面微结构的能量阈值升高。这对于研究飞秒激光与物质的相互作用有一定的参考价值,也能对将来实现硅表面微结构的制作提供参考。
超快光学 飞秒激光脉冲 能量阈值  微结构 
中国激光
2012, 39(8): 0803003
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
利用HF蚀刻和热处理,结合原子力显微(AFM)分析,对传统抛光和磁流变抛光的表面结构进行了表征。为了分析热处理凸起的形成源,抛光表面在热处理前分别采用超声清洗、化学沥滤和HF蚀刻三种不同的表面处理技术进行处理,去除了不同表面材料。蚀刻形貌和热处理形貌及其关联性表明,传统抛光表面存在着大量纳米级缺陷,这些缺陷由易于诱导激光损伤的纳米级微裂纹和颗粒状分布的抛光杂质组成。结合抛光机制的分析,建立了传统抛光表面的微裂纹颗粒杂质结构模型。
光学制造 抛光表面结构 HF蚀刻 热退火 退火凸起 纳米级裂纹 
中国激光
2012, 39(8): 0803004
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
中国激光
2012, 39(8): 0803004
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光与物理联合实验室, 上海 201800
为了更深层次探究超短脉冲激光对惯性约束聚变(ICF)光学系统中常见的多膜层元件损伤修复性能以及特点,分别采用了240、35、6 ps的1053 nm激光脉冲在1053 nm 0°高反膜上进行了损伤修复以及损伤增长测试实验,并在1053 nm 45°高反膜上进行了大损伤区域的扫描修复实验。通过比较不同脉宽的修复点形貌以及损伤增长阈值,说明了超短脉冲用于修复多膜层光学元件损伤的优越性,并且脉宽越短修复效果越好。多点脉冲扫描修复结果表明,可以通过三维控制系统来任意控制扫描修复点形貌以达到最佳修复状态。
薄膜 超快光学 多膜层光学元件损伤 扫描修复 
中国激光
2012, 39(8): 0803005
作者单位
摘要
1 华中科技大学光电子科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
针对常规的氧助激光切割带有尖角(≤30°)图形的中低碳钢板材过程中存在的尖角“烧蚀率”很高的问题,采用Rofin DC025板条CO2激光切割机系统,在优化的激光切割工艺参数的条件下,通过轨迹变换的方法,在3 mm厚的A3钢板上切割出多种带有尖角(≤30°)图形。系统研究了激光切割尖角图形的切割轨迹及参数对尖角“烧蚀率”的影响。结果表明,采用圆心在所切割尖角角平分线上,且通过该尖角顶点的圆形切割轨迹可大大降低激光切割尖角“烧蚀率”。且对于不同尖角大小(≤30°)该轨迹圆都存在一个最优补偿半径可把尖角“烧蚀率”控制在10%以内,获得理想的切割效果。
激光技术 尖角烧蚀率 激光切割 轨迹变换 切割轨迹半径 
中国激光
2012, 39(8): 0803006
作者单位
摘要
大连理工大学机械工程学院精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
为提高铝合金薄板激光切割质量,对切割去除熔化物进行了收集、观察及测量研究。在Nd:YAG脉冲激光切割模式下,采用不同气熔比0.1898,0.2798,0.3708和0.6519,对0.85 mm厚的1000系铝合金薄板进行切割试验。试验通过超景深三维显微镜对收集的去除熔化物形状和尺寸进行观测研究。结果表明,去除熔化物颗粒由球形颗粒和蝌蚪形颗粒两种颗粒组成,其中球形颗粒平均尺寸在71~123 μm之间;高气熔比切割去除熔化物主要呈球形,颗粒尺寸较小,切割质量较好;低气熔比下熔化物主要是蝌蚪形,其中呈现的球形颗粒尺寸较大,切割质量较差。试验最终在辅助气压0.6 MPa高气熔比0.6519下获得了较高质量的切口。研究结果深化了铝合金激光切割的机理认识,有效提高了铝合金薄板的激光切割质量。
激光技术 激光切割 气熔比 熔化物形态 切割质量 铝合金薄板 
中国激光
2012, 39(8): 0803007
作者单位
摘要
燕山大学机械工程学院, 河北 秦皇岛 066004
研究了激光快速成形(LRF)Rene 80高温合金厚壁件的凝固组织和裂纹的形成机理。结果表明,激光快速成形Rene 80高温合金的凝固组织为与沉积高度方向平行的定向凝固枝晶组织,由于凝固偏析,MC型碳化物和γ-γ′共晶组织分布于定向凝固组织的枝晶间区域。激光快速成形Rene 80高温合金厚壁件含有许多长度大于10 mm,扩展方向与沉积高度方向平行的宏观裂纹。分析表明,这些裂纹为液化裂纹,其形成原因为:激光快速成形时,紧邻激光熔池的热影响区(HAZ)内沿晶界分布的低熔点γ-γ′共晶组织发生熔化,形成热影响区内沿晶界扩展的晶界液相,在热影响区冷却过程中,由于热影响区内固相的收缩应力作用,沿晶界扩展的固液界面被撕开,从而导致液化裂纹的产生。
激光技术 激光快速成形 Rene 80高温合金 液化裂纹 定向凝固组织 
中国激光
2012, 39(8): 0803008
作者单位
摘要
1 河北联合大学基础医学院病理学教研室, 河北 唐山 063000
2 河北联合大学附属医院肿瘤外科, 河北 唐山 063000
3 河北医科大学第四医院肿瘤内科, 河北 石家庄 050011
观察了低能量5-氨基乙酰丙酸介导的光动力学疗法(ALA-PDT)对脑组织新生血管形成和胶质瘤生长的影响。用10 J/cm2的ALA-PDT照射27只裸小鼠大脑皮层后第1、5、10天,利用二维、三维图像观察新生血管形成,western blot检测缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)和血管内皮生长因子(VEGF)表达。另将12只裸小鼠分为对照组(无特殊处理)和ALA-PDT预处置组(10 J/cm2),ALA-PDT预处置后第10天,颅内接种U87胶质瘤细胞,21天检测肿瘤体积。结果发现,以照射区对侧大脑相应区域为对照,低能量ALA-PDT照射后第1和5天,血管形态无明显变化,第10天有新生血管形成;VEGF在照射后第5和10天显著增高;HIF-1α在照射后第1天即开始增高,随后越发明显。低能量ALA-PDT可通过HIF-1α诱导VEGF高表达和新生血管形成,这种微环境的改变有助于U87脑胶质瘤细胞的生长。
医用光学 光动力学疗法 新生血管 脑胶质瘤 
中国激光
2012, 39(8): 0804001
作者单位
摘要
清华大学电子工程系, 北京 100084
空心布拉格光纤是具有一维光子晶体(1DPC)包层和空心芯区的新型光子带隙光纤。针对它在CO2激光传输中的应用,设计和制备了传输波段中心波长在10.6 μm的空心布拉格光纤样品。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)可以观察到光纤样品在10.6 μm具有明显的透射峰。使用CO2激光,通过截断法测量得到光纤样品在10.6 μm的传输损耗为2.35 dB/m。测量了不同弯曲曲率下光纤样品的弯曲损耗,结果表明弯曲损耗系数随曲率的增大而线性增长。在接近光纤输出端处,弯曲半径为10 cm的光纤90°弯曲引入的附加损耗约为2 dB。实验结果论证了光纤样品的CO2激光低损耗传输特性,展现了空心布拉格光纤在提升CO2激光操作灵活性上的应用潜力。
光纤光学 空心布拉格光纤 CO2激光 一维光子晶体 
中国激光
2012, 39(8): 0805001
粟妮 1,2,3,*冯丽爽 1,2,3雷明 1,2,3马迎建 1,2,3
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学微纳测控与低维物理教育部重点实验室, 北京 100191
2 北京航空航天大学惯性技术重点实验室, 北京 100191
3 北京航空航大大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室, 北京 100191
在基于模拟三角波相位调制技术的谐振式集成光学陀螺(IORG)调制方案中,调制三角波参数受外界环境等变化而产生波动是陀螺输出误差的主要来源之一。给出了调制三角波参数与陀螺输出的特性关系;分析了调制三角波参数波动与陀螺标度因数的变化关系;仿真计算了调制三角波参数波动与陀螺输出非线性度的关系。搭建了IORG实验系统,通过采用精密高频波形产生器产生调制三角波,得到了1 h零偏稳定性为0.69(°)/s,±500(°)/s动态范围内非线性度为0.96%的陀螺输出。实验验证了理论分析计算方法的正确性以及采用模拟三角波调制方法改善集成光学陀螺检测精度的可行性。
集成光学 谐振式集成光学陀螺 调制频率 调制峰峰值 调制误差 
中国激光
2012, 39(8): 0805002
作者单位
摘要
南京大学光通信工程研究中心, 江苏 南京 210093
布里渊光时域反射仪(BOTDR)是一种具有广泛应用前景的分布式光纤传感器。对于特定的入射波长,自发布里渊散射光的布里渊频移与温度和应变成线性关系,通过测量光纤沿线布里渊频移分布可实现温度或应变的分布式传感。布里渊功率谱扫描是BOTDR获取布里渊频移的常用手段,已有光频差扫描与电频扫描两种方式。基于布里渊频移对波长的依赖性,提出一种波长扫描型BOTDR。采用可调谐激光器作为光源,通过扫描入射光波长,来获取布里渊功率谱,该方法兼具光频差扫描与电频扫描的优点。实验证明了该方法的可行性,对23.4 km光纤进行测量,实现了5 m的空间分辨率与2.2 ℃的温度测量精度。
光纤光学 波长扫描型布里渊光时域反射仪 相干探测 布里渊频移 波长依赖性 
中国激光
2012, 39(8): 0805003
梁可桢 1,2,*潘政清 1周俊 1,2叶青 1[ ... ]瞿荣辉 1
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市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
提出了一种基于数字相干检测和维纳滤波技术的相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)。在该技术中,实时解调出了沿光纤链路散射回的瑞利信号电场的振幅和相位。通过分析解调出的振幅和相位,检测到了位于3.5 km传感光纤上的一个由压电陶瓷(PZT)所产生的正弦振动信号的位置、频率和强度。应用维纳滤波降低了由激光器的相位噪声和探测器加性噪声引起的相位波动。系统的空间分辨率为5 m。
传感器 相位敏感光时域反射计 光纤传感 相干检测 维纳滤波 
中国激光
2012, 39(8): 0805004
作者单位
摘要
武汉理工大学物理系, 湖北 武汉 430070
条纹计数法解调精度受限,而常用的高精度外差调频解调法(如相位生成载波法、线性调频法),在光源调频过程中伴生有幅度调制并且调制解调系统复杂。提出了一种基于双光纤光路相位解调的法布里珀罗(F-P)位移传感器,原理上省去了光源调频过程,在提高检测精度的同时,成本与条纹计数法相当。与已有报道的双光路结构不同的是,该传感器对两干涉光路之间相位差无严格要求,安装调节简单,降低了传感器的工艺难度。位移测量实验结果表明,该传感器在0~500 μm的测量范围内,线性度为1.1%,误差限值为±3 μm。
传感器 光纤位移传感器 双光纤法布里珀罗干涉仪 直接相位解调 条纹计数法 
中国激光
2012, 39(8): 0805005
马玲芳 1,2,*刘敏 1,2李丹 1钱燕 1
作者单位
摘要
1 重庆大学通信工程学院, 重庆 400044
2 重庆大学光电工程学院, 光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
分析了双空芯光子晶体光纤(HC-PCF)在纤芯填充液态高折射率温敏物质后的传输特性,应用全矢量有限元法(FEM)研究温度均匀变化时光纤耦合特性、模间色散特性的变化规律。结果表明,在特定温度下,耦合特性随传输波长的增大呈现出先减弱、后增强的变化趋势,且光纤的模间色散存在过零点。通过调节温度或占空比,可以在1.31 μm和1.55 μm两个常用通信波段内实现零模间色散传输,由此能够完全消除模式间相位不匹配导致的脉冲失真,实现能量的完全交换。
光纤光学 模间色散 全矢量有限元法 耦合系数 
中国激光
2012, 39(8): 0805006
作者单位
摘要
Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200072, China
中国激光
2012, 39(8): 0805007
作者单位
摘要
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
为了补偿光纤参量振荡器光纤环的长度漂移,提出一种基于四波混频闲频光功率的反馈控制方案。通过10 Gbit/s归零(RZ)光信号的时钟提取实验证实了该方案的可行性,所提取时钟信号的归一化相位抖动与幅度抖动分别在0.015与0.06以下,并可长时间稳定工作,因此该方案具有很强的实用性。
光通信 光时钟提取 光纤参量振荡器 长时间稳定性 
中国激光
2012, 39(8): 0805008
杨明红 1,2,*赵元安 1苏涵韩 1,2单海洋 1,2[ ... ]邵建达 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
利用化学沥滤技术,分析了亚表面裂纹对基底表面和减反射膜激光损伤阈值(LIDT)的影响。通过去除或保留研磨裂纹,获得了亚表面裂纹数密度有明显区别的两类基底。为了凸出亚表面裂纹层的作用,基底采用化学沥滤去除另外一种可能的影响因素,即再沉积层中的抛光杂质。然后采用电子束蒸发镀制HfO2/SiO2减反射膜。355 nm激光损伤阈值测试结果和损伤形貌分析证实了基底亚表面裂纹对减反射膜抗激光损伤能力的负面影响。根据熔石英基底抛光表面的烘烤现象,提出了亚表面缺陷影响膜层激光损伤的耦合模型。
薄膜 激光损伤 化学沥滤 减反射膜 亚表面缺陷 研磨裂纹 
中国激光
2012, 39(8): 0807001
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学技术物理学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
3 上海大学材料学院, 上海 200072
4 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100192
中国激光
2012, 39(8): 0807001
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
薄膜光学常数的精确测定对于设计和制备多层薄膜具有重要意义。在JGS1型熔融石英基底上,采用热蒸发沉积方法制备了不同厚度的LaF3单层薄膜样品,利用光度法来获取弱吸收薄膜和基底的光学常数,计算得到其在185~450 nm范围内折射率n和消光系数k的色散曲线。实验结果表明,当膜层厚度较薄时,LaF3薄膜折射率表现出不均匀性现象。随着薄膜厚度的增加,薄膜折射率不均匀性减小。在求解过程中选用不均匀模型后,拟合结果与实际测试光谱曲线吻合得很好,提高了薄膜光学常数的计算精度。
薄膜 光学常数 热蒸发 折射率 不均匀性 
中国激光
2012, 39(8): 0807002
作者单位
摘要
1 华中科技大学文华学院, 湖北 武汉 430074
2 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
基于多光束干涉原理,推导了非平行角度调谐薄膜滤光片在斜入射时的高斯光束反射光强表达式。在此基础上研究了高斯光束的入射角以及非平行滤光片两端面间所存在楔角对反射光强分布的影响。计算和实验结果都表明,滤光片的反射光强分布不仅与入射角有关,而且非平行滤光片两端面间楔角的大小和正负特性还会在一定程度上影响斜入射时滤光片的光场分布、反射率和隔离度。要保证滤光片在斜入射时反射率和隔离度的稳定,既可以在切片时提高滤光片的平行度,也可以通过在斜入射时保证楔角为负来实现。
几何光学 薄膜滤光片 高斯光束 反射光强分布 斜入射 楔角 
中国激光
2012, 39(8): 0807003
作者单位
摘要
东南大学自动化研究所, 江苏 南京 210096
摄像机标定旨在建立三维世界坐标与二维图像坐标之间的映射关系。传统标定板为数十个整齐排列的标准圆或网格,通过提取圆心坐标或网格角点坐标进行标定。在微小物体测量系统中,摄像机视场较小,无法从传统标定板提取足够多点坐标信息。针对这一问题,提出一种基于二次曲线与直线的混合标定方法。该方法抛弃了利用点对点关系的标定方法,转而利用二次曲线方程及直线方程在两种坐标系下相对应的关系进行标定,使摄像机即使是在非常小的范围内仍然能够提取足够的信息进行标定。仿真与实验证明,相对于基于点的标定方法,混合标定方法精度高,具有更好的稳健性。另外,标定模板为一个标准的半圆,制作简单,方便应用到小视场的环境中。
机器视觉 摄像机标定 小视场 二次曲线 直线 
中国激光
2012, 39(8): 0808001
作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
为了克服传统快速傅里叶频谱分析方法不适用于非平稳信号的缺点,实现基于全光纤激光干涉微位移信号变化量的精确测量,研究了基于连续小波变换(CWT)非平稳信号分析的相位解调算法。分析了在信号的频带上如何利用小波脊提取数字信号的瞬时特征,并在提取的特征基础上,得到小波脊的相位,完成对信号相位的提取,进而得到物体的位移信息。根据处理方法,进行了理论分析、计算机模拟和相关的验证性实验,对采集的位移干涉信号进行处理得到待测位移量,并与傅里叶变换相位提取方法的测试结果进行了比较分析,证明该方法具有更高的精度,对各种信号处理都具有很强的稳健性。实验结果表明此算法精确度高、复杂度低,具有广泛的应用前景。
测量 干涉 微位移 小波变换 相位解调 
中国激光
2012, 39(8): 0808002
作者单位
摘要
1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079
2 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 430071
3 中国科学院研究生院, 北京 100049
4 中国科学院国家天文台, 北京 100012
太阳高分辨率速度场观测系统可用于探测日震的活动信息,对太阳内部结构的研究具有重要意义。探讨了双峰钾原子滤光器在太阳光球层速度场观测中的应用方法,即利用法拉第反常色散原子滤光器(FADOF)的高光谱分辨率和光谱稳定性等优点,采用双峰钾原子滤光器分辨来自太阳光球层钾线(769.898 nm)光谱的多普勒频移,并提出用F-P标准具对透过原子滤光器的双峰信号进行光学选支,从而获得太阳光球层多普勒速度场图像。研制出双透射峰钾原子滤光器原理样机,经测试其谱型与理论谱型符合良好,满足太阳速度场高分辨率观测的需要。将此技术方案扩展到太阳的其他谱线,可实现对太阳大气多层次速度场的同时观测。
大气光学 原子滤光器 多普勒测速 太阳速度场 日震 
中国激光
2012, 39(8): 0808003
作者单位
摘要
浙江师范大学信息光学研究所, 浙江 金华 321004
提出了一种计算机制真彩色彩虹全息图模拟再现方法。根据衍射及几何光学的原理,分析了彩色彩虹全息图再现时空间观察窗口与频谱面窗口的对应关系。在计算机中构造照明光(红、绿、蓝三色)的分布,并分别与全息图相乘,采用傅里叶变换对上述结果进行频谱分析,并通过频域滤波获取与特定观察窗口位置对应的频谱信息;然后进行逆傅里叶变换得到全息面上的再现像。将逆傅里叶变换结果衍射一段距离,可得到对应于特定观察窗口、位于不同位置处的再现像。通过计算机模拟得到了与光学再现一致的结果,表明了该方法的可行性。为快速、经济地验证计算机制真彩色彩虹全息图的正确性提供了一种途径。
全息 三维显示 真彩色彩虹全息图 模拟再现 傅里叶变换 
中国激光
2012, 39(8): 0809001
作者单位
摘要
浙江科技学院理学院, 浙江 杭州 310023
为了在任意非平行斜面上重建数字全息像,提出了一种基于角谱旋转变换和插值的数字处理方法,用角谱衍射理论进行了分析,给出了正反旋转两种数字插值方法,基于旋转变换信息量不变的原则分析了倾斜面上的抽样间隔取值范围,其大小取决于斜面带宽和全息图空间带宽积大小。实现了在71°倾斜物面上的全息重建,消除了倾斜造成的局部离焦现象,同时验证了算法在斜面上抽样间隔取值范围。
全息 任意斜面 角谱插值 旋转变换 
中国激光
2012, 39(8): 0809002
作者单位
摘要
北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
在运动图像复原中,建立图像退化模型的关键是找到准确的点扩展函数(PSF)。提出了一种基于单幅图像的、改进的任意方向匀速直线运动模糊PSF的估计方法。利用基于图像频谱亮线灰度特征的方向鉴别方法鉴别模糊图像的模糊方向,利用微分自相关的方法对模糊图像的模糊尺寸进行计算,通过计算模糊图像沿二维直线运动方向不同距离的重叠度,来计算得到相应的PSF。通过开展仿真分析和成像实验,演示了PSF估计和图像复原过程。通过采用图像质量评价函数,将图像复原结果与现有算法进行对比,验证了所提出方法的有效性。
图像处理 图像复原 点扩展函数 运动模糊 重叠度 
中国激光
2012, 39(8): 0809003
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江, 哈尔滨 150081
太赫兹成像的优势在于能够穿透大多数非金属、非极性物质进行隐藏物的探测,而且不会对生物体造成伤害。其中太赫兹反射成像具有更为广泛的应用空间。由于对常见包装品和衣物的穿透能力在太赫兹反射成像系统的评估中十分重要,故利用CO2抽运太赫兹激光器所搭建的2.52 THz反射扫描成像系统对剃须刀、铅笔字、5角硬币、金属纪念币和星卡等多种物体进行了穿透力实验;以纸、纸质快递信封和实验服为遮挡物,进行了成像对比分析。实验结果表明,该成像装置可以穿透单层实验服或单层纸制信封对目标成反射像,最大插入损耗近42 dB。
成像系统 太赫兹成像 遮挡物 穿透能力 反射 
中国激光
2012, 39(8): 0811001
作者单位
摘要
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400030
2 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
利用均匀色散云母弯晶分析器,在“阳”加速器上测量了铝丝阵Z箍缩等离子体的时间积分X射线光谱。采用碰撞辐射模型,通过测量Al的Ly-α/He-α以及Ly-β/He-ε的强度比推断出平均电子温度,分别为512 eV和489 eV。针对记录的连续辐射,由连续谱斜率拟合得到了等离子体核心电子温度为1215 eV。对圆柱箍缩温度径向轮廓的研究表明,此次聚爆实验的电子温度从箍缩轴心向外缘近似线性降低。谱线强度比法是诊断平均电子温度的有效手段,而连续谱拟合法为诊断铝丝阵箍缩核心区的等离子体电子温度提供了重要信息。
光谱学 X射线光谱 均匀色散 电子温度 温度轮廓 
中国激光
2012, 39(8): 0815001
作者单位
摘要
1 清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 北京 100084
2 环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082
为了将太赫兹光谱分析技术应用于物质识别领域,需要建立太赫兹波段的光谱数据库,并研究合适的数据库使用方法,以鉴别未知物质。光谱获取采用自行搭建的太赫兹时域光谱测量系统,通过小波变换去除基线和噪声等干扰信息,建立起含有20种典型有机物的光谱数据库。使用该数据库识别未知物质时,分成两步:1) 用径向基函数神经网络算法判断未知物质是否在数据库中;2) 若在数据库中,采用基于纠错输出编码的支持向量机多类算法鉴别物质种类。测试结果表明,对库内物质识别率为96.7%,对库外物质也有较好的预测和推断能力,识别率为93.2%。提出的太赫兹光谱数据库建立和使用方法,对系统噪声等干扰因素有很好的抑制作用,可以应用到实际场合。
光谱学 太赫兹光谱数据库 小波变换 径向基函数神经网络 支持向量机 纠错输出编码 
中国激光
2012, 39(8): 0815002
作者单位
摘要
中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计,以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标,分析系统各环节MTF对整机的影响,确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下的光学衍射限传递函数最小值,指出光学软件不能全面评价遮拦对光学衍射限传递函数的影响,确定以光瞳函数计算不同遮拦时光学系统衍射限传递函数,得出三杆时杆直径最大为38 mm,四杆时杆直径最大为26 mm的遮拦分布。通过有限元计算两种结构布局下杆不同壁厚的系统静载变形及模态频率,认为直径26 mm、壁厚4 mm的四杆结构,支撑结构质量从现有40 kg减至4 kg,静载变形水平放置25 μm、竖直放置0.85 μm,系统基频98.9 Hz,一阶扭转频率183 Hz,满足卫星载荷设计要求。
遥感 调制传递函数 遮拦 光瞳函数 支撑 有限元分析 
中国激光
2012, 39(8): 0816001
作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
光刻是大规模集成电路制造过程中最为关键的工艺,光刻的分辨力主要取决于光刻投影物镜的光学性能。光刻投影物镜光学元件面形精度为纳米量级,其对光学元件的加工及物镜单镜支撑提出了极高的要求。为193 nm光刻投影物镜高精度的单镜面形,设计了一种运动学单镜支撑结构。运用有限元法(FEM)分析光刻投影物镜单镜运动学支撑结构在重力下物镜镜片的面形变化量,经分析物镜镜片的峰值(PV)值为15.46 nm,均方根(RMS)误差为3.62 nm。为了验证有限元计算精度,建立了可去除参考面面形及被测面原始面形的方法。经过分析对比,仿真结果与实验结果面形的PV值为2.356 nm,RMS误差为0.357 nm。研究结果表明,所设计的基于运动学193 nm光刻投影物镜单镜支撑结构能够满足193 nm光刻投影物镜系统对于物镜机械支撑结构的要求。
应用光学 193 nm光刻 运动学支撑 光学检测 有限元法 
中国激光
2012, 39(8): 0816002
作者单位
摘要
1 绵阳师范学院物理与电子工程学院, 四川 绵阳 621000
2 区域光通信网络系统与新型光电子器件国家重点实验室, 北京 100871
3 北京大学信息科学枝术学院, 北京 100871
4 3北京大学信息科学枝术学院, 北京 100871
采用模拟退火遗传算法,分析了非等间距低通滤波器不同抽头下全正对称系数及含负系数的微波光子滤波器的频率响应特性,并与窗函数法进行了对比分析。仿真结果表明:全正对称系数条件下,带抽头数量越大,滤波器的优化性能越好。正负系数滤波器的对比表明,含负系数的滤波器优化性能明显改善,特别是对低通滤波器而言,系数的全正性极大地限制了光学传递函数的取值范围,影响了滤波器的性能。在同一截止频率下,模拟退火遗传算法优化性能指标略好于窗函数法。如果限制通带和阻带的截止频率,即放宽对过渡带的要求,模拟退火遗传算法性能优势更加明显。
光学器件 模拟退火遗传算法 多抽头 均方根误差最小准则 非等间距微波光子滤波器 Q参数 
中国激光
2012, 39(8): 0817001
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学近代物理系, 安徽 合肥 230026
2 合肥微尺度物质科学国家实验室, 安徽 合肥 230026
随着量子密码领域的快速发展,近红外单光子探测器的研究已经成为该领域的研究重点和技术制高点。报道了一种基于正弦门控与滤波技术的InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)高速单光子探测器,门控频率达到1.25 GHz。在探测效率为10.3%时,暗计数概率为1.3×10-6/gate,后脉冲概率为5.6×10-5/ns。这种高速单光子探测器将大幅度提升量子密码系统的两个关键指标密钥率和传输距离,为下一代高速量子密码系统的实用化应用奠定了基础。
探测器 单光子探测 正弦门控滤波技术 InGaAs/InP雪崩光电二极管 量子密码 
中国激光
2012, 39(8): 0818001