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
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
中国激光 第44卷 第5期
光谱调制对放大器脉冲时域特性的影响下载:578次
在北京大学200 TW激光系统上,测量了经可编程声光色散滤波器不同程度光谱调制后放大器输出脉冲的频域分布,并设计了一个与脉冲中心波长、光谱宽度等参数相关的光谱调制函数拟合了实验测得的光谱数据。该函数形式简单,适用于不同的激光系统。对实验系统中种子脉冲经光谱调制后从放大器输出的光谱结果进行了数值模拟,对比研究了普通种子脉冲和光谱调制脉冲经放大器增益后时域空间内的物理性质;讨论了光谱调制对系统最终输出脉冲峰值功率的影响。结果表明:光谱调制会导致脉冲旁瓣的产生,降低系统输出脉冲的有效能量和飞秒对比度,系统输出脉冲为平顶光谱时,其有效输出峰值功率最大。
超快激光 时域特性 调制函数 光谱调制 高功率全光纤(2+1)×1侧面抽运合束器的研制下载:533次
基于拉锥-熔合法研制了一种高功率全光纤(2+1)×1侧面抽运合束器。利用仿真软件建立理论模型,计算了合束器耦合效率,并制备出这种侧面抽运合束器。经测试,该合束器在抽运功率为600 W时,两抽运臂的耦合效率分别为98.2%和96.3%,信号光插入损耗约为0.11 dB。利用该合束器搭建了千瓦级光纤激光放大器,双向抽运光功率达到1.8 kW时,在1080 nm处获得的激光输出功率为1.426 kW。
激光物理 光纤合束器 光纤激光器 侧面抽运 光纤拉锥 针对现有燃烧驱动氟化氘(DF)化学激光器测控系统体积庞大、接线复杂等诸多不足,在分析化学激光器测控系统基本功能需求和运行特点的基础上,以PIC单片机为硬件核心,研制出一套采用电池组供电、测控指令与数据可无线射频或485总线传输、可由PC终端和安卓手持终端两种上位机控制的嵌入式智能测控系统。该系统具有采集流场参数数据、控制气体燃料供给时序、闭环调控燃料流量等功能。功能板测试实验结果表明,该系统可完全嵌入激光器系统中,具有体积小、接线少、重量轻、扩展性好、抗干扰能力强、数据安全性好等优点,应用前景良好,同时为化学激光器测控系统的紧凑化设计奠定了坚实的基础。
激光器 PIC单片机 嵌入式智能测控系统 流量闭环调控 紧凑化 3.4 MW峰值功率皮秒光纤激光系统的光谱特性下载:760次
提出了基于主振荡功率放大(MOPA)结构的皮秒光纤激光系统。该系统将重复频率为29.87 MHz的半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器作为种子源。采用预放系统并结合声光调制器将种子源的重复频率降至574 kHz。MOPA结构基于棒状光子晶体光纤(PCF),利用PCF大模场、高增益的特点直接对脉冲宽度为30 ps的脉冲进行放大,有效抑制了自相位调制效应引起的光谱展宽。研究结果表明,所提系统的5 dB光谱线宽与光脉冲峰值功率成比例,该系统最终输出了近衍射极限、峰值功率为3.4 MW的皮秒脉冲(输出功率为20 W时,光束质量因子M2=1.01),最高平均输出功率为21.86 W,脉冲宽度为11.1 ps,中心波长为1030.74 nm,5 dB光谱线宽为1.75 nm。
激光光学 光纤激光器 高峰值功率 光子晶体光纤 自相位调制 纯化学燃烧驱动的HBr化学激光下载:508次
对以D2为燃料、NF3为氧化剂的纯化学燃烧驱动的HBr化学激光进行了研究。抽运反应为H+Br2 → HBr(v≤6,J)+Br,氢原子由F+H2→HF+H反应提供,氟原子则由D2/NF3混合气体燃烧热解生成,激光提取所需的低温低压和快速流动条件由超音速流动系统完成。对由全反反射镜和部分反射(98%)输出镜组成的稳定腔进行了能量提取,获得了P2(4)、P2(5)、P3(5)和P3(6)的稳定激光输出,最大激光输出功率为14.3 W。
激光物理 化学激光 燃烧驱动 中红外激光 高峰值功率窄脉宽单纵模脉冲激光器的实验研究下载:726次
报道了一种基于电光腔倒空技术的全固态Nd∶YVO4单纵模脉冲激光器。通过精确控制磷酸钛氧铷(RTP)普克尔盒的温度,降低了由于普克尔盒中2块RTP晶体对抽运、振荡激光能量的不均匀吸收导致的热退偏,提高了普克尔盒的偏振消光比。通过优化普克尔盒开关驱动源的下降沿时间,解决了下降沿时间过长导致的脉宽展宽及输出功率降低等问题。在抽运占空比为50%、抽运峰值功率为16.9 W、重复频率为200 Hz条件下,实验获得了脉宽为2.85 ns、峰值功率为1 MW的单纵模1.064 μm脉冲激光。50 ms内输出激光的峰值功率稳定性优于±1.8%,连续记录的1300发脉冲的脉冲上升沿时间抖动优于±0.2 ns。
激光器 单纵模脉冲激光 电光腔倒空 高峰值功率 窄脉宽 400 mm口径N41钕玻璃片的热效应下载:559次
对应用于惯性约束聚变(ICF)激光驱动器的新型N41大口径钕玻璃片在高增益条件下的热效应进行了系统研究。实验结果表明,在平均小信号净增益系数达到0.0525 cm-1的高增益情况下,385 mm×385 mm口径范围内两片双程的热致动态波前畸变的峰-谷值约为0.84λ(λ=1053 nm),处于变形镜校正范围之内;基于目前的冷却方案,剩余波前畸变的恢复时间约为2.5 h,满足系统每4 h发射一次的设计要求;每次发射7 h后,系统内仍存在热气体对流引入的微小畸变;理论预测结果与实验结果一致。该研究为下一代ICF激光驱动器内片状放大器系统的研制提供了实验参考。
激光光学 钕玻璃片 片状放大器 热效应 突发运行模式下的飞秒碟片再生放大器下载:568次
为了获得高重复频率的飞秒激光脉冲,将突发运行模式引入飞秒碟片再生放大系统中。通过将再生放大器的腔长设计为9.3 m,激光系统输出了接近衍射极限的激光脉冲,且激光脉冲的重复频率为电光调制频率的5倍。在电光调制频率为5 kHz、吸收的抽运功率为98 W的条件下,获得了最高输出功率为10.7 W、光谱半峰全宽为1.18 nm、脉冲宽度为777 fs的双曲正割脉冲输出。再生放大器的光-光转换效率随着电光调制频率的增加而增加,从频率为0.5 kHz时的12.4%增加到频率为5 kHz时的25.3%。激光的输出稳定性在18~20 ℃的温度区间内随着水冷温度的降低而提高,激光系统输出功率的均方根从20 ℃时的0.93%变为18 ℃时的0.52%。该研究结果对于设计具有高重复频率、高功率且性能稳定的飞秒激光系统具有参考价值。
激光光学 半导体抽运激光器 再生放大器 突发运行模式 碟片激光器 采用射频调制实现对单频激光器频率噪声的抑制下载:672次
在使用铷原子饱和吸收谱线作为激光频率参考进行稳频的激光稳频系统中,环路带宽是影响激光输出频率噪声的重要因素之一。对激光稳频系统中限制环路带宽的主要因素进行分析,使用射频调制信号直接调制商用外腔半导体激光器的高速电流调制端来对激光稳频系统的环路带宽进行拓展。根据对稳频环路的分析,合理设置反馈电路,实现激光稳频。使用低频谱分析仪对稳频后的鉴频信号进行分析,发现带宽拓展后,在傅里叶频率为5 kHz处对频率噪声的抑制度达到了20 dB以上。通过将该稳频激光器输出的激光与锁定在极稳恒温晶振上的飞秒光学频率梳进行拍频,测量了该稳频激光相对光梳的频率噪声,测量结果与直接分析鉴频信号的结果吻合。经过测量,通过拓展带宽抑制频率噪声,稳频激光器的短期频率稳定度得到改善。最后,测量了稳频激光相对于锁定在恒温晶振上的飞秒光学频率梳的频率稳定度,Allan方差在平均时间1 s时达到4.52×10-12,在平均时间20 s时达到1.65×10-12。
激光器 激光稳频 饱和吸收光谱 射频调制 频率噪声 针对无反馈互耦合垂直腔面发射激光器(VCSELs)系统的混沌输出不能同时实现时延特征隐藏和带宽展宽的问题,通过对无反馈互耦合VCSELs系统中的一个激光器增加外反馈,数值分析了单端反馈互耦合VCSELs混沌输出的时延特征和带宽。结果表明,反馈强度、频率失谐和互耦合强度影响单端反馈互耦合VCSELs混沌输出的时延特征和带宽。有反馈端激光器不能同时实现时延特征隐藏和带宽展宽,无反馈端激光器可以在合适的互耦合强度和频率失谐参数区间内同时实现时延特征隐藏和带宽展宽。改变反馈强度不影响无反馈端激光器实现时延特征隐藏质量和带宽,但会影响无反馈端激光器同时实现时延特征隐藏和带宽展宽的频率失谐区域位置,且增大反馈强度时频率失谐区域位置整体向负失谐区域移动。
激光器 垂直腔面发射激光器 时延特征 带宽 基于偏置相移非线性环路反射镜的锁模振荡放大飞秒脉冲激光器下载:506次
设计了一种基于偏置相移非线性环路反射镜的全保偏锁模光纤激光器。搭建了全保偏锁模振荡器系统,该系统通过二级掺镱光纤放大获得了平均功率为2.4 W、重复频率为20.3 MHz、脉冲宽度为142 fs的脉冲序列输出。由于振荡器采用全保偏光纤结构,锁模具有良好的抗环境稳定性。
激光器 保偏光纤 锁模 非线性环路反射镜 根据激光熔覆工艺特性,针对曲面零件提出了一种路径规划方法,采用三维扫描仪获取熔覆曲面点云数据,应用点云切片法得到熔覆路径上的点集。利用等弓高得到稀疏化轨迹点集,运用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合得到加工点的法矢量,并按该方向偏置一定距离得到枪头运动轨迹点。通过熔覆实验并对实验样件作定量分析,发现曲面上的熔覆层质量良好,从而验证了该方法的可靠性和实用性,该研究为其他曲面零件的熔覆再制造修复提供了一定的参考。
激光技术 曲面零件 路径规划 激光熔覆 NURBS曲面 熔覆层 不锈钢薄板非熔透激光搭接焊热源模型下载:523次
基于不锈钢薄板非熔透CO2激光搭接焊和光纤激光搭接焊获得的实际焊缝形状,采用表面高斯+柱状体复合热源模型,得到热源比例系数分别为0.85和0.70。对其余4个热源描述参数,包括高斯热源半径和深度、柱状热源半径和深度进行正确设置,就可以获得不同焊接功率和焊接速度下,搭接焊缝形状表征参量(表面缝宽、中间熔宽和熔深)的变化规律。模拟结果与试验结果符合很好。
激光技术 不锈钢激光搭接焊 非熔透焊接 热源模型 热源参数 焊缝形状表征参量 奥氏体不锈钢光纤激光同轴保护焊接的实时监测下载:507次
采用光纤激光同轴保护焊接奥氏体不锈钢,利用激光焊接监测系统同步采集焊接过程中的光信号数据,并结合羽辉的形貌研究不同焊接条件对焊缝成形及光信号强度的影响规律。研究结果表明,光信号强度随着激光功率的增加逐渐增大。当离焦量从-6 mm变化到6 mm时,光信号强度先减小后增大。光信号变化可反映焊缝熔深的变化,可用于检测搭接间隙和焊缝位置变化引起的焊缝缺陷。通过P信号数据可判断焊接质量异常区的准确位置,焊接过程中光信号的强度同羽辉体积正相关。
激光技术 光纤激光焊接 光信号 实时监测 羽辉 采用532 nm波长的纳秒脉冲激光对由直流磁控溅射法制备的Ti/FTO复合薄膜表面进行了辐照处理,研究了激光能量密度对薄膜的表面形貌、晶体结构、光学性能和电学性能的影响。结果表明,采用适当能量密度的激光对薄膜进行激光辐照处理,一方面可对薄膜表面起到退火作用,促进薄膜晶粒生长、消除部分晶体缺陷,另一方面还可促使Ti层氧化成TiO2层,最终使薄膜的综合光电性能得到提升。
激光技术 激光辐照 光电性能 品质因子 为了研究光纤激光焊接奥氏体不锈钢过程中侧吹气体对焊缝组织和耐腐蚀性能的影响,建立了一种侧吹气体和金属蒸气的流体模型,分析了不同侧吹气体及其流量对金属蒸气温度场和速度矢量场的影响,提出了一种通过侧吹气体增加焊缝金属中氮元素含量的方法。试验结果表明,在不影响焊缝成形的前提下,该方法有效提高了上层焊缝金属中氮元素的含量,抑制了焊缝金属中铁素体的含量,增强了奥氏体不锈钢激光焊焊缝的耐点蚀性能。
激光技术 光纤激光焊 奥氏体不锈钢 氮气 焊缝组织 耐蚀性 基于亥姆霍兹-基尔霍夫衍射积分定理,从理论上推导出消色散均光薄膜微结构参量、入射光参数和透射光参数之间的关系。基于此,分析了微结构参量对透射光振幅分布和散射角度的影响。光束通过消色散均光薄膜时,散射光斑具有光强分布均匀、消色散、散射角度可控和散射光型可控等优点。实验制作出结构最大深度为5 μm,散射角为8°×7.5°的薄膜样品,散射角的理论计算值与实际测量值误差在±0.5°以内。此薄膜器件适用于照明体系、液晶显示器背光显示、投影系统等。
薄膜 薄膜器件 消色散 光束整形 均光 散射角 为解决传统的旋转卫星激光测距数据频谱分析方法运算量大、耗时长的问题,提出一种基于快速Lomb-Scargle算法的卫星激光测距数据处理方法。首先用经验模式分解方法来自适应地去除O-C残差中代表卫星轨道运动的低频趋势项;然后采用快速Lomb-Scargle算法对预处理后的数据进行频谱分析,得到相对应的周期图,进而分析卫星的自转速率。采用该方法处理了奥地利Graz站千赫兹测距系统测量得到的Ajisai卫星的数据,分析得出2010年5月Ajisai卫星自转的速率约为0.472 Hz。并对4圈激光测距资料进行处理,结果表明,该方法可以将频谱分析运算量降低两个数量级,节省大量处理时间,为快速高效地处理大量的旋转卫星激光测量数据提供了新思路。
测量 经验模式分解 Lomb-Scargle算法 旋转卫星 激光测距 频谱分析 提出了一种基于自聚焦透镜耦合单模光纤测量调频小宽带脉冲时间波形的技术方案。理论分析和实验结果表明:自聚焦透镜耦合光纤的取样能量随透镜与光束夹角增大而减小,但同一角度下各级次光谱耦合效率一致,取样过程不会引入附加的调频-调幅(FM-AM)效应,耦合效率下降一半时允许的光束角漂量为1 mrad。该技术方案除具有便于集成、低成本、抗光束扰动能力和电磁干扰能力强等优点外,还通过自聚焦透镜扩大了取样面积,有效提高了取样能量,并抑制了光束截面能量起伏对测量系统的不良影响。该技术方案为高功率激光装置脉冲波形测量技术的改进研究提供了一定的理论和实验基础。
测量 自聚焦透镜 脉冲时间波形 高功率激光 多层电介质反射式衍射光栅作为光谱合成系统的核心元件,在高功率激光辐照下的表面形变将导致其衍射特性改变,进而影响系统合成光束质量和衍射效率。搭建泰曼-格林干涉仪探测在高功率激光辐照下衍射光栅表面的干涉条纹,经图像处理及泽尼克多项式拟合实现光栅表面形貌的重建。采用高功率光纤激光辐照加热光栅,测量另一光束经过热畸变光栅后的光束质量和衍射效率演变。结果表明,在高功率激光辐照下光栅表面形变高度分布为高斯型,辐照功率密度3 kW/cm2时,干涉条纹对应区域内的光栅表面在垂直方向上隆起,最大高度为127 nm。表面形变引起衍射光束质量因子M2退化,这种退化主要来自衍射光远场发散角的增大。光栅衍射效率波动幅度小于1.8%。
测量 光谱合成 多层电介质衍射光栅 干涉测量 光栅衍射特性 为了更好地实现远程光钟之间的高精度比对,对意大利Calosso小组所提出的光纤双向光学相位比对方案进行了拓展,提出了一种基于本地测量的双向光学相位比对方法。同源的两路光信号从同一光纤两端注入,其中一路光信号经光纤传输到远端后经反射原路返回本地端,另一路光信号从远端经光纤传输至本地端。两个信号均在本地端与参考光进行拍频,将拍频得到的两路拍频信号的相位进行比对。利用这种结构,系统不需要有源光纤相位噪声补偿也可以消除叠加在光纤链路上的共模相位噪声,该结构的最大优势在于拍频信号的采集和处理均可以在本地端完成,不需要引入额外的时间同步信号来保证两地拍频信号采集同步进行,简化了实验系统。计算分析了该方案的相位噪声极限,并建立了基于60 km缠绕光纤的示范系统来进行测试,测得其秒级频率稳定度为1.45×10-16,千秒稳定度达到 1.51×10-19。该方案有望用于远程光钟和其他原子钟之间更可靠的高精度频率比对。
光纤光学 双向光学相位比对 远距离光学相位传递 本地端测量 针对结构光测量中条纹灰度非对称分布使条纹中心提取精度降低的问题,提出了一种应用于条纹中心提取的条纹灰度非对称调整方法。首先对初始灰度进行幂运算,将初始灰度和幂运算结果相减,并对相减结果进行灰度补偿,然后利用补偿后的灰度再进行迭代,直至满足迭代终止条件。此外,分析了条纹灰度非对称分布的影响因素,提出了条纹灰度分布的评价参数,并对所提方法进行了实验验证。实验结果表明,该方法可以根据条纹灰度的初始分布情况对条纹灰度进行有效调整,迭代结果突出了最大值附近的灰度信息,降低了灰度非对称分布对条纹中心提取的影响,提高了条纹中心提取的精度。上述结果验证了该方法的有效性和可靠性。
测量 条纹中心 迭代调整 灰度分布 非对称 针对冠脉病变检测算法普遍存在的异常截面识别率低、无法排除特殊结构影响等问题,提出了一种基于一类支持向量机(OCSVM)的冠脉病变检测方法,并使用冠脉面重采样和基于最大互信息的特征选择方法提高了算法识别正确率。该方法首先基于梯度通量对冠脉源截面进行三次样条插值重采样,然后构造出截面的多尺度特征,接着使用最大互信息结合冗余度去除进行特征选择,最后使用特征数据训练OCSVM完成冠脉病变检测。实验结果显示,在1128个冠脉截面数据的测试结果中,本算法在完全识别异常截面的情况下对健康截面的识别正确率达到了53.5%,远高于同类型的仅从正面和未标记数据学习的支持向量机(SVM)算法所对应的19.6%;而冠脉截面重采样也使得30个特征数下算法对健康截面的识别正确率由21.7%提高到了53.2%。
测量 冠脉病变检测 一类支持向量机 截面重采样 互信息 特征选择 提出了一种基于3D点云深度信息的函数拟合与三角剖分相结合的方法,构建了高速滑动电接触构件的表面损伤特征提取模型,将损伤区域3D特征数据进行三角剖分,计算了构件表面损伤体积和质量。实验结果表明,该算法计算准确度可达97.3%。
测量 3D点云深度 损伤特征 三角剖分 损伤质量 为提高靶面光强,高功率激光驱动装置中常采用多路激光组束打靶,目前主要采用2×2集束的方式。集束聚焦系统中使用的透镜可分为离轴透镜和非离轴透镜,采用非离轴楔形透镜的集束聚焦系统在理想条件下可获得很好的焦斑质量。建立了2×2集束聚焦系统的光传输模型,并仿真研究了实际安装调试过程中各种误差对其焦斑造成的影响。结果表明,反射镜角度和透镜平移对系统的焦斑质量影响很大,需要对其进行精密调试;透镜安装角度和焦距误差对系统的焦斑质量影响较小,现有条件比较容易满足。本文研究可提高研究人员对多光束相干合成集束方案的认识,对实际系统的安装调试有一定指导意义。
激光光学 集束聚焦系统 非离轴楔形透镜 光强分布 线偏振光与圆偏振光后向散射偏振保持能力下载:1062次
通过蒙特卡罗仿真方法,分析了在不同尺度粒子的散射介质中线偏振光与圆偏振光后向散射的偏振保持能力,并运用瑞利散射和米散射理论对二者散射时偏振态的微观变化进行对比研究。结果表明,后向散射偏振保持能力与入射光的偏振态和粒子尺度均有关。对于瑞利散射粒子,线偏振光具有更强的偏振保持能力;对于米散射粒子,圆偏振光具有更强的偏振保持能力。
散射 后向散射 偏振保持能力 蒙特卡罗方法 线偏振光 圆偏振光 研制了一款基于蓝光激光二极管的平板显示背光模组,该模组主要包括导光模块以及导光板两部分。研究过程中采用导光模块与导光板分开设计优化的方案,设计了传播过程中横向各部分规则分布、纵向各部分一致分布的一款导光模块以及出光分布均匀的导光板网点,并采用激光打点方式制作出导光板样品。理论模拟得到整个模组的照度均匀度可以达到89.02%,边角平均值可以达到102.74%。实验测量得到照度均匀度可达到79.61%,边角平均值可达到100.10%。该背光模组结构简单,可以为液晶显示提供背光照明。
几何光学 平板显示背光模组 激光背光模组 区域分割法 导光模块 导光板 平衡探测器的两输入通路在增益和时延上的不对称会对基于平衡探测的光模数转换(PADC)系统的性能产生影响。建立了基于平衡探测的PADC系统的数学模型,理论上分析了系统有效比特位(ENOB)与平衡探测器两输入通路的增益和时延的不对称性,并仿真分析了增益和时延的不对称对系统ENOB的影响,同时进行了相应的实验验证。结果表明,在相同调制深度下,系统的ENOB随着两输入通路的相对增益和相对时延的增加而减小。当平衡探测器两输入通路在增益和时延上完全一致时,系统的ENOB随着调制深度的增加而逐渐减小;当平衡探测器两输入通路在增益和时延上存在偏差时,系统的ENOB随着调制深度的增加先增大后减小。
信号处理 光模数转换 平衡探测 增益不对称 时延不对称 为了实现一款全国产、界面友好、使用简单、能够指导科研和产业设计的光纤激光仿真软件,进行了光纤激光仿真软件的开发研究。在光纤激光理论研究的基础上,初步开发了能够对高功率掺镱光纤激光器进行仿真的软件See Fiber Laser和能够对光纤激光器相关参数进行计算的光纤激光工具集SFTool。介绍了两款软件的部分理论模型、基本功能和简单算例,该研究有望降低光纤激光器的研究和设计难度。
光纤光学 仿真软件 工具集 受激拉曼散射 光束质量 模式不稳定 通过在充氪(Kr)气体的空心Kagome光子晶体光纤中输入超短脉冲,产生中红外波段的色散波,并利用单向脉冲传输方程对色散波进行数值模拟和分析。主要探讨了两种输入脉冲:中心波长为1.4 μm的高斯型脉冲和在此基础上加入其双倍频叠加而产生的双色近锯齿波脉冲。两种情况下均产生了多个色散波,并符合相位匹配条件。为优化色散波,将近锯齿波作为抽运光。当充入光纤的Kr气体因抽运光压缩而二次电离时,已产生的色散波发生转换,变为新的更长波长的色散波。这种色散波现象可以通过等离子体修正的相位匹配条件来解释。深入探讨了中红外波段超短脉冲的产生机制以及色散波理论。
光纤光学 光子晶体光纤 超短脉冲非线性效应 色散波 激光等离子体 突触可塑性为神经网络的学习机制提供了基础。基于单个半导体光放大器(SOA)的非线性偏振旋转(NPR)和交叉增益调制(XGM)效应实现了反脉冲时间依赖可塑性(anti-STDP)学习机制。通过调整SOA驱动电流,可以实现长时程增强窗口(LTP)和长时程抑制窗口(LTD)的高度和宽度调整,能更好地模拟神经网络。实验测量得到的anti-STDP曲线与生物系统中测量得到的学习曲线相吻合。使用该anti-STDP光路得到的学习曲线的时间窗口约为几百皮秒,其速度是人类大脑STDP学习机制的108倍。由于该anti-STDP光路系统简单,且SOA易于与其他器件集成,该anti-STDP光路可以用于实现大规模超快神经拟态计算系统。
非线性光学 神经拟态计算 反脉冲时间依赖可塑性 半导体光放大器 光子脉冲神经元 为了提高全息光栅曝光系统的曝光对比度,抑制外部环境变化引起的曝光干涉条纹漂移,提出了一种移栅型干涉条纹锁定方法。采用分束光栅实现光源激光的分光及干涉条纹的相位调整。通过叠栅条纹间接测量干涉条纹相位变化,给出了双光电探测器的最佳探测位置。结合分光及相位调整功能,给出了分束光栅参数的设计方法。针对光栅曝光特点设计了控制器。从理论上对比了分束光栅与压电反射镜的相位调整性能。实验结果表明,采样频率为500 Hz时,干涉条纹的低频漂移得到有效抑制,相位锁定精度达到0.13 rad (3σ),即条纹漂移量低于±0.021个周期。该方法可以实时有效地锁定曝光干涉条纹,提高曝光对比度。且分束光栅偏转对条纹周期影响小,相位调整性能仅与分束光栅参数相关,便于光路设计。
全息 全息光栅 干涉条纹锁定 分束光栅 叠栅条纹 基于光声光谱的乙烯探测技术下载:584次
乙烯(C2H4)是石油化工产业中的基本化工原料,具有爆炸性,也常被作为煤层自燃的标识性气体。为实现对低浓度乙烯的检测,搭建了基于近红外可调谐二极管激光器的低成本光声光谱测量系统。通过对乙烯近红外波段吸收谱线的分析,选择了乙烯位于1620.44 nm处的吸收谱线作为测量对象,并结合波长调制吸收技术,使用光声池的共振频率作为激光器的调制频率,利用吸收谱线的二次谐波信号实现了对乙烯浓度的反演。实验结果表明系统对于乙烯的测量准确度为0.688%,探测极限达到了1.16×10-5,对同一样品在30 min之内的连续测量验证了系统良好的稳定性,所有实验结果均显示了该套系统在乙烯痕量探测方面的应用价值。
光谱学 光声光谱 波长调制 乙烯 为满足红外双光栅光谱仪波长重复性±0.05 nm的指标要求,设计了光谱仪的波长扫描机构,分析了影响波长重复性的误差源。根据光谱仪结构特点和指标要求,设计了基于丝杠和摆杆的正弦机构作为波长扫描机构,依据凹面光栅扫描原理,推导了光机参数转换公式,分析了各误差源对波长扫描机构的影响。分析结果表明,在丝杠重复定位精度为±1.2 μm时,光谱仪在760~2200 nm波段范围内的重复性应优于±0.05 nm。设计了红外双光栅光谱仪原理样机,并进行了实验验证。以汞灯为光源对其多个特征波长进行7次扫描,计算波长扫描机构在特征波长处的波长重复性。实验结果表明,光谱仪的波长重复性为-0.038~0.041 nm,波长扫描机构满足使用要求。
光谱学 双光栅光谱仪 凹面光栅 正弦机构 误差分析 基于Voigt函数拟合的拉曼光谱谱峰判别方法下载:1353次
提出了一种新的拉曼光谱谱峰判别算法,采用Voigt函数作为拟合函数,对小波变换脊线寻峰后得到的谱峰进行拟合处理,将拟合前后的谱峰相似度作为判别谱峰的依据,可有效识别与噪声幅值相近的小幅值拉曼信号。通过与已有的两种谱峰判别方法进行对比,在误判率为5%的情况下,该算法准确率提高了60%;在准确率高于90%的情况下,该算法误判率降低了10%。
光谱学 拉曼光谱 Voigt函数拟合 拉曼谱峰判别 L-M算法