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 2019, 46(2)

MORE

中国激光 第46卷 第2期

作者单位
摘要
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
搭建了调制光栅Y分支(MGY)可调谐激光器高精准波长调谐系统,实现了粗扫描结合细扫描的高精度波长扫描标定。在此基础上,对MGY激光器输出波长以及内置法布里-珀罗(F-P)标准具的温度漂移特性进行分析,发现MGY激光器输出波长与温度具有良好的线性关系,且其输出波长曲线的斜率不变,截距随温度线性变化。研究了基于外部气体吸收基准的高精准波长校准方法,并进行实验测试。研究结果表明,在-25~+75 ℃温度范围内,波长扫描范围为40 nm时,所搭建系统的调谐线性度优于0.9999,调谐波长精度优于0.18 pm,准确度优于0.12 pm。
激光器 半导体激光器 光谱分析 光纤光栅解调 波长调谐 
中国激光
2019, 46(2): 0201001
作者单位
摘要
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
基于自动紫外预电离的放电引发方式,研制出紧凑型闭环高重复频率非链式HF化学激光器。该激光器采用非对称电极结构,放电腔室的尺寸为12 mm×17 mm×460 mm。为了实现重复频率运行过程中放电区气体的快速置换,循环气体垂直于光轴流过放电区,气体流速约为9 m/s。当总气压为14 kPa时,在摩尔分数分别为92%和8%的SF6和C2H6混合气体中,100 Hz重复频率脉冲HF激光器的输出功率为50 W。
激光器 中红外激光 HF化学激光器 放电引发 紫外预电离 
中国激光
2019, 46(2): 0201002
罗雪雪 1,*奚小明 1,2,3,*史尘 1,2,3王小林 1,2,3,*[ ... ]许晓军 1,2,3
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 湖南 长沙 410073
3 高能激光技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
利用波长为976 nm的抽运源对基于纤芯/内包层直径为20/400 μm的增益光纤放大器进行双向抽运,通过优化光纤弯曲半径,合理选择抽运方式并优化抽运功率配比,可有效抑制横向模式不稳定效应和受激拉曼散射,获得了输出功率大于3 kW的近单模全光纤放大器。光纤放大器的光-光转换效率约为73%,受激拉曼散射抑制比为20 dB,光束质量因子小于1.7,时/频域上没有出现模式不稳定现象。对该放大器进行10 h的连续测试,结果表明,该激光器性能稳定,有望用于工业加工等领域。
光纤光学 光纤放大器 模式不稳定 非线性效应 
中国激光
2019, 46(2): 0201004
赵小丽 1,2,*张钰民 1,2宋言明 1,2骆飞 1,2祝连庆 1,2,*
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室, 北京 100192
2 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室, 北京 100016
提出了一种具有多波长可切换特性的掺铒光纤激光器,基于模场失配原理,利用无芯光纤结合保偏光纤构成一种光纤内马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构。通过调节MZI结构的曲率半径和偏振控制器,可得到稳定可切换的多波长掺铒光纤激光输出。输出多波长激光的最大波长间隔为40.184 nm,边模抑制比均大于50 dB。对输出激光的波长稳定性进行测试,在1 h内波长漂移量的最大值小于0.06 nm。研究结果表明,所提出的可切换多波长光纤激光器具有较大的输出波长范围和波长间隔、较高的边模抑制比及输出性能稳定等优点。
激光器 光纤激光器 可切换多波长 无芯光纤 保偏光纤 马赫-曾德尔干涉仪 
中国激光
2019, 46(2): 0201005
作者单位
摘要
1 华北理工大学电气工程学院, 河北 唐山 063210
2 卡尔加里大学机械及制造工程系, 阿尔伯塔 卡尔加里 T2N 1N4
飞秒激光加工单晶硅材料过程中会伴随产生等离子体,通过CCD相机采集等离子体的光辐射信号得到等离子体光斑图像。针对光斑图像边缘与背景区域对比度不明显、信噪比低的特点,对光斑图像进行增强处理,并进一步对光斑图像亮度特征进行分析。首先,对原始光斑图像进行滤波,采用主成分分析方法将其增强,对得到的第一主成分图像进行伪彩色处理,以便于分析其能量分布,并依据其能量分布信息将光斑的核心区域分割出来。其次,分别计算原始光斑图像的质心、长轴以及核心烧蚀区的质心与长短轴,分析图像的几何特征,据此判断激光烧蚀加工的方向。再次,采用Niblack分割方法分割原始图像的灰度图,基于分割后的二值图像掩模亮度信息,得到光斑图像的亮度特征。最后,分析光斑亮度特征与激光烧蚀加工方向、激光功率的关系。亮度特征与加工方向的相关系数小于0.09,与激光功率的相关系数大于0.5。结果表明:光斑图像的亮度特征不受加工方向的影响,光斑亮度特征具有较强的稳定性,可用于激光烧蚀功率的识别。
超快光学 飞秒激光 等离子体光斑 图像增强 光斑亮度 加工方向 
中国激光
2019, 46(2): 0202001
马瑞芩 1,2,*张凯 1,2韦辉亮 1,2刘婷婷 1,2,*廖文和 1,2
作者单位
摘要
1 南京理工大学机械工程学院, 江苏 南京 210094
2 数控成形技术与装备国家地方联合工程实验室, 江苏 南京 210094
基于数值仿真和实验研究了Al2O3陶瓷激光选区熔化(SLM)成形表面凝固组织的形成机理。结果表明:Al2O3陶瓷SLM成形具备发生贝纳德-马兰戈尼表面失稳的条件,随着激光能量减小,对流接近稳态;基板预热能够改变贝纳德-马兰戈尼对流状态;低激光功率、快扫描速度、低预热温度有助于形成稳态液体表面的层流流动。
激光技术 表面微观组织 激光选区熔化 陶瓷 贝纳德-马兰戈尼失稳 马兰戈尼数 
中国激光
2019, 46(2): 0202002
作者单位
摘要
1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 江苏科技大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
3 浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室, 浙江 杭州 310012
为提高6061铝合金的焊缝质量,采用纳秒脉冲激光预处理6061铝合金表面,利用扫描电子显微镜观察其表面形貌,研究了不同激光参数下氧元素的线、面含量及分布;为了验证清洗效果,进行了焊接实验。结果表明:最优的激光预处理参数为:激光功率15 W,清洗5次。在最优的加工参数下,表面氧元素的质量分数为3.23%,氧主要分布在光斑搭接处,铝合金焊缝平滑均匀,无明显的缺陷存在;激光预处理后,铝合金表面的氧元素含量越低,焊缝质量越高;分布于光斑周围的少量氧元素不影响焊接效果。
激光技术 激光清洗 面能谱 焊缝质量 6061铝合金 氧化膜 
中国激光
2019, 46(2): 0202003
作者单位
摘要
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薄膜光学实验室, 上海 201800
用磁控溅射的方法在石英基底上制备了金(Au)膜,研究了Au膜在近激光损伤阈值(LIDT)飞秒脉冲激光辐照下的物相结构和表面形貌。结果表明:所制备的Au膜为(111)面取向生长的薄膜;近LIDT的激光辐照使辐照区的Au膜形成大晶粒,并由(111)单一取向变为多晶结构;Au膜晶粒尺寸的增大会导致表面粗糙度增加。实验结果为明确Au膜在飞秒激光作用下的损伤过程及后期应用提供了依据。
薄膜 飞秒激光 激光损伤阈值 损伤形貌 
中国激光
2019, 46(2): 0203001
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
通过分子束外延(MBE)生长技术,在GaAs(100)基片上生长出单晶InxGa1-xAs薄膜,利用反射高能电子衍射仪(RHEED)实时监控薄膜生长情况。对InxGa1-xAs薄膜进行了X射线衍射(XRD)测试,结果显示该薄膜为高质量薄膜,且In组分(原子数分数)为0.51。光致发光(PL)光谱测试结果表明,室温下发光峰位约为1.55 μm;由于InxGa1-xAs薄膜中存在压应变,光谱峰位出现蓝移。Raman光谱显示GaAs-like横向光学声子(TO)模式的峰出现了明显展宽,验证了InxGa1-xAs薄膜中存在应变。
薄膜 应变 拉曼光谱 光致发光 分子束外延 实时监测 
中国激光
2019, 46(2): 0203002
作者单位
摘要
1 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室, 浙江 杭州 310014
2 浙江工业大学之江学院, 浙江 绍兴 312030
基于Reynolds方程和P-C(Patir and Cheng)模型,分别建立了织构表面在流体动压润滑及混合润滑状态下的理论模型。采用有限差分法并结合数值迭代,利用Matlab编程对模型进行计算,获得计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准。采用飞秒激光加工工艺,在氧化锆(ZrO2)增强HA(Hydroxyapatite,羟基磷灰石)生物陶瓷涂层表面,加工出具有不同排布方式的椭圆形织构阵列和不同面覆率的圆形织构阵列。在往复实验平台进行摩擦磨损实验,利用三维轮廓仪表征涂层的磨损深度,并验证了数值模型。
飞秒激光加工 表面织构 HA复合陶瓷涂层 润滑模型 摩擦磨损性能 
中国激光
2019, 46(2): 0203003
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004
2 上海微电子装备(集团)股份有限公司, 上海 201203
设计了一个基于二维光栅的高精度位置测量系统的硬件在环仿真平台,分析了测量模型在编程过程中产生误差的原因,并使用该仿真平台测试了模型的精度和运算时间。结果表明,当计算频率为20 kHz时,测量模型的编程精度优于0.79 nm,测量机箱引起的误差为8.84×10 -7 nm。该仿真平台能够有效地检测基于二维光栅的测量模型在编程过程中产生的误差,并测试模型运算时间。
测量 精密测量 二维光栅 硬件在环 光刻机 
中国激光
2019, 46(2): 0204001
作者单位
摘要
1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621000
2 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
提出了一种基于微振镜结构光的三维重建方法。使用微振镜结构光快速获取图像数据,基于多频外差的方法对物体进行三维重建,使用基于点对特征三维特征匹配的方式对获取的三维数据与基准模型进行匹配和定位操作,获取了任意放置的物体在机器人坐标系中的三维坐标和法线信息。实验结果表明,基于微振镜结构光的方式可以获得0.1 mm左右的重建精度,处理时间约为0.4 s,可以满足大多数工业机器人物体定位抓取的要求。
测量 微振镜 结构光三维重建 三维匹配 机器人抓取 
中国激光
2019, 46(2): 0204002
作者单位
摘要
1 长春理工大学机电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
提出了基于iGPS(indoor Global Positioning System)世界坐标系进行点云拼接的方法,建立了点云拼接数学模型,并求解拼接模型中的坐标转换关系。基于标准球测量实验,分别实现了基于机器人基坐标系的点云拼接和基于iGPS世界坐标系的点云拼接。研究结果表明,基于iGPS世界坐标系的点云拼接方法不受机器人定位精度的影响,拼接精度更高。
测量 机器人 点云拼接 拼接精度 
中国激光
2019, 46(2): 0204003
作者单位
摘要
南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
提出了一种用于大面积高反物体的三维形貌测量方法。基于双色反射模型理论,提取了相机采集的条纹图像的漫反射分量,通过改进的反射分量分离算法对图像进行反射分量分离;对反射分量分离产生的图像空洞采用改进的种子填充算法进行修补;用三步相移结合质量引导算法得到连续相位,由系统标定的相位高度映射关系得到物体的高度信息。实验结果表明:所提方法实测误差约为0.23 mm,消除了93%~97%的高光像素,有效克服了反射光的干扰,对大面积反射光具有较好的稳健性。
测量 高反物体 高光消除 空洞修补 
中国激光
2019, 46(2): 0204004
作者单位
摘要
长春理工大学机电工程学院, 吉林 长春 130022
针对带有深孔特征的异型曲面三维形貌的测量需求,提出基于CAD(Computer Aided Design)数模提取信息进行自适应布点的方法和基于法向精度控制的轨迹规划测量方法。通过对机器人的位移-时间、速度-时间与加速度-时间曲线的仿真分析,验证了运用高阶多项式插值法可得到平滑的轨迹曲线。通过基于法向精度控制的形貌测量实验分析形貌测量过程中TCP(Tool Centror Point)的位置偏差与角度偏差,发现位置偏差小于0.092 mm,角度偏差在0.19°内,证明了所提方法的可行性。
测量 形貌测量 机器人 轨迹规划 
中国激光
2019, 46(2): 0204005
陈晓 1,2,*李世光 1,*朱小磊 1,*马秀华 1[ ... ]陈卫标 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于长程气体吸收池技术,搭建了针对波长为1572 nm的单频激光的光谱纯度测量装置,理论分析了测量精度的影响因素,并推导出误差计算公式。结果表明,该装置可精确测量光谱纯度为90%~99.999%的激光输出。使用该装置对1572 nm种子注入光参量振荡器输出的单频纳秒脉冲进行测量,测得其光谱纯度为(99.996±0.0005)%,达到工业应用的要求。
测量 脉冲激光 光谱纯度 吸收池 误差分析 
中国激光
2019, 46(2): 0204006
作者单位
摘要
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
基于粒子图像测速(PIV)技术,测量了闭合循环脉冲XeF(C-A)蓝绿准分子激光器增益区的流场。研究了放电区域内流场中心区、近激光窗口区和过渡区在未放电条件下定常流场的流速特征及放电后不同时刻的流场形态,分析了放电后流场的恢复时间与风机转动频率、放电电压的关系。结果表明:在近窗口区域,存在流速缓慢的涡流;在流场中心区,流速较大且分布均匀;放电后瞬态出现了流速极慢的流场停滞现象。
测量 气体激光器 流场 流速 
中国激光
2019, 46(2): 0204007
作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为实现大口径光学元件波前功率谱密度(PSD)的高精度、低成本检测,提出了一种将干涉与拼接技术结合的检测方法。推导了波前PSD的计算方法,提出了基于相关匹配的子孔径拼接算法,分析了拼接干涉检测的误差来源。对拼接检测算法进行了仿真验证,结果表明,拼接检测的波前畸变峰谷值(dpv)与PSD的均方根值(PRMS)的相对偏差分别为1.2%和0.1%。采用口径为620 mm×450 mm光学元件开展了5次拼接检测实验,比较了拼接检测与全口径直接检测结果,两者分布一致, dpv偏差不大于0.012λ(λ=632.8 nm),PRMS偏差不大于0.03 nm,表明该算法稳定可靠,可实现大口径光学元件波前PSD的拼接检测。
测量 子孔径拼接 相关匹配 功率谱密度 波前测量 
中国激光
2019, 46(2): 0204008
作者单位
摘要
1 南京理工大学理学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
基于激光超声方法,对裂纹在加热光辐照及自然冷却条件下的透射超声信号进行了实时监测。在不同功率加热光辐照下,得到了裂纹壁上的突起在裂纹受加热光辐照闭合时的三种典型的变化过程,对所产生的三种典型的变化过程的成因进行了分析与讨论。研究结果表明,裂纹在加热光辐照及自然冷却条件下的变化均与裂纹在未加热时的初始形貌特征有关。
测量 激光超声 无损检测 声表面波 峰峰值 
中国激光
2019, 46(2): 0204009
李桂运 1,2,*谷利元 1,2胡敬佩 1朱玲琳 1[ ... ]黄惠杰 1,2
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与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于柱面透镜修正Otto结构产生的表面等离子体共振(SPR)效应,提出一种测量金属薄膜厚度的方法。该方法无需用s偏振光提取背景光强,可直接利用在p偏振光入射条件下得到的单幅SPR吸收图像拟合背景光强,进而得到竖直方向上的归一化反射率曲线。从而建立光学薄膜模型并拟合了反射率曲线,反演出待测金属薄膜的厚度参数。实验对一个纳米级厚度的Au膜样品进行测量,测量结果表明,Au膜的平均厚度与商用光谱椭偏仪的测量结果之差为0.1 nm,验证了该方法的有效性。
表面等离子体共振效应 柱面透镜 金属薄膜 厚度测量 
中国激光
2019, 46(2): 0204010
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光电探测技术研究部, 吉林 长春 130039
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于模场匹配原理,分析了倾斜像差对耦合效率的影响,并在理论分析的基础上,对激光章动跟踪方法进行了仿真分析,研究了章动算法参数对算法动态性能的影响。利用快速反射镜和PIN(Positive-Intrinsic-Negative)光电二极管对仿真分析结果进行实验验证。结果表明,章动半径与收敛速度成反比,同时半径增大会引起稳态振荡幅度增大,而采样点数的增多会导致算法收敛速度下降。此外,所提算法对一定范围内的动态扰动有明显的抑制作用。
光通信 自由空间光通信 单模光纤耦合 激光章动 能量反馈 快速反射镜 
中国激光
2019, 46(2): 0206001
作者单位
摘要
重庆大学光电工程学院教育部重点实验室, 重庆 400044
分析了光纤布拉格光栅(FBG)反射光谱的获取方式,根据反射光谱的特征,提出了利用相关系数改进FBG应变分布解调算法中优化目标函数的理论方法。结合差分进化算法,对改进算法与传统算法的性能进行了对比仿真。仿真结果表明,传统算法仅适用于能获知FBG真实反射率的情况,而改进算法还适用于无法获知FBG真实反射率的情况,所提方法提升了FBG应变分布解调算法的实际应用能力。
光纤光学 光纤布拉格光栅 非均匀应变分布 差分进化 解调 
中国激光
2019, 46(2): 0206002
作者单位
摘要
西安建筑科技大学理学院, 陕西 西安 710055
基于模式耦合原理,计算得到声光可调谐滤波器输出波形的第一侧瓣高达-9.5 dB,实验得到该结果约为-8 dB;阐明了侧瓣产生的机理,并提出了一种通过改变三处光波导宽度来弯曲螺线的方法。结果表明,通过改变三处光波导宽度的方法可使声光可调谐滤波器输出波形的侧瓣高度降低到-23 dB。
集成光学 模式耦合 声光可调谐滤波器 光波导宽度 侧瓣降低 
中国激光
2019, 46(2): 0206003
张子玄 1,2,*贾建军 1,2,*强佳 1张亮 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种白天信标光图像跟踪算法。分析了太阳光反射进相机视场的噪声以及探测器噪声在空域和频域的特点,使用两个频域滤波器检测候选区域。研究结果表明,所提算法具有较高的精度、较快的速度以及较高的可靠性,可用于白天环境下星地信标光的跟踪探测。
光通信 捕获跟踪瞄准系统 信标光跟踪 频域滤波 
中国激光
2019, 46(2): 0206004
作者单位
摘要
1 吉林工程技术师范学院电气工程学院, 吉林 长春 130052
2 长春理工大学机电工程学院, 吉林 长春 130022
3 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
针对激光通信系统视场角小的特点和地球静止轨道外热流变化的情况,提出了在地球静止轨道激光通信系统的内壁添加栅板的遮光罩优化设计方案。采用能束均匀分布法,以光学天线主镜为例,进行了遮光罩的二次辐射分析,以能量遮挡率不高于3%为约束条件,得出了优化后的遮光罩结构。由优化后的遮光罩主镜、次镜温度水平和主镜、次镜温度差的仿真结果可知,与传统空心圆柱形遮光罩相比,所设计的遮光罩可以使激光通信可通率从81.51%提高到92.17%。
光通信 遮光罩 二次辐射 栅板 可通率 
中国激光
2019, 46(2): 0206005
作者单位
摘要
1 南京理工大学材料科学与工程学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学受控电弧智能增材技术工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
以激光功率、激光脉冲频率、扫描速度为优化变量,建立了激光离体皮肤组织融合工艺参数的多目标优化模型。基于MATLAB软件,应用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)寻求帕累托最优解集,得到了最优工艺参数,分析了优化目标对工艺参数变化的响应灵敏度。在优化的工艺参数下,测试了切口黏结强度,分析了微观组织。结果表明:切口黏结强度对激光工艺参数具有更高的灵敏度,激光功率对切口黏结强度、组织峰值温度的影响比较显著;所提优化工艺可以实现离体皮肤组织的全层融合,在组织峰值温度降低的情况下,离体皮肤组织切口的黏结强度比单目标优化结果提高了5.6%。
医用光学 多目标优化 响应面法 NSGA-Ⅱ 激光组织融合 
中国激光
2019, 46(2): 0207001
作者单位
摘要
中国传媒大学理工学部, 北京 100024
提出一种在非线性光子晶体中实现非线性衍射高阶次谐波的方案。基于观察到的多个锥形四次谐波,理论分析了实现五次谐波和六次谐波的可行性。当仅有一种激光光束入射到非线性光子晶体中时,可观察到红、绿和蓝锥形光的同时输出,这可为环形三基色、连续环形谐波以及环形白色光源的实现提供参考。其中,蓝色锥形光波可能源于有倒易矢量参与的级联五次非线性衍射谐波过程。同一基频波长下非线性切伦科夫五次谐波的辐射锥角均大于低阶次谐波的辐射角,且不同基频波长下的非线性切伦科夫五次谐波存在最小的辐射锥角。当入射基频波长为3319.5 nm时,五次谐波中e光的形成过程为非线性布拉格衍射,这可为六次非线性衍射谐波的产生提供有利条件。
非线性光学 高阶次谐波 非线性光子晶体 非线性衍射 分形超晶格结构 非线性切伦科夫辐射 
中国激光
2019, 46(2): 0208001
作者单位
摘要
1 长春理工大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
采用随机抽样拟合相函数的蒙特卡罗仿真方法,模拟了偏振光经过椭球形粒子发生多次散射后的偏振特性,并通过实验验证了其正确性。以长、短轴比为1.5的椭球形酵母菌粒子为研究对象,研究了激光在椭球形粒子烟雾中传输时的偏振特性。研究了波长为532 nm的0°线偏振光、45°线偏振光以及左旋圆偏振光在椭球形粒子烟雾扩散过程中偏振态的变化情况。结果表明,椭球形粒子的浓度越高,偏振度变化的随机性越大,且圆偏振光的保偏性优于线偏振光。在相同浓度下,不同起偏角度的线偏振光对偏振态的影响差别不大。
散射 偏振传输特性 偏振度 蒙特卡罗仿真 椭球形粒子 
中国激光
2019, 46(2): 0208002
作者单位
摘要
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
基于受激拉曼散射(SRS),研究了一种获得多光谱激光的方法。以Nd∶YAG的二倍频532 nm激光为抽运光,以高压CO2作为拉曼活性介质,最多可同时输出位于390~755 nm的10种波长。通过优化CO2压力,得到一级斯托克斯光(S1,574 nm)、二级斯托克斯光(S2,624 nm)和三级斯托克斯光(S3,683 nm)的最大光子转换效率分别为36.6%、19.6%和11.2%。
激光光学 受激拉曼散射 二氧化碳 一级斯托克斯光 高级斯托克斯光 反斯托克斯光 
中国激光
2019, 46(2): 0208003
作者单位
摘要
上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
研究了傅里叶空间不同纯相位编码方法对产生圆对称艾里光束的影响,详细分析了目前常用的编码方法,并引入了另一种已有的编码方法与常用方法进行比较,研究发现这两种方法都能产生高质量的圆对称艾里光束。其中常用方法产生的光束理论上质量相对较高,且受光束参数影响较小,适应性广,但衍射效率低;另一种编码方法产生的光束质量理论上相对较差,且对光束参数的选择有一定要求,但优点是衍射效率高,约为原方法的2.4倍,对于激光加工、非线性激发等应用有较大的优势。使用两种方法实验产生了圆对称艾里光束,发现常用的编码方法衍射效率低使得实际光束的质量受噪音影响较大,而另一种编码方法产生的光束与理论结果吻合较好,实验验证了此种编码方法的可用性。
全息 圆对称艾里光束 纯相位编码 光束质量 衍射效率 
中国激光
2019, 46(2): 0209001
作者单位
摘要
中国人民解放军陆军装甲兵学院信息通信系, 北京 100072
简要介绍了有效视差图像分割与重组(EPISM)的单步全息体视图打印方法的基本原理,分析了EPISM方法对不同场景深度再现质量变化的影响。研究了基于EPISM方法的全息体视图视觉跳变问题产生的原因,分析了全息体视图的曲率失真问题,验证了曲率失真对全息体视图再现质量的影响。通过减小全息单元尺寸进行了实验验证,有效提高了较短深度三维场景的再现质量。
全息 全息体视图 场景深度 视觉跳变 曲率失真 
中国激光
2019, 46(2): 0209002
作者单位
摘要
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
针对传统特征表征能力较弱的问题,提出了一种基于多层深度特征融合的极化合成孔径雷达图像语义分割方法;利用经过预训练的VGG-Net-16模型提取表征能力更强的多层图像特征,再将各层深度特征分别用于训练对应的条件随机场模型,最后将多个条件随机场模型的输出结果进行融合,实现了最终的图像语义分割。结果表明:与基于传统经典特征的方法相比,所提方法取得了最高的总体分类精度,说明所提方法采用的融合特征具有比传统特征更强的表征能力。
图像处理 多层深度特征融合 语义分割 条件随机场 卷积神经网络 
中国激光
2019, 46(2): 0210001
作者单位
摘要
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
设计了一种光子晶体光纤(PCF)结构,基于新结构PCF和表面等离子体共振(SPR)效应实现了温度与磁场双参量传感。采用全矢量有限元方法对该传感器的理论模型进行了分析,结果表明,当温度在20~50 ℃内时,传感器的温度灵敏度可达-493.6 pm/℃;当磁感应强度在20~300 Oe内时,传感器的磁场灵敏度可达82.69 pm/Oe。
传感器 光子晶体光纤 表面等离子体共振 磁流体 光纤传感 双参量传感 
中国激光
2019, 46(2): 0210002
作者单位
摘要
1 湖南人文科技学院信息学院, 湖南 娄底 417000
2 中南大学信息科学与工程学院, 湖南 长沙 410083
3 楚天科技股份有限公司研发中心, 湖南 长沙 410600
构建了一个开放单光路短光程激光检测平台,提出了一种基于线型的Levenberg-Marquardt(L-M)算法,以洛伦兹线型和高斯线型的二阶导数作为L-M算法的拟合函数,对氧气体积分数为0%~21%的样本进行校正。结果表明:在基于洛伦兹线型的L-M算法校正中,氧气含量-二次谐波峰值的拟合系数最高,为0.9995;以洛伦兹线型为优化依据,对含氧气体积分数为1%的样品进行了多次测量,校正处理前后预测的氧气体积分数最大偏差分别为0.38%和0.22%,预测的均方根误差分别为0.25%和0.16%。
光谱学 基线校正 Levenberg-Marquardt算法 氧气含量 波长调制光谱 
中国激光
2019, 46(2): 0211001
齐洪霞 1,2,*赵亮 1,2金川琳 1,2何郡桐 1,2[ ... ]金明星 1,2,*
作者单位
摘要
1 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
2 吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春130012
使用纳秒激光激发铝箔产生等离子体,对铝箔进行加热,研究样品温度对激光诱导击穿光谱强度和信噪比的影响;对烧蚀坑的直径进行测量,观察烧蚀坑直径随温度的变化。结果表明:铝的两条谱线强度和信噪比均随温度升高而增大,烧蚀坑尺寸也随温度升高而增大。证实了加热样品可以提高激光诱导击穿光谱的灵敏度。
光谱学 激光诱导击穿光谱 样品温度 光谱强度 信噪比 烧蚀坑直径 
中国激光
2019, 46(2): 0211002
作者单位
摘要
南京理工大学化工学院, 江苏 南京 210094
以不同孔径的阳极氧化铝(AAO)多孔材料作为研究对象,基于高速摄影和原子发射光谱分别研究了AAO孔径对激光诱导等离子体形态演变和温度的影响,利用吸收光谱及时域有限差分法对样品的光反射率进行测试与仿真分析。研究结果表明:在一定的孔径范围内,随着AAO孔径减小,等离子体的存在时间变长,光谱谱线强度变大,等离子体的电子温度升高;AAO的等离子体参数均大于抛光铝片的,其电子温度比抛光铝片的高2000~3500 K;在一定的孔径范围内,AAO孔径越小,光在样品内部的吸收系数越高,解释了等离子体增强的原因。
光谱学 激光物理 激光等离子体 电子温度 发射光谱 时域有限差分法 反射率 
中国激光
2019, 46(2): 0211003
钱源 1,2,3,*梁世勇 1,2,3黄垚 1,2管桦 1,2高克林 1,2,*
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 430071
2 中国科学院武汉物理与数学研究所原子频标重点实验室, 湖北 武汉 430071
3 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了一种简单的激光器频率锁定方法,该方法直接将多路激光器频率锁定到波长计。为了测量激光频率的锁定效果,当频率锁定时,利用参考于氢钟的飞秒光梳测量其频率。研究结果表明:锁定到波长计的548 nm光纤激光器的频率抖动在1 MHz以内,阿仑方差在20 s时可达到5×10 -11;397 nm和866 nm可调谐半导体激光器的频率抖动在±5 MHz以内,长期漂移速度小于2 MHz/h。
原子与分子物理学 激光稳频 光频标 囚禁离子 波长计 
中国激光
2019, 46(2): 0211004
作者单位
摘要
1 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
2 长春理工大学材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022
采用Ar等离子体处理GaAs纳米线,通过光致发光测试研究了等离子体偏压功率对GaAs纳米线发光性能的影响。在不同测试温度和不同激发功率密度下,研究了发光光谱各个发光峰的来源和机制。研究结果表明:随着功率增加,GaAs自由激子发光逐渐消失,束缚激子发光强度先减小后增大;当功率增加到200 W时,出现施主-受主对(DAP)发光。通过对比不同样品在283 ℃下的发光光谱,得到了等离子体处理过程中GaAs纳米线的结构变化:当处理功率较小时,Ar等离子体在消除表面态的同时将空位缺陷引入GaAs中;当处理功率较大时,GaAs的晶体结构遭到破坏,形成施主类型的缺陷,出现DAP发光。
光谱学 GaAs纳米线 Ar等离子体处理 光致发光 缺陷 偏压功率 
中国激光
2019, 46(2): 0211005
作者单位
摘要
1 燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 河北科技大学信息科学与工程学院, 河北 石家庄 050018
3 河北先河环保科技股份有限公司, 河北 石家庄 050000
基于表面等离激元在亚波长结构的传输特性,提出了一种含双金属挡板的金属-电介质-金属(MDM)波导耦合方形腔结构。法布里-珀罗(F-P)谐振腔产生的宽连续态与由方形谐振腔产生的窄离散态干涉相消,形成了Fano共振。基于耦合模理论,定性分析了该结构Fano共振的产生机理。利用有限元法对该结构进行了仿真,定量分析了结构参数对折射率传感特性的影响。结果表明,优化参数后该结构的折射率灵敏度高达1080 nm/RIU,优质因子高达7.35×10 5
表面光学 表面等离极化激元 波导 双金属挡板 方形腔 Fano共振 
中国激光
2019, 46(2): 0213001
作者单位
摘要
福州大学物理与信息工程学院, 福建 福州 350108
采用电极火花放电法和溶胶-凝胶法制备了直径均为206 μm的SiO2微球腔和TiO2-SiO2混合微球腔,测得它们在1550 nm处的品质因子分别为2.15×10 7和1.36×10 6。宽带谐振透射谱显示,与相同尺寸的SiO2微球腔相比,混合腔中高阶回音壁模式的谐振峰吸收深度比增大,有效激发了高阶模式; 另外,谐振波长平均红移了0.706 nm,对应的自由光谱范围减小了0.020 nm,表明TiO2薄膜能有效调节SiO2微球腔的谐振特性。直径为134 μm的微球腔的谐振波长平均红移量和自由光谱范围平均减小量分别为1.012 nm和0.022 nm,表明小尺寸微球腔具有更强的谐振调节能力。
光谱学 高阶回音壁模式 溶胶-凝胶法 混合微球腔 谐振调节 TiO2薄膜 
中国激光
2019, 46(2): 0213002
作者单位
摘要
1 中国科学院电子学研究所先进激光及探测技术部, 北京 100190
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院, 北京 100049
采用平面光栅搭建外腔压窄单巴条半导体激光器线宽,得到中心波长为 766.5 nm、线宽为0.12 nm的抽运光。抽运光经光束整形后聚焦到长度为8 mm的钾蒸气室中心,蒸气室内充有600 Torr (1 Torr=133.322 Pa)氦气作为缓冲气体。保持钾蒸气室温度为190 ℃,获得了中心波长为769.9 nm 、功率为138 mW的线偏振钾激光输出。
激光器 半导体抽运 碱蒸气激光器 钾蒸气 无烃化 
中国激光
2019, 46(2): 0215001