单聪淼   孙华燕   赵延仲   陈建彪  

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本文利用物理光学的相关知识以及Collins衍射积分公式和硬边光阑的复高斯函数分解法，推导得到相干基模高斯光束通过卡塞格伦镜头原路返回点处的反射光时间分布的解析表达。数值仿真分析了条纹间距和中心遮挡比对卡塞格伦镜头反射光时间分布的影响，设计实验并对数值计算结果进行验证。结果表明，条纹间距增大，卡塞格伦镜头反射光的时间分布峰峰数目减少、峰值光强减小，回波曲线包络中的频率点分量减少；中心遮挡比增大将引起反射光时间分布的能量和频率分量的丢失；随着扫描速度的增大，回波信号的分布变得密集，呈现方差减小、偏度和峰度增大的趋势；卡塞格伦镜头和透射式镜头的回波信号的峰度特征在数值上差异明显，可以通过回波信号的统计特征将折返式镜头目标和透射式镜头目标区分开来。本文获得的结果对激光主动干涉探测识别技术的应用具有意义。

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刘海华   姜宁   郝云   王传洋  

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激光透射焊接中，试件表面是凹凸不平的曲面，两试件的不完全接触会阻碍热量的传递，使得实际焊缝宽度小于理想模拟焊缝宽度。本文研究了激光功率、焊接速度和夹紧力对接触热导率的影响规律。构建了试件三维表面粗糙模型。采用FLUENT软件，构建了瞬态有限元模型，利用C语言编程实现移动高斯体热源的加载，得到理论焊缝宽度，与实际焊缝宽度进行对比得到接触热导率。应用半导体激光器进行了透射焊接实验，对激光功率、焊接速度和夹紧力三个因素进行单因素试验，确定不同影响因素的工艺参数范围。利用曲面响应法作为焊接实验数据的分析方法，建立各个焊接工艺参数对接触热导率影响的数学模型，得到接触热导率的二次多项式经验模型的回归方程。对实验结果和仿真模拟结果进行了对比与分析，结果显示模拟与实验结果相吻合。

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张连平   殷国玲   李凤琴   石柱   卢华东  

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采用自制全固态高功率532 nm单频绿光激光器端面抽运布氏角切割的钛宝石晶体，设计了紧凑稳定、像散自补偿的嵌入式六镜环形谐振腔结构，灵活调节泵浦光与振荡光之间的最佳模式匹配关系，实现了高光束质量、高转换效率的900 nm波段全固态单频可调谐钛宝石激光器。泵浦功率为15 W、输出镜在922 nm处定点透射率为4.5%时，获得了平均输出功率大于2 W、波长可调谐范围介于852 nm到934 nm的宽带可调谐单频红外激光器，长期功率稳定性三小时内优于±0.7%，光束质量因子M2<1.04。

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储玉喜   柴路   甘泽彪   梁晓燕   胡明列   王清月  

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在基于钛宝石啁啾脉冲放大技术获得拍瓦级输出的激光装置中，由于不同光谱发射截面不同和饱和放大的影响，使得放大光谱产生增益窄化和光谱红移。光谱红移效应普遍存在于激光放大过程中，尤其在高能量饱和放大时更加严重。本文基于中国科学院上海光机所5.0PW激光装置的实验结果，针对Apollon-10PW激光装置的光谱控制，理论上提出一种基于光-光同步放大的光谱整形技术来抑制高能量放大过程中的光谱红移。该技术基于传统放大模型，通过在功放级引入短脉冲泵浦，泵浦光和啁啾种子光同步放大的方式抑制光谱红移。该技术无需引入任何其他光学器件，不会引入附加损耗、操作简单。数值模拟结果表明，利用该技术可以有效地对放大的光谱进行整形，抑制光谱红移效应。

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曾雅楠   卢钧盛   刘源   胡晓东   朱芮   苏康艳  

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本文提出一种基于离轴数字全息显微的技术，用于测量液态环境中微粒的三维位置。该技术采用透射式离轴数字全息显微系统，测量方法结合了光程长差分算法和去条纹法。利用光程长差分算法定位微粒内部两点间光程长差分曲线拐点的位置，追踪微粒的轴向位移；对离轴全息图利用去条纹化方法，即频域滤波结合霍夫变换法，获取微粒的横向二维位移。轴向测量中，对比传统数字全息追踪微粒位移的技术，光程长差分算法仅用两点光程长相对运算代替面的运算，提高了测量效率，且不需要对微粒进行自动聚焦，微粒的位置也不受离焦面的限制。本文对微粒进行纳米级三维位移操纵，实验结果表明，光程长差分算法结合去条纹法对液态环境中微粒的位移测量在三维中均能够达到纳米级别。

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王俊达   陈颖   陈向宁  

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研究了互补型双马赫曾德尔调制器(MZM)结构对光子时间拉伸模数转换器(PTS-ADC)的性能影响。通过理论推导验证了互补型双MZM抑制PTS-ADC中二阶谐波产生的原理。设计了一种基于互补型双MZM的PTS-ADC系统，利用Optisystem软件对该系统进行仿真研究，分别对5组不同的输入RF信号进行模数转换(10、15、20、25和30GHz), 对比互补型MZM和单输出MZM作为电光调制器时，系统对RF信号采样恢复的频率值。仿真结果表明，互补型双MZM结构可以有效抑制二阶谐波，提高了PTS-ADC的量化精度。

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黄梦   顾昌晟   孙兵   杨从浩   余柯涵   张祖兴  

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本文采用等离子体增强化学气相沉积法并通过设置等离子体发生器的功率和生长时间来控制石墨烯层数进而生长出高质量、高透明度的石墨烯，并将上述方法制备的石墨烯涂覆于倾斜光纤光栅表面用于低折射率传感。具体实验将3.7 nm厚度的石墨烯（约11层）涂覆在倾斜角度为8°的光纤光栅上，测得在折射率1.33附近，其灵敏度达到-1.57161/RIU，与未镀石墨烯情况下比较发现，灵敏度提高了约20倍。因而在光纤光栅表面涂覆石墨烯可明显提高倾斜光栅在低折射率区域的灵敏度，在生物、化学、食品安全和水环境监测等领域有潜在应用。

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尚秋峰   胡雨婷   刘薇  

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针对目前布里渊光时域分析分布式光纤传感系统存在的实时性较差这一问题，为了减少测量时间，本文提出了一种基于互相关卷积与高阶矩质心计算相结合的布里渊散射谱特征提取方法。将布里渊散射谱沿光纤的扫频数据与理想洛伦兹曲线做卷积，利用卷积结果峰值附近的理想Lorentz线型特征进行高阶矩质心提取，并将提取结果作为布里渊频移的估计值。该方法不同于以往常用的Lorentz拟合，它避免了复杂的迭代求解所造成的测量时间延长，具有更高的实时性。本文搭建了1.5km的Rayleigh-BOTDA温度传感系统进行算法可行性验证，实验证明，该算法具有很高的实时性与良好的测量精度，恰当的点数与阶数选取可将误差控制在1MHz以内。当进行长距离高分辨率的动态测量，不得不加大扫频间隔以减少测量时间时，结合算法的测量误差远小于基于LM算法的Lorentz拟合。

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雷斌   米高阳   胡席远   王春明  

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针对镀锌钢板激光焊接锌蒸汽引发焊接缺陷的问题，本文采用在小孔上方施加平吹辅助气流，维持小孔持续稳定张开并形成稳定锌蒸汽逸出通道的工艺方法。研究了平吹气流对镀锌钢板零间隙激光搭接焊焊缝成形及接头机械性能影响，通过焊接过程实时监测和数值模拟分析了平吹气流对锌蒸汽有效逸出的作用机理。研究表明，对于1mm板厚DP590镀锌钢板零间隙激光搭接焊，平吹辅助气流能有效促进锌蒸汽逸出，获得外观完好、性能较好的搭接接头。

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董月军   唐英杰   任宏亮   卢瑾   覃亚丽   郭淑琴   胡卫生  

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本文基于高阶正交幅度调制（QAM）和大线宽的相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统，提出一种在时域进行无迹卡尔曼滤波的相位噪声补偿算法。该算法在接收端基于训练符号频域卡尔曼滤波实现信道均衡基础上，用较少频域导频数据开销进行频域扩展卡尔曼滤波先补偿相位噪声中的公共相位噪声(CPE)。然后将CPE相位噪声补偿之后数据在时域进行载波间干扰(ICI)相位噪声粗补偿，将粗略相位噪声补偿后的频域数据进行预判决后， 将判决后的时域数据结合接收端原始时域数据，在时域进行无迹卡尔曼滤波以实现ICI相位噪声的精细补偿。可将精细补偿之后的频域数据再进行粗相位噪声补偿进行迭代运算，极大提高了相位噪声的补偿效果。基于50Gb/s CO-OFDM系统进行了传输距离为100km的仿真实验，该算法效果较其他算法相比，频谱利用率极高具有较好的补偿效果。对激光器线宽700kHz且32QAM，经二次迭代后，该相位噪声算法补偿的误码率性能仍可达到前向纠错（FEC）上限。该算法能极大促进大线宽CO-OFDM系统在长距离接入网和城域网中的应用。

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罗燏娟   季小玲   李晓庆  

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海洋湍流中扩展物体漫反射光成像的研究对水下激光瞄准、激光雷达和激光制导等系统应用具有重要意义。本文采用空域滤波方法以满足近轴近似光传输波动方程，并且利用Nikishov提出的海洋湍流功率谱产生随机相位屏，自行编制了海洋湍流中扩展物体漫反射光成像的模拟仿真程序，研究了海洋湍流中扩展物体漫反射光成像质量与海洋湍流参数和接收孔径尺寸的关系。研究表明：本文提出的数值模拟方法是可行和正确的，从而为研究海洋湍流中扩展物体漫反射光成像研究提供了一种方法。此外，随着海水湍流功率谱中温度与盐度起伏贡献比率、海水温度方差耗散率的增大，以及单位质量海水动能耗散率的减小，海洋湍流可见参数减小，成像质量变差。

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于贺   马晓辉   赵鑫   邹永刚   徐英添   徐莉   张贺  

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随着半导体激光器在激光加工，医疗，军事等领域已发挥重大的作用，针对半导体激光器光源研制高效的光纤耦合模块显得十分重要。由于半导体激光器快慢轴方向光束质量相差较大，为完成对半导体激光堆栈的光纤耦合，通常采用棱镜堆对光束整形。本文提出一种填充旋转重排的光束整形技术，基于棱镜内部的全反射和平行平板对光束的偏移作用，利用先填充快轴方向暗区后旋转重排的光束整形技术，可以在避免棱镜堆使用的情况下完成整个光束整形过程。通过该方法，将8个巴条组成的半导体激光堆栈耦合到芯径为200μm，数值孔径为0.22的光纤中，输出功率可达544.47W，光-光转化效率达到85%。

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张学娇   靳一   幺周石   叶青   瞿荣辉   蔡海文  

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研究透明电光陶瓷铌镁酸铅钛酸铅（PMN-PT）在不同温度（275 K-325 K）的电光效应，用压电力显微镜（PFM）观察不同电畴尺寸的陶瓷，测量不同尺寸的陶瓷的电光系数。从铁电角度分析温度对透明陶瓷电的光影响机制，低温下陶瓷的电光系数较大，电光系数随温度升高而降低，且因波段不同变化趋势略有差异，从微观上解释了陶瓷介电性能的变化是不同温度电光性能变化的原因。分析了从红光到近红外及中红外波段电光陶瓷的电光效应，结果表明，PMN-PT对于不同波段的光温度敏感性略有差异。

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季林涛   邹岩   李之通   姜梦华   雷訇   李强  

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增益介质的热效应是制约掠入射板条激光器获得高功率和高光束质量的重要原因。本文采用Nd:YAG和蓝宝石晶体键合的方法，研究掠入射板条激光器增益介质的热效应。理论模拟了Nd:YAG与蓝宝石键合晶体增益介质的温度场分布和热焦距，并与未键合Nd:YAG晶体增益介质进行对比，Nd:YAG晶体键合蓝宝石的热效应明显改善。实验对比了Nd:YAG和蓝宝石键合晶体与未键合Nd:YAG晶体增益介质的输出特性，在相同腔长和泵浦的自由振荡条件下，Nd:YAG和蓝宝石键合晶体的最大稳定输出功率比单块的Nd：YAG晶体提高了26%，当泵浦电流为300A时，前者相对于单块的热焦距增长了69%；在泵浦电流为250A时，Nd:YAG和蓝宝石键合晶体宽度、厚度方向的光束质量的Mx2为1.71和 My2为2.13，未键合Nd:YAG晶体宽度、厚度方向的光束质量Mx2为1.88和My2为2.4。理论分析和实验结果表明Nd:YAG和蓝宝石键合晶体，减小了掠入射板条激光器增益介质的热效应，有利于输出功率和光束质量的提高。

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上官赢   刘朋   张军军   白克强   段军  

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透明材料在航空航天、国防及电子半导体领域具有十分广泛的应用。为了满足其高质量、高效率的应用需求，本文提出了多焦点激光分离厚透明材料的方法。该方法是基于激光热裂纹控制法原理，利用多个环形聚焦镜片组成多焦点透镜，沿透明材料厚度方向形成多个激光焦点，通过降低材料厚度方向上的温度梯度来减小诱导热应力差，实现沿厚度方向控制裂纹走向的目的。通过理论计算与ZEMAX软件模拟相结合的方式，设计了能形成三个焦点的光路系统，并利用该系统进行了夹层玻璃、KDP晶体、超白玻璃等透明材料的切割分离实验。实验结果表明，该方法可以得到分离表面平整光滑，无亚表面损伤，粗糙度小的高质量分离截面，有效解决了单个激光焦点热裂纹分离方法受材料厚度限制的问题，具有很大的应用前景。

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徐亮   周圣丰   杨光   尚纯   雷剑波  

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摘要：为了解决钛合金和A3钢之间的连接问题，进一步增强钢铁合金表面的耐蚀性能，使用A3钢作为基材，铜合金作为过渡层，TC4作为涂层，采用激光熔化沉积技术制备TC4-Cu双相涂层。利用光学显微镜、扫描电镜能谱仪和X射线衍射仪对界面组织、化学成分和组成相进行分析，通过硬度和电化学试验测定涂层的显微硬度和耐蚀性能。结果表明，TC4-Cu-Fe界面发生原子相互扩散，并在界面处形成α-Fe、α-Ti等固溶体来实现界面的冶金结合，且组织细小，过渡层成功阻碍Ti原子向Cu/Fe界面的扩散，涂层的平均显微硬度约为500HV，约为基材A3钢的3倍；TC4-Cu双相涂层的耐蚀性能略高于商用TC4合金，而远高于A3钢。

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陈嘉轲   胡贵军   韩悦羽  

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本文建立了一种基于模式选择性光子灯笼（Photonic lantern , PL）型模式复用/解复用器的3×3模分复用通信实验系统，给出了系统的结构框图并阐述了工作原理。分别利用LP01，LP11a和LP11b模作为独立信道，采用强度调制直接探测（IM-DD）系统，实现了3×4.25Gbps伪随机信号（NRZ码）在10km少模光纤中的良好传输。实验测试了接收信号的波形、眼图和误码特性。实验结果表明：当接收功率分别为-19.1dBm、-15.8dBm、-16.6dBm时，LP01路、LP11a路和LP11b路三路信号的误码率均可达到10^3。

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张文慧   杨文海   史少平   郑耀辉   王雅君  

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在高压缩度光场的制备中，光学参量振荡腔和平衡零拍探测的光学损耗是决定可探测到的实际压缩度的一个重要影响因素。为了避免额外损耗的引入，此处激光束的空间模式匹配效率要求接近100%。为此，本文分析了高压缩度压缩态制备中高斯光束的空间模式匹配问题。通过注入光腰斑位置、大小偏移对模式匹配效率影响的理论分析，我们发现较小的目标腰斑（如光学参量腔）允许注入光腰斑位置和大小的偏移误差范围较小，且模式匹配受腰斑位置偏离度的影响更大，而对于大腰斑（如模式清洁器）的情况则相反；此外，激光光斑的椭圆率和像散、非线性晶体的热效应均会导致模式匹配效率下降。同时，我们还发现通过设计非对称结构的腔型，可以扩大与光学参量腔匹配的激光束腰斑位置的控制范围，更易于实现高的模式匹配效率。综上所述，对于不同结构的腔型，我们可以针对性地控制注入光的腰斑位置和大小，为高效、快速地实现高于99%的模式匹配效率提供理论依据，为高压缩度光场的制备提供前提条件。

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蔡颂   陈根余   周聪   明兴祖  

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理论研究脉冲激光修整青铜金刚石砂轮石墨变质层，应用多脉冲激光修整青铜金刚石砂轮传热物理模型与降温传热物理模型，数值仿真分析了激光功率密度为1.68?108~3.359?108 W/cm2时，金刚石磨粒升温与降温表面温度演化曲线，结果表明金刚石达到石墨化温度时间约为435-440ns，金刚石转变石墨化程度较低，并开展了试验进行验证。提出水柱流辅助脉冲光纤激光修整青铜金刚石砂轮新工艺方法，在砂轮修整中运用液膜快速吸收热量，达到快速冷却效果，降低金刚石达到石墨化温度时间，从而避免高功率激光修整下金刚石出现热传导产生石墨变质层等缺陷，降低金刚石石墨化变质层程度，为脉冲光纤激光修整青铜金刚石砂轮提供指导与优化。

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李涛涛   杨峰   许献磊  

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为解决现有线结构光大尺度测量标定复杂、精度不高的问题，提出了一种基于多视觉线结构光传感器的大尺度、精确测量新方法。多视觉线结构光传感器含1个激光器和多个等间距并排的相机（一主多从），相互间有1/3左右重叠视场(OFOV)，光束覆盖所有相机视宽。传感器标定只需简易的棋盘格靶标，按张氏标定法采集靶标图像、标定传统参数；此外，考虑相机视角的不变性，利用OFOV内标定图像的已知特征角点，经图像配准可标定相邻相机图像拼接的变换矩阵。变换矩阵的逐步连乘得到任意从相机图像转换到主相机成像平面的透视变换模型(PTM)。该方法首先由各相机同步采集大尺度物体的局部光条图像，再利用PTM将所有局部光条快速拼接成完整的光条图像，最终经光条坐标提取、换算得到光条位置的三维坐标。实验结果表明：与已有方法相比，该方法使用简便、精度更高，重构模型平均构造深度与真实模型仅差8%。

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陈晓   谢小兵   谢伟   李世光   马秀华   朱小磊   刘继桥   陈卫标  

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基于光学外差法，设计并搭建了一套激光中心频率实时监测系统，通过将频率特性已知的连续光移频后与待测的单频纳秒脉冲光进行拍频，用光电探测器和数据采集卡记录合成光强信号，分析差频信号的频谱，从而获取待测光的中心频率信息。实验用连续单频输出1.57μm激光器作为参考光源，采用“移频-斩波-自拍频”的方法对测试系统的测试速率和测试精度进行了评估，得出该系统的响应时间为6ms，对于脉宽为30ns左右的激光脉冲，采样率为2GS/s时，测试系统的均方根误差不超过0.07MHz。

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柯熙政   葛甜  

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相比于使用空间结构性器件产生涡旋光，光纤中涡旋光的产生对提高轨道角动量通信系统的性能，降低轨道角动量通信系统的成本等方面有重要的应用价值。少模光纤是一种只存在基模和低阶模式的光纤，本文结合光纤中的耦合模理论和光纤中涡旋光的产生原理，仿真分析了入射角度对少模光纤中一阶模式激发效率的影响，实验验证了少模光纤中一阶模式TM01，TE01和HE21even的产生，并将一阶矢量光束HE21even与HE21odd叠加产生涡旋光。经偏振检测和三角形衍射实验表明，少模光纤产生的涡旋光是圆偏振光，拓扑荷数l=+1。利用少模光纤可为实验产生涡旋光提供一种简单、低成本的方法。

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石铭霄   陈书锦   胡庆贤   刘大双   周方明   李瑞峰   赵 健  

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钢与铌的激光焊接性很差，当激光束直接作用于钢/铌对接面处时，接头中极易生成脆性金属间化合物Fe2Nb，使接头显著脆化，焊后即发生开裂。针对该问题，采用预置中间层的方法进行了钢与铌的焊接，纯铜、纯银、纯钨、纯钒、纯钽和纯钼被选择作为中间层材料连接钢与铌，在被选择的填充金属中，铜和银可以实现钢与铌的连接，其中采用铜作为中间层获得的接头强度最高，其强度峰值达到了250 MPa，因此铜是最优填充金属。随着铜层厚度增加，铜层对于Fe2Nb形成的阻碍作用增强，接头强度也随之提高。但是铜层厚度也不能过大，否则由于激光没有将铜层全部熔化而导致无法实现钢与铌的连接。

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李生民   张圆清  

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摘要 分析了大气激光通信捕获、对准和跟踪系统中以卡塞格林望远系统作为光学天线时，四象限探测器光敏面上环形光斑位置检测误差问题。根据光斑中心遮挡处与死区感应光能量具有等同效应，理论推导出入射环形光斑偏移量与光斑中心坐标、探测器死区宽度和环形光斑内外圆半径关系的数学模型。数值仿真和实验结果表明，环形光斑相比高斯完整光斑的探测线性范围变小，检测灵敏度下降。根据实验条件选择合适的卡式光学天线或者光斑半径大小使得遮光比为30%时探测器的线性范围最大，不会出现非线性误差。并提出环形光斑误差补偿算法克服了光斑中心遮挡带来的位置检测误差，探测器探测精度可达0.0015mm。

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邹广健   张宝富   李诚鑫   滕义超  

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由于数字接收机处理宽带射频信号的需要，针对传统光子压缩采样方法带宽受限于随机解调信号一半，且伪随机序列随机性不够强，造成重构性能不够好的问题，提出混沌光子压缩采样方法，将传统方法中伪随机序列发生器与光调制器产生的光伪随机信号，替换为光电振荡器产生的光混沌信号。搭建光电振荡器仿真系统，产生带宽为30GHz的光混沌信号，利用1.25GHz低速模数转换器，成功对0-10GHz频带内的5个频率随机、幅度随机的频域稀疏信号进行压缩采样和信号重构，并对混沌光子压缩采样的重构性能与传统方法作出详细比较，仿真结果表明该方法可行，且重构概率大于传统方法。

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尹进   朱健强   焦翔   冉钰庭  

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针对环形抛光中抛光盘的面形难以精确控制的问题，以Preston方程和Winkler假定为基础，建立了光学元件抛光的基本模型，通过理论分析和计算机模拟并结合实验，深入研究了环形抛光的系统特性，结果表明，系统存在一个保持盘面面形不变的状态，此时的状态为系统的平衡状态，在平衡状态下抛光工件时无需调整校正板位置即可连续获得高精度平面；在不同的工况下，系统平衡状态时对应的校正板的位置不相同，应用建立的模型定量研究了平衡状态下校正板位置与工件尺寸的关系。实验证明了在平衡状态下抛光工件时工件的面形精度和加工效率都得到了提高。

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姜宁   王传洋  

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传统的激光透射焊接研究中忽略了接触面的三维真实形貌对焊接过程的影响。本文通过焊接拉伸实验、焊缝微观形貌以及材料吸光率三个方面探究了表面质量与焊接质量之间的关系，利用100W，120W，150W，800W，1000W五种型号的金相砂纸获取了不同粗糙度的表面，计算各表面分形维数，基于分形理论构建了相应的几何模型。通过MSC.Marc软件，以高斯面热源以及旋转高斯体热源的组合热源模型进行了无接触模型温度场研究，分析了最高温度随激光功率和焊接速度的变化规律，验证了焊接温度随表面粗糙度的增大而减小的实验假设。

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雷健   王英   陈培锋  

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基于谐振腔内非均匀介质对激光横模的耦合作用，提出了一种用于计算谐振腔内稳定振荡模式的矩阵算法。激光横模在谐振腔内往返传播时，它们的能量在非均匀介质的作用下发生耦合，原本不相干的模式逐渐变得相干。多次往返传播后，各横向模式将按一定的能量比例线性叠加形成稳定振荡的模式。给出了非均匀介质耦合效应的耦合矩阵，并将往返传播的激光场写成了向量形式，用矩阵计算的方式对介质前后的光场变化进行计算。建立了一个稳定平凹腔的模型，对谐振腔内激光场的传播进行了矩阵计算，在不同的条件下计算得到了多个稳定振荡的模式，计算结果与理想模式符合的很好。本文在一定程度上证明了非均匀介质耦合效应的存在，并提供了一种新的快速计算谐振腔内稳定振荡模式的方法。

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丁旭东   张钰民   宋言明   杨润涛   祝连庆  

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本文针对高温条件下应变测量受限问题，在高温条件下对飞秒脉冲激光刻写的Ⅱ型纯石英芯光纤光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）的温度及应变特性进行了研究。结果表明，纯石英芯FBG在20~1000℃温度范围内，表现出良好的线性度，相关系数为0.9996，温度灵敏度14.07pm/℃；在400℃及以下的高温环境中加载均匀应变时，表现出良好的波长稳定性，温度超过500℃时的应变加载导致光纤伸长，引起中心波长的红移。

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彭进   王星星   李刚   崔大田   王孝虎  

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本文借助高速摄像系统对焊接过程的熔池行为进行实时监测，借助SiC颗粒示踪法获得了焊丝填充对熔池表面流动的影响规律。对比分析了激光填丝焊、激光自熔焊对熔池表面波动行为及焊缝成形的影响。进一步分析了焊丝填送模式和送丝角度对熔池表面波动及焊缝成形的影响。结果表明，在没有焊丝送入的激光自熔焊过程，熔池表面液态金属除了向后方流动外，还有流向熔池另一侧的趋势；激光填丝焊，熔池表面金属全部表现为从前向后的快速流动，不再有横向流动的现象。激光自熔焊熔池表面波动比较剧烈，匙孔后方会出现液柱，进而产生焊接飞溅，焊缝表面出现了凹陷的缺陷，这与熔池表面的剧烈波动有直接的关系；而激光填丝焊熔池表面波动相对稳定，焊缝表面成形良好。激光填丝焊过程，焊丝的过渡模式对熔池表面稳定性有显著影响。降低送丝角度有利于实现稳定的液桥过渡，有利于降低焊缝气孔陷。

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孙晓东   张斯文   吴峰   杨佳宁  

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针对表面增强拉曼散射的应用，采用严格耦合波分析的方法研究了亚波长金属槽阵列的表面电磁增强效应。模拟了阵列周期和槽深对阵列槽口处电磁增强的影响，明确了结构内部共振效应对电磁增强的贡献，分析了亚波长金属槽阵列拉曼散射的平均增强效果，及阵列外空间中电磁增强的有效作用范围。研究表明，在槽内共振效应的影响下，亚波长金属槽阵列在一个周期内的拉曼散射增强因子可达10的6次方数量级，并在垂直距离阵列表面0.2倍波长的范围内可得到明显的电磁增强，超过这个范围增强因子衰减到1的数量级。数值结果表明，阵列表面电磁增强几乎不受贵金属类型改变的影响。

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李晓燕   张鹏   佟首峰  

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研究中强大气湍流影响下基于零判决门限差分探测的自由空间光通信系统误码率性能。在两束传输光完全相关和完全不相关两种情况下，推导零判决门限差分探测和最优差分探测平均误码率闭合表达式。仿真结果表明：零判决门限差分探测（DDTZ）不存在传统固定判决门限单端探测（SDTF）中存在的差错平底问题；两接收信号相关性对DDTZ误码率没有影响；DDTZ误码率性能虽不及最优差分探测误码率，但明显优于SDTF，因此从可实现性和性能角度，DDTZ探测方式具有实际应用价值。

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庄乔乔   张培磊   李明川   闫华   于治水  

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以Ni、Ti和Si粉末为原料，在铜合金表面利用激光熔覆制备出两种Ni-Ti-Si复合涂层，并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM )、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等分析涂层的组成和显微组织，在室温环境条件下测试其摩擦磨损性能。结果表明，涂层1中主要形成枝晶状的TiSi、TiSi/TiNi3共晶和γ-Ni相，涂层2中主要形成了黑色树枝状的Ti2Ni3Si强化相和白色带状的Ti2Ni相。涂层2的平均显微硬度值为617HV，约为铜基体的9.5倍，涂层1的1.3倍；在室温环境下涂层2的平均摩擦系数约为0.54，比铜基体的摩擦系数降低了35%，具有优异的耐磨性。

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蔡强   叶润武   方云团  

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为了设计宽带光吸收器件，本文基于石墨烯材料，设计了一个由石墨烯超材料层、空气层和金属层组成的复合结构。推导其传输矩阵公式，并利用它计算结构的传输特性。结果表明，通过调节结构参数，可以实现在高吸收率的条件下，波长带宽与角度带宽的同时扩展。入射角θ=π?4时，在入射波长0.1-6μm内，吸收率均达到了0.8以上。入射波长λ=3.5μm时，入射角从-70°到70°的范围内吸收率也可以达到0.9以上。

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张燕君   王会敏   付兴虎   张亦男  

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基于光纤布拉格光栅（FBG）构建的传感器网络基础上，将粒子群（PSO）算法与最小二乘支持向量机（LSSVM）相结合，应用于304钢板损伤识别问题的研究中。以FBG中心波长变化量的信息特征作输入量，钢板结构损伤位置作输出量，构建基于LSSVM的损伤识别预测模型，并与相同条件下构建的BP神经网络预测模型进行对比验证。采用PSO算法优化LSSVM的损伤识别模型的两个参数σ和γ，实现了钢板结构的损伤位置识别。在300mm×300mm×1mm钢板实验区域，对34组样本进行了损伤位置识别测试。实验结果表明，33组损伤位置得到了准确识别，准确率达到97.06%。因此，基于PSO优化后的LSSVM的损伤识别预测模型具有自诊断的功能，为构建具有自愈性的光纤传感网络系统提供了一种新的方法。

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陈亚利   杨立军   付守冲   王扬  

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交叉筋壁板结构复杂，在激光弯曲成形时会产生明显的非期望变形，影响成形精度。为深刻认识交叉筋壁板的变形过程，采用顺序耦合的方法建立了激光弯曲成形的有限元模型，对壁板成形过程中的温度场和应变场进行了分析，提出一种变功率扫描策略来减小非期望变形。结果显示，恒参数扫描时交叉筋壁板不仅发生横向弯曲，还发生纵向弯曲，并且扫描线上的蒙皮发生下凹。分析表明，蒙皮的下凹是由横向弯曲变形不一致导致的，纵向弯曲是由纵向塑性压应变导致的；采用提出的变功率扫描策略可以有效减小壁板的非期望变形，将蒙皮的最大下陷量和自由端的相对弯曲程度分别减小了80%和58%。

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廖昱博   刘进元   蔡厚智   白雁力   付文勇   陈家堉   郭泉良  

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研制大面积阴极磁聚焦分幅变像管，在2:1电子光学倍率下，研究单磁透镜和双磁透镜成像的场曲。首先，从光学透镜成像关系出发，假设成像面形状不随激励微调而改变，推导了离轴点最佳成像位置与激励变化的近似关系式，并由此提出了一种测量像管场曲的方法。然后，借助Matlab编程模拟了像管各离轴点的最佳成像位置，拟合得出成像曲面方程，并利用所提出的场曲测量方法进行了测试验证。研究表明，在一定视场范围内，计算机模拟与实验测试结果比较接近。单、双磁透镜下的最佳成像面均为旋转抛物面，但双磁透镜成像场曲较单磁透镜有明显的改善。最后，在此基础上本文进一步讨论了减小像管场曲的方法。

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杨泽鑫   程效军   李泉   胡敏捷   欧健   辛佩康   郭王  

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针对船舱复杂构件点云提取存在人工成本高、效率低的问题，提出了一种适用于平面舱壁类型船舱点云的分割方法。通过种子点集构建、点云法线估计及直线拟合的方式建立以船舱纵向为X轴、横向为Y轴、竖向为Z轴的独立坐标系，以简化分割算法的复杂度；根据船舱内部复杂构件的分布特性，制定最佳分割次序，基于随机采样一致性算法拟合平面的思想有序地分割船舱构件点云。选用两组不同结构特点的船舱点云数据进行算法验证，实验结果表明：该方法能够从不同结构的船舱散乱点云中快速、准确地自动分割出主要构件点云，可靠性强，具有较高的实用价值。

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卞宏友   翟泉星   李英   杨光   王伟   王维  

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对GH738镍基高温合金贯通槽式损伤试样进行激光沉积修复，分析了修复试样的显微组织和力学性能。结果表明：激光沉积修复组织呈典型的外延生长柱状枝晶特点，垂直于基体、趋向沉积高度方向，贯穿多个沉积层连续生长，修复区中心部位枝晶取向出现较大偏转。修复区未发现γ＇相；相比于基体，热影响区γ＇相明显增大，部分尺寸超过200nm，且平均间距显著增大。修复区碳化物含量较少，枝晶干主要为富含Gr、Go的颗粒状MC型碳化物，枝晶间存在少量尺寸相对较大的立方体M23C6型碳化物，其Ti、Mo含量较高；热影响区碳化物含量减少，且部分碳化物发生分解。室温拉伸结果表明：激光沉积修复试样抗拉强度达到锻件技术标准的78.8%，断后伸长率达到锻件的69.2%。

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冯丹丹   李志全   白兰迪   岳中   刘同磊  

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设计了一种带圆角的金属脊和低折射率空气间隙的新型混合表面等离子体波导结构。利用基于有限元法的COMSOL Mutiphysics仿真软件建立数学模型，在工作波长为489nm的可见光波段研究了该波导的电场分布，归一化模式面积，传输距离，品质因子和珀塞尔因子随金属脊曲率半径的变化情况，通过调整结构参数，该波导在实现超深亚波长的光场限制的同时获得了较大的辐射增强倍数。综合考虑得到最优几何参数为=95nm，=20nm，此时有效模式面积=0.0037，品质因子=268，珀塞尔因子=65，增益阈值=0.2768。在最优参数下，计算了表征激光增强的值为69800。结果表明：该激光器谐振腔具有超强的局域能力和激光增强能力，可以实现超深亚波长的低阈值激射，最后仿真得到激光器的发射光谱图。该结构的提出为纳米激光器第三维度的光场限制提供了理论基础，在纳米光子学应用方面具有潜在应用价值。

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巩小萌   邹业国   赵秋爽   米晓云   卢利平  

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以低温燃烧合成法制备BaxNayYzF2x+y+3z+3m：Er3+m上转换荧光粉，通过XRD和SEM对荧光粉进行了物相及形貌分析，使用正交实验法得出所需最佳配方。通过对不同Er3+、Y3+掺杂浓度样品的上转换发光测试，研究离子浓度改变对样品绿、红光上转换的影响。得出当Y3+含量增加，有利于绿光上转换过程，Er3+浓度增加，有利于红光上转换过程。

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程效军   郭王   李泉   程小龙  

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地面LiDAR数据中的激光强度信息是目标物理特性的一种反映。目前研究的方法有利用激光强度信息对LiDAR点云进行分类。因为激光强度受到的影响因素很多，所以强度改正模型的精度在很大程度上决定了这种分类方法的精度。实验表明，地面LiDAR的强度改正模型在距离超过一定范围后，改正精度并不理想。而现在LiDAR点云可以很容易获得其色彩信息，色彩信息可以作为一种补充信息对强度分类进行约束。本研究提出了一种地面LiDAR点云数据根据强度分类的新方法，通过利用点云的色彩信息，对强度分类进行约束。与现有的单一利用强度的分类方法比较，本方法利用颜色对强度的补充，建立了对激光强度纠正结果的容错机制。本方法改善了了因为强度纠正模型无法得到最优纠正结果，导致分类效果不佳的问题。本研究采用Faro Focus3D 120地面扫描仪的强度和颜色采集数据进行实验。结果表明，被提出的方法可以提高基于激光强度的三维点云分类精度，而且在激光强度纠正结果不理想的情况下，也可以得到可信度较高的分类结果。

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杨文斌   李斌成   韩艳玲   王强  

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Ar和N2被广泛应用于增材制造领域以防止制造环境中的氧对熔融材料的氧化。然而制造区域局部高温以及材料中可能的氧释放等因素会造成制造区域附近与保护气环境中氧含量差异，本文提出利用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）技术测量Ar和N2中局部区域的痕量O含量。通过实验测量不同O含量的Ar和N2气体的击穿光谱，结合O原子谱线强度与连续背景强度比值获取了Ar和N2中痕量O含量检测标定曲线，得到了Ar和N2中O含量检测限分别为31ppm和41ppm；通过分析等离子体形成和衰退过程发现，Ar等离子体温度高于N2等离子体，并且衰减比N2等离子体缓慢，因此在相同实验条件下，Ar等离子体中O原子谱线强度和信噪比均高于N2等离子体，使得Ar中O含量检测限低于N2中O含量检测限。

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张波   孙志红   赵军普   李森   董军   夏彦文   彭志涛  

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非线性相移的测试对激光装置的安全运行和设计优化具有重要意义。针对非啁啾激光脉冲，本文提出了一种基于枚举思想的高功率激光装置非线性相移测试方法，结合脉冲波形和能流变化得到不同非线性相移假设值下脉冲放大后展宽光谱的理论分布，然后将展宽光谱的理论分布与实测结果进行比较，两者残差最小时理论展宽光谱对应的非线性相移假设值即为测量结果。测试技术和方法不受脉冲时间波形的限制，有效提高了测量结果的置信度，已成功运用于高功率激光装置非线性相移测量

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陈健武   全思博   全燕鸣   郭清达  

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针对室内空间的三维重建，采用双二维激光雷达方案，提出精确标定两雷达相对位姿的方法，最终实现三维空间的可连续采集，并获得准确的三维轮廓点云。利用静态标定靶标的扫描数据，建立靶标参数求解数学模型，从而得到双雷达坐标系相对位姿的补偿矩阵，并转化为精确矩阵；建立仿真平台，模拟标定实验中实现靶标参数的扭曲校正，初步验证该标定方法可行，并进行了模拟采集实验，获得的点云分离程度<=7mm；搭建了硬件实物平台，标定后进行室内轮廓采集实验，最终得到了无畸变扭曲的三维轮廓点云。实验结果表明本文方法对双二维激光雷达相对位姿的标定精度可以满足室内场景三维重建的要求。

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燕天阳   季凌飞   Lin Li   Amina   王文豪   林真源   杨强  

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采用波长为1064 nm的超短脉冲激光（脉宽10 ps）作为成丝激发源，引导自聚焦效应在蓝宝石内部产生突破瑞利长度限制的成丝线迹，利用成丝区域相变而造成材料不同区域间的晶相差异，辅以化学腐蚀，获得了切面粗糙度为800 nm的高精蓝宝石切割件，技术可实现自由路径切割。研究分析了皮秒激光成丝特征、技术实现的工艺条件及其中的加工机制，确定了皮秒激光在蓝宝石内自聚焦阈值功率为2.78×10^6 W，探究了激光峰值功率，聚焦位置以及单点辐照脉冲数量对皮秒激光在蓝宝石内部成丝起始位置和切割质量的影响规律，获得了实现蓝宝石高精切缝的优化工艺参数。

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张楠楠   孙东松   韩於利   陈廷娣   周安然   韩飞  

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测风激光雷达目前主要有两种探测方法，一种是利用气溶胶粒子散射光的相干探测，通过信号光与参考激光进行拍频，获得多普勒频移信息，从而测得气溶胶粒子的运动速度；另一种是利用大气中的气体分子散射光的直接探测，信号光通过特殊设计的FP标准具不同通道，根据透过率相对变化，提取出多普勒频移信息，从而获得大气分子运动速度。本文介绍了新型的测风激光雷达，融合了相干探测和直接探测系统的优点。系统借鉴了相干激光雷达系统的光路结构，并进行了优化设计，以使其更适合高空平台工作，如无人机和飞艇等对风速变化敏感的设备。在此海拔高度，已经基本无气溶胶粒子，因而只能利用分子散射光。为了简化光路，使设备小型化，减小温度对系统工作的影响，系统FP标准具腔长固定不变，激光器波长为可调谐，调谐范围约10GHz，以获得完整的透过率曲线。

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卜敏   胡双双   陶兆禾   金卫凤   王亚伟  

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为了研究白细胞对偏振光的散射特性，本文运用几何散射逼近理论修正偏振光传输的斯托克斯-穆勒矩阵元，数值模拟了不同形状、大小、折射率白细胞的无粒偏心球模型分别在两束偏振化方向互相垂直的偏振光入射下的散射光强空间分布和相互关系。结果表明，不同条件下偏振光散射三维分布图像呈现不同的条纹特征，表明分布规律和细胞模型的形体参量及光学参量具有相关性。对散射光强的差值、比值、差和比的分析结果表明偏振光的后向散射反映了细胞内部更丰富的的结构信息和光学信息。研究白细胞对偏振光的散射规律，可以为白细胞的光学分析和鉴别分类技术的提高提供理论依据。

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陈贵宾   高振海   何磊  

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三维激光雷达外参数标定是智能车通过激光雷达感知环境的基础，针对常见标定方法实施繁琐、精度低或依赖其他传感器的问题，提出了一种分步自动标定算法。第一步对地面点云拟合得到地面方程，构造水平度函数，通过粒子群算法优化水平度函数完成对激光雷达俯仰角、横滚角和纵向位移的标定；第二步标定以第一步标定完成为基础，在车辆沿直线行驶的过程中采集多帧含有同一标定杆的激光点云，通过聚类得到标定杆聚类中心，然后在二维平面内对多帧同一标定杆聚类中心进行直线拟合，根据直线斜率计算航向角偏差。上述两步由程序自动完成，并且不依赖其他传感器便可得到高精度标定结果。

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孟令武   邵帅  

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摘要 为降低导光镜镜面激光辐照区的温度梯度，通过分析采用有限体积法求解三维湍流传热方程所获得的激光辐照区温度场，研究了矩形流道尺寸参数、不同浓度冷却液与流速等因素对导光镜镜面平均温升和温升差的影响，并设计了双流道这一新型结构。结果表明，对于单流道，镜面辐照区温度场并不随其几何中心呈对称分布，最高温度点位于流道下游；增大流道截面尺寸和冷却液流速可以提高换热效果；乙二醇冷却液浓度越高，换热效果越差；相比于单流道结构，双流道结构的平均温升最高可降低17.79%，温升差最高可降低212.22%。

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陈颖   赵志勇   田亚宁   刘晓飞   罗佩   翟应俭   李少华  

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基于波导耦合光栅共振原理和多孔硅光学传感特性，提出了一种含多孔硅层的波导耦合光栅纳米异质结构折射率传感模型。根据古斯汉欣(Goos-H?nchen)位移理论和波导耦合光栅共振的相位匹配条件，建立共振峰波长和待测样本折射率之间的关系模型，并分析其折射率传感特性。利用多孔硅高效的承载机制，将其作为待测物承载单元，选用不同浓度的乙二醇溶液为待测样本，对该折射率传感结构的灵敏度和Q值进行分析，结果表明，该折射率传感结构的灵敏度为2.2nm/1%，其Q值为226，证明了该传感结构的有效性，可实现对低浓度待测样本的动态监测，并为高灵敏度光学折射率生物传感器的设计提供一定的理论参考。

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万洪丹   丁佐芹   汪杰   刘琳倩   张祖兴  

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本文首次提出并报道了一种基于高圆度微球腔选模的双环腔光纤激光器。通过改进熔融加热和表面洁净化处理工艺，获得了高圆度、高Q值微球腔，利用二维可视的三维高精度耦合系统实现锥形光纤-微球腔的高效率耦合。实验通过优化入射光偏振态和锥形光纤直径，获得了耦合效率为99.5%、3 dB带宽为1 pm、边模抑制比为14.5 dB的窄带回音壁模（WGM）共振谱。将高效耦合的锥形光纤-微球腔作为光纤子环腔选模单元，实验获得了3 dB带宽为0.01 nm、稳定无跳模的单纵模窄带激光输出。该光纤激光器在光纤通信、光纤传感等领域具有重要的应用价值。

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宋晓梅   宋菲   李云红   宋鹏  

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针对紫外光点对点通信传输距离有限、覆盖范围小的问题，可通过组建紫外光自组织（Ad Hoc）网络来改善。结合紫外光通信的信道特性，提出了一种新的紫外光组网通信收发信装置，基于该装置，给出了紫外光Ad Hoc网络节点定位算法，该算法通过节点间的通信距离和扇区信息求得节点间的相对位置。以无线自组网多播按需距离矢量路由协议为基础，提出了一种紫外光空分复用自组织网络路由协议，并对该路由协议进行了仿真，给出了不同节点数和运动区域下的仿真结果。验证了紫外光通信组网节点定位算法以及紫外光Ad Hoc网络结合的可行性。

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唐波   黄俊斌   顾宏灿  

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为了进一步拓宽分布反馈式（DFB）光纤激光加速度传感器的工作频带，设计了一种竖直式封装结构的光纤激光加速度传感器。建立了其加速度灵敏度与质量块尺寸参数的理论模型，基于有限元软件对该结构加速度传感器的频响性能进行了仿真分析，加工制作了传感器原型样品并进行了实验研究。实验测得，研制的DFB光纤激光加速度传感器在10~4000Hz频率范围内的平均加速度灵敏度为-119.1dB，且谐振峰值出现在5000Hz附近，与理论和仿真分析结果吻合较好，光纤激光加速度传感器的工作频带向高频得到了有效拓宽，使其能更好地满足在高频振动领域的工程化应用要求。

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解则晓   朱瑞新   张安祺  

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针对工业现场大型自由曲面工件高精度实时三维测量的需求，设计了一种超大尺度线结构光传感器三维测量系统，并提出一种基于一维靶标的超大尺度线结构光传感器外参数的现场标定方法。一维靶标在测量范围内固定，扫描轴带动线结构光传感器进行平移，摄像机拍摄一系列靶标图像；由靶标上同一特征点的图像运动轨迹求解出特征点在摄像机坐标系下的空间运动轨迹的消隐点，利用消隐点的性质标定出扫描轴在摄像机坐标系下的扫描方向。实验表明本文方法标定精度与基于平面靶标的标定精度相当，一维靶标高精度制作容易实现，外参数现场标定过程操作方便，适合超大尺度线结构光传感器的现场标定。

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张路遥   戴晔   郑颖辉   曾志男   李儒新  

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采用长焦距透镜与连续介质气体靶是目前高亮度高次谐波产生实验中产率较高的一种方案，本文在长焦距透镜方案中进一步探索使用准相位匹配技术，有望在连续介质靶的基础上进一步提高高次谐波的产率。根据准相位匹配技术设计了一种多喷嘴阵列气体靶，通过模拟计算的方法，对比传统连续介质气体靶与多喷嘴气体靶这两种方案，从理论上证实多喷嘴气体靶可以实现产率的进一步提升。

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付秀华   郭凯   张静   熊仕富   姜洪妍   孙兵  

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随着军事隐形、太阳能转换以及激光热处理等技术研究的日益深入，对表面吸收膜的技术要求不断提高。本文为满足太阳光谱吸收的要求，研制了一种在400-2500nm波段具有强吸收作用、适应多种基底的光学薄膜。通过对吸收理论的分析，建立吸收结构模型，并结合材料的特性研究，实现了吸收膜的设计。采用真空离子辅助沉积技术，根据逆向反演法，对“分步沉积”工艺二次优化，制备了太阳光谱强吸收膜。测试结果表明，研制的吸收膜在400-2500nm波段的平均吸收率为98.15%。制备的吸收膜通过了机械牢固度测试，与基底具有较好的结合性。

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付秀华   姜洪妍   张静   熊仕富   郭凯   孙兵  

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硫系玻璃作为非氧化物玻璃因其特殊的光学性质，一直是近几年的研究热点。其特点是折射率的温度系数小、红外透过率高、根据不同的成分配比可以得到不同的折射率，随着制备工艺的成熟，正逐渐取代Ge晶体广泛应用于红外无热化成像系统。本文以硫系玻璃为基底，根据膜系设计理论，结合软件完成了短中波红外减反膜的设计。通过对材料热应力的计算分析，研制了一种混合材料M-11作为连接层，优化了沉积工艺参数，并根据其力学特性修正膜系结构，解决了硫系玻璃脱膜问题。光谱测试结果表明，在1.4 ~2.5μm和3.5 ~4.5μm波段透过率分别为95.8%、96.7%，满足红外成像系统的使用要求。

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谢泽   杨远洪   闫晗   杨福铃  

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分析了由光相干域偏振计（OCDP）测得的光纤陀螺保偏光纤环分布偏振耦合测试数据，建立了测量点偏振耦合幅度的模型，发现测试数据是实际偏振耦合被宽谱光源相干函数调制的结果，存在“伪”偏振耦合测试数据。在此基础上，提出并实现了分布偏振耦合数据处理算法。绕制保偏光纤环，进行了不同温度条件下分布偏振耦合测试，并提取“真”耦合位置和强度信息。通过建立保偏光纤环二次偏振耦合误差预估模型，对不同温度下光纤环分布偏振耦合引起的光纤陀螺零漂误差进行了计算预估，利用高精度光纤环分析测试仪对该环进行了对应温度的光纤陀螺零漂测试，零漂预估值与实测结果一致。

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毛欣   黄俊斌   顾宏灿  

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采用3x3耦合器的零差解调法作为光纤传感器主要检测技术之一，具有动态范围大、无需调制等优点，已经应用于许多光纤传感器系统中。实验中发现，激光器的驰豫振荡带来的强度噪声对分布反馈式光纤激光水听器系统噪声产生了较大影响。理论和仿真分析了强度噪声在NPS算法数字实现中的传递过程，发现求导运算的非理想特性是解调结果中引入强度噪声的原因。基于此，将自动增益控制模块前移，使得强度噪声在进入求导运算前被抵消，消除了强度噪声传递到解调结果中的途径。实验验证了分析的正确性，相对强度噪声在弛豫振荡峰处为-84 dB/Hz时，1kHz处解调相位噪声抑制达到了30dB。并与不需要求导运算的反正切法做了对比，进一步验证了改进后算法对抑制强度噪声通过求导引入的效果。

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史鹏飞   黄坚   姚成武   华学明   高强   刘虎  

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为促进低合金高强钢厚板激光焊接技术的发展，本文利用光纤激光-电弧复合焊接方法焊接25mm厚的27SiMn低合金高强钢，分析了焊接接头的微观组织和硬度、拉伸、冲击等力学性能。结果表明，接头钝边处焊缝（WM）和热影响区（HAZ）组织主要以马氏体为主，填充焊道的焊缝主要由晶内针状铁素体、沿晶界分布的少量先共析铁素体和上贝氏体组成，热影响区以马氏体组织为主。焊接接头硬度分布不均匀，钝边处的硬度最高值出现在焊缝；而填充焊道的硬度最高值出现在粗晶区，母材最低。接头拉伸试验均断于母材。冲击试验显示的各区域冲击韧性的排序为：填充焊道WM＞填充焊道HAZ＞钝边HAZ＞钝边WM＞母材，钝边处焊缝冲击断口既存在脆性断裂区也存在韧性断裂区，填充焊道焊缝的冲击断口仅观察到韧性断裂区。

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赵吉鑫   乔玉林   薛胤昌   黄克宁  

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采用激光裂解金属Ti粉+聚二甲基硅氧烷先驱体法制备陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射和X射线光电子能谱分析了裂解产物的组成与结构。结果表明，在高能激光作用下Ti粉与聚硅氧烷发生自由基反应，生成由晶态的SiC、TiC、TiO2、非晶态SiO2、单质C和C6H18OSi2组成的复相陶瓷涂层。TiO2和TiC陶瓷相对陶瓷涂层的孔隙具有填补作用，使涂层表面平整，孔隙、缝隙减少。金属Ti粉的加入还有利于降低复相陶瓷涂层中自由碳的相对含量，当Ti添加量为5 %时，涂层中Si、O和C元素含量分别达到74.44%、16.48%和6.19%。

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陈勇   李逸超   刘焕淋  

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针对可见光室内定位中存在的噪声和时延对定位精度的影响，本文提出了一种LED室内可见光定位算法。首先引入蜂窝拓扑结构进行可见光室内定位，自适应选取LED信标节点。研究噪声对于接收光功率的影响，采用均值模型对接收光功率进行校正。然而传统的可见光时分复用定位系统时延过高、出现时钟同步错误。为满足高精度实时定位，采用改进的时分复用组网系统。通过小区划分，选取网络源中心节点通过竞争申请时隙段，重复利用部分时隙段，解决了帧长和LED节点数量过多的矛盾。仿真结果表明，该算法可以有效地降低目标移动、时钟同步错误对定位精度的影响，定位误差降低至3.4cm，提高了室内定位系统的实时性与鲁棒性。

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王文轩   陶继   黄龙  

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基于光注入FP半导体激光器的波长选择性放大理论，提出并实现了一种窄带宽可调谐的单通带微波光子滤波器。通过改变注入锁定参数，研究了其对中心频率、插入损耗和带外抑制比等性能指标的影响情况，以及波长功率放大与腔模红移的关系。经过实验验证，合理调节注入功率比、主从激光器失谐频率、偏置电流，可以获得27.9dB插入损耗和带外抑制比、275MHz的3dB带宽、23GHz调谐范围的微波光子滤波器。此结构可以应用于高频、大范围调谐的滤波选频和光电振荡场合。

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陈伯韬   江敏   季云兰   边纪   徐文杰   张晗   彭新华  

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无自旋交换弛豫 (SERF) 原子磁力仪是目前灵敏度最高的磁场探测技术，液体零场核磁共振的探测是其重要应用之一。本文报道了针对液体零场核磁共振的探测而研制的 SERF 铷原子磁力仪。为了验证磁力仪工作在 SERF 状态，通过实验测量了原子的磁共振曲线，结果与理论相符。考虑到液体零场核磁共振的带宽需求，以增加光强的方法提高磁力仪带宽，使磁力仪在 20 Hz 至 300 Hz 频率范围内的灵敏度达到了 18 fT/Hz1/2 以内。最后通过对实际样品的零场核磁共振谱进行测量验证了磁力仪的可用性。

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邹辉   熊慧   郑亚如  

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利用光纤腰椎扩径熔接技术，分别对4.5cm长的单模光纤两端扩径而形成了球形-单模-球形结构的新型马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。基于该干涉仪构造了一种可调谐多波长自激布里渊掺铒光纤激光器。将其干涉仪置于丙三醇溶液中，在200mW的980nm泵源抽运下，改变丙三醇浓度会引起光纤包层外界环境的有效折射率变化，从而导致干涉光谱的改变，实现在1558.6-1562.8nm范围内输出激光波长可调谐，其调谐范围为4.2 nm。得到了波长间隔为0.088nm、平均消光比大于15dB的6个布里渊激光输出。该激光器结构简单、波长间隔稳定，在密集波分复用、光纤传感等领域应用前景十分广阔。

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李圆   张行愚   丛振华   秦增光   陈晓寒   刘兆军   卢建仁   高飞龙   臧婕   吴东   贾晨阳   焦月   张少军  

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本文报道了一种基于环形腔结构的种子注入式太赫兹参量振荡器的运转特性，非线性晶体是MgO:LiNbO3，太赫兹波输出方式为垂直表面耦合输出方式，Stokes环形腔由三个腔镜和MgO:LiNbO3晶体的全反射面构成。泵浦源为1064.2 nm7.5 ns调Q脉冲激光。当泵浦能量为105.5 mJ，Stokes光输出镜透过率为20.1%时，获得的太赫兹波脉冲使得高莱探测器在示波器的输出电压为3.3 V，对应的Stokes光脉冲输出能量为16.1 mJ，太赫兹参量源的泵浦能量阈值约为10 mJ。把基于环形腔结构的种子注入式表面垂直发射太赫兹参量振荡器与相同泵浦条件下的无种子注入环形腔结构太赫兹参量振荡器以及种子注入的太赫兹参量产生器进行比较，可以知道基于环形腔结构的种子注入式太赫兹参量振荡器在输出能量高以及泵浦能量阈值低方面有优势，而且泵浦脉冲能量较小时，在输出能量高方面的优势更明显。

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王丽清   苗长云   张诚  

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提出了一种基于微结构法布里-珀罗干涉仪（MS-FPI）的光纤光栅（FBG)脉搏波解调方法。所提出的微结构FPI由单模光纤和光子晶体光纤熔接而成，通过特殊的工艺在熔接端面形成微气泡构成FP腔，其尺寸约为48μm。该FPI再涂覆后具有较好的机械强度，可作为纱线织入织物。其干涉谱在弯曲直径4cm范围内，基本保持不变，且具有极低的温度灵敏度，适合作为解调滤波器。对该波长解调方法进行了理论分析和实验研究。结果表明所设计的解调系统在FBG脉搏波范围内可实现线性解调，具有较好的重复性，解调灵敏度约为43mV/pm；所解调出的脉搏波与商用解调仪相一致，通过与光电容积脉搏波的对比，证明了解调脉搏波的正确性。该方法对FBG传感织物的实际应用具有重要意义。

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靳亚硕   李海兵   郭向朝   曹顿华   章汉梁  

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为更好的挑选荧光材料，满足高功率密度激光激发荧光材料产生高亮度白光的需求，实验制备了不同Ce离子摩尔掺杂浓度的YAG单晶和陶瓷。对激光激发Ce：YAG单晶和陶瓷的光通量、光电转换效率、显色指数及色温进行了研究。在电流为2.6A的激光激发下，Ce离子掺杂浓度为0.3mol%的陶瓷和1.5mol%的单晶光通量最高，对应为617.2lm和615.40lm；0.5mol%的单晶显色指数较高，为62，色温为5841K。在激光功率为2.61W，材料中心功率密度达10.8W/mm2的激发下，Ce：YAG单晶和陶瓷的光转换均未达到饱和，对应的光光转换效率约为240lm/W。表明在高功率密度激光激发下，陶瓷和单晶均适合作为产生高亮度白光的荧光材料。

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熊俊   安红海   贾果   王伟   王琛   王瑞荣   方智恒   董佳钦   雷安乐  

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Multi-keV量级的X射线背光照相是高能密度等离子体物理实验中常用的一种诊断技术。在神光II激光装置上，研究了纳秒激光驱动钛4.7keV波段及2.7keV波段氯背光面源的性能。研究结果表明，氯背光能谱以类He线及类H线为主，其中以2.7keV波段的He-?线为主；氯背光原相对强度超过钛背光源一个量级，在当前激光加载能力下，可用氯He-?线X射线进行背光诊断。

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范新坤   张磊   宋延嵩   江伦   吴凯  

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针对空间激光通信系统小型化设计的需求，提出了使用APD型四象限探测器实现跟踪与通信复用的方案，用以降低通信系统的体积和功耗，提高光能量的利用率。简述了系统总体方案的组成与工作原理，在室内搭建测试平台，对跟踪与通信复用模式下的数据采集、通信速率、极限灵敏度、跟踪精度等探测性能进行测试。实验结果表明：采用靶面直径为4mm的APD型InGaAs四象限探测器，在曼彻斯特编码、强度调制/直接探测条件下，通信速率可以达到10Mbps，探测灵敏度为-35.4dBm，误码率为10-6。当光斑直接为四象限探测器光敏面直径的一半左右时，光斑位置检测的最小位置分辨率为2um，探测范围可达到0.8mm，角分辨率为0.8urad。初步验证了使用APD型四象限探测器用于跟踪与通信复合探测技术的可行性，为空间激光通信系统小型化设计提供技术支持。

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黄爱萍   陶林伟  

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空间调制无线光MIMO通信(SM-OMIMO)系统中，为了在调制方法固定的条件下最大化系统的无记忆高斯信道（DCMC）传输容量，提出了一种新的自适应功率分配算法，该算法通过蒙特卡洛模拟过程来选择与具体信噪比相对应的最优化功率分配系数。在建立室内环境模型的基础上，推导了SM-OMIMO系统的DCMC容量表达式；分析了新算法分配原则以及分配过程，并通过仿真研究了新算法的系统性能，比较了不同发射接收阵组合条件下，各分配算法对系统获得的DCMC容量增益的影响。仿真结果表明，低信噪比条件下自适应功率分配的系统DCMC容量明显高于传统的固定因子功率分配算法和均匀分配算法，并在高信噪比条件下更易达到DCMC容量的饱和值，且可清晰表明信道的分集特征。因此，采用自适应功率分配算法是提高SM-OMIMO系统传输速率的有效途径。

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糜小涛   于海利   于宏柱   齐向东   李晓天   万秋华  

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衍射波前质量是衡量刻划光栅性能的重要指标之一，光栅刻划机若存在阿贝误差，将直接影响刻线位置精度，从而影响光栅的波前质量。建立了刻划机阿贝误差与光栅衍射波前质量的物理模型，分析了该误差对波前质量的影响。针对该误差设计了一种基于双频激光干涉测量的阿贝误差测量光路，测量了刻划机的阿贝误差，根据物理模型对其导致的光栅衍射波前误差做了仿真分析，并提出了基于双层工作台结构的误差控制校正方法。进行了阿贝误差校正前后尺寸为80mm×100mm，刻线密度为79line/mm中阶梯光栅的对比刻划实验。结果表明，通过对阿贝误差的测量和校正，光栅的衍射波前误差由0.529λ降低至0.159λ(λ = 632.8 nm)，有效的解决了阿贝误差对光栅衍射波前质量的影响。

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齐白玉   陈思颖   张寅超（北理）   陈和   郭磐  

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为了准确确定地基激光雷达系统的几何因子，有效修正地基激光雷达信号接收过渡区内的回波信号，提出了一种反演几何因子的新方法。利用星载激光雷达(Cloud Aerosol Lidar Infrared Pathfinder Satellite Observation, CALIPSO)可以覆盖地基激光雷达探测过渡区的特点，结合星载与地基激光雷达同步获取的回波信号，分别反演了离轴和同轴模式下的几何因子，同时用转动拉曼-米方法验证了结果的准确性，并与Sujia的联合测量法做了对比。在几何因子过渡区内，校正后的气溶胶后向散射系数系数与Sujia的方法相比，平均相对误差分别提高了25.4%和10.4%。该方法克服了弹性散射激光雷达水平测量法中假设大气均匀导致的不确定性，更加适合应用广泛的弹性散射激光雷达，且可以利用CALIPSO每月过境时间稳定的特点，对系统几何因子进行常规标定。

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汪韬   范慧艳   赵国营   程继萌   陈伟   胡丽丽   Malgorzata Guzik   Georges Boulon  

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研究了镱离子掺杂铋酸盐玻璃的发光和激光评估等特性参数，并讨论了铋离子等缺陷中心与近红外发光镱离子之间的能量转移。对于优化的基质组成，玻璃中的镱离子于近红外波段的发射截面，在基本保持荧光寿命没有大幅下降的前提下具有了较大提高，增强了激光增益能力，而下降的吸收截面则提高了饱和抽运密度。对于优化的制备工艺，玻璃中的羟基含量达到了激光玻璃的指标要求，且羟基与镱离子相互作用的强度参数表明，不会产生比磷酸盐玻璃中更为严重的对镱离子发光的淬灭作用，但铋酸盐玻璃中还可能存在三价铋离子和二价镱离子等价态不稳定的缺陷淬灭中心。

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吕晓萌   黄永箴   邹灵秀   杨跃德   肖金龙  

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在本文中，我们首先基于三维FDTD方法，对半径5微米的径向直连波导微腔激光器的模式及定向输出特性进行了研究，并分析得到了波长1550 nm附近的高Q值TE模的Q值与场分布特性。同时，基于半导体平面加工工艺，我们制备了径向直连波导的InAlGaAs/InP圆盘形微腔激光器，微腔半径为5微米，波导宽度为1微米。激光器在温度为298 K条件下实现了连续单模激射，阈值电流为4 mA。在注入电流为9mA时，激光器边模抑制比达到33.4 dB。最后，我们基于速率方程拟合了激光器模式强度随注入电流的变化，得到激光器自发发射因子约为5.5×10-3。

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董雅宾   周志英   李俊燕   刘瑶瑶  

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本文分别在冷原子和室温原子系统下，理论研究了电磁感应光栅效应。研究表明，冷原子和室温原子的一级衍射效率分别可以达到32.5%和30%，而且这两个衍射效率都非常接近理想正弦相位光栅的衍射效率。又由于冷原子系统比室温原子更难制备，因此，利用室温原子实现电磁感应光栅可能更有优势。理论研究还发现，当信号光和探测光的功率都极低的时候，仍然可以出现电磁感应光栅效应，且其一级衍射效率接近于理论最大值。这就可以用来实现弱光对弱光的调控，这将在全光网络等领域有一定的应用前景。

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杨磊   郑加金   郝丽云   周军   韦玮  

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受激布里渊散射（SBS）效应是影响单频窄线宽光纤激光放大器功率提升的重要因素。以白噪声作为射频信号源，采用相位调制技术，设计并搭建了一套三级主振荡功率放大（MOPA）全光纤激光系统。分析和研究了信号光频谱宽度与光纤放大器系统SBS阈值之间的关系，通过改变白噪声信号的幅值，实现精确控制信号光谱宽，获得了中心波长为1030.93 nm、线宽为0.9 GHz、平均功率为90 W的窄线宽准连续激光输出，相应的X方向与Y方向的光束质量因子分别为M2X=1.28，M2Y=1.27。本文的研究工作有望为实现高功率单频窄线宽光纤激光器的产业化提供可靠的理论和实验基础。

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高立许   卢克清   赵冲   惠娟利   陈卫军  

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报道了自聚焦光伏光折变晶体中奇偶间隙孤子序列的形成及其稳定性。这些间隙孤子只存在于半无限间隙内，它们的存在区域随其阶数的增加而减少，阶数高的间隙孤子占据多的格子。这些间隙孤子的能流值随传播常数的增大而增大，给定一传播常数，阶数高的间隙孤子具有高的能流值。对高阶间隙孤子，边瓣有大的强度，中间各瓣强度相等，改变传播常数能够控制边瓣和中间瓣的强度。用数值计算方法研究了这些间隙孤子的稳定性，发现它们都是稳定的。

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方文兵   赵斌   林海枫   陈玮冬   李丙轩   张戈  

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本文研究光纤耦合半导体激光器端面泵浦c切Nd:Lu0.99La0.01VO4晶体的激光性能。根据该晶体在4F3/2→4F11/2能级跃迁的光谱特性及四能级激光系统的阈值条件，理论计算了产生1.06 μm和1.08 μm的单、双波长激光的实验条件。实验研究了该晶体在自由运转条件下产生1.06 μm和1.08 μm单波长激光输出的性能，并使用具有亚太赫兹自由光谱范围的法布里-珀罗标准具调节1.06 μm和1.08 μm两个激光振荡波长的增益竞争，首次实现了具有4.4 THz频差的多瓦连续波双波长激光的稳定、均衡输出。

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王秀梅   孟艳玲   李琳   王亚宁   于明圆   王鑫   肖玲   万金银   成华东   刘亮  

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本文对积分球冷原子钟探测光的频率和强度噪声进行了理论分析和实验研究。通过功率稳定和杂散光去除，探测光相对强度噪声的功率谱密度在高频区域(0.1-10 kHz)最大被压缩了15 dB。探测光强度噪声被压缩后，其对积分球冷原子钟频率稳定度的影响被降低至9E-15*tao^(-1/2)。理论分析表明，目前探测光频率噪声对积分球冷原子钟频率稳定度的影响达到了2.5E-13*tao^(-1/2)。为此，本文提出了一种降低探测光频率噪声影响的实验方案，即在钟周期一定时适当地增大探测时间。采用这种方法，可以减小探测光频率噪声对积分球冷原子钟频率稳定度的影响至9.4E-14*tao^(-1/2)量级。

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张烈山   张晓琳   刘刚   李开琴   唐文彦  

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针对低频水表面声波的频率识别问题，本文提出了一种基于改进PGC解调的激光相干探测方法。利用简单的激光干涉系统探测水下声源激发的低频水表面声波，再利用4路载波信号对其混频，通过功率比较遴选出两路功率最大的正交干涉信号，然后进行相位解调和频谱分析实现了水表面声波的频率测定。仿真和实验研究表明改进PGC法能够有效防止载波信号初始相位不可控条件下正交信号消隐的问题并准确实现低频水表面声波的频率识别，频率探测下限可达30Hz，对变频水表面声波及大尺度扰动波干扰条件下的低频水表面声波也取得了很好的检测效果。本文的研究表明改进PGC方法能够准确实现水表面声波的频率识别，并具有很强的抗干扰能力。

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陈少杰   张亮   王建宇  

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捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统精跟踪探测器的噪声结构形态不同，对精跟踪系统进行光斑位置定位的影响不同。分析了探测器条状噪声的来源，理论推导了条状噪声对质心算法的影响。采用阈值质心算法进行光斑定位，仿真分析了不同阈值、不同光斑图像信噪比时的X轴和Y轴的光斑定位偏差，对比了X轴和Y轴的光斑定位精度。仿真结果表明，存在Y轴方向延伸的条状噪声使得光斑定位精度X轴优于Y轴。实验测试不同系统配置、不同干扰幅度下精跟踪系统X轴和Y轴的跟踪精度。实验结果表明，对于两正交轴对称的精跟踪系统，X轴的跟踪精度优于Y轴的跟踪精度，从而验证了条状噪声的存在导致了X轴的光斑定位精度优于Y轴，实验结果和仿真分析结论相符。

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邹岩   姜梦华   惠勇凌   雷訇   李强  

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基于主振荡-功率放大（MOPA）结构，采用特殊取向Nd:YAG激光放大器，获得了高脉冲能量、高光束质量的激光输出。激光放大结构包括种子源、预放大级和主放大级三部分。在主放大级中，使用串联放置的LD侧面泵浦Nd:YAG棒状放大模块对种子光进行放大。为了获得高光束质量的输出光束，对不同切割方向Nd:YAG晶体棒的热退偏损耗进行了模拟。根据模拟结果，放大模块选择[100]切割方向的Nd:YAG晶体棒作为增益介质。在重复频率200Hz、脉宽25ns、脉冲能量40μJ、光束质量接近衍射极限的种子光注入条件下，获得了脉冲能量425mJ的输出，输出光光束质量因子M2为1.37，功率稳定度为0.81%。

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张露   张健   肖燕  

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以变系数耦合高阶非线性薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶方法,研究了有初始啁啾的艾里脉冲和光孤子在非均匀光纤的反常色散区传输时艾里脉冲的演化特性。研究发现正负啁啾条件下艾里脉冲都会产生俘获孤子；当初始啁啾为正时，观察到艾里脉冲会产生与原加速方向相反的艾里脉冲；当初始啁啾为负时，艾里脉冲会向与加速方向相反的方向发生色散。最后还研究了不同的截断系数和非线性条件下，正啁啾艾里脉冲的传输演化特性。

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何荣斌   刘崇   季来林   刘栋   朱宝强  

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三倍频脉冲激光参数精密诊断技术是高功率激光驱动器研制的关键技术之一。随着三倍频脉冲通量密度的不断提高，终端光学系统三倍频段大口径石英元件的激光损伤日益显著，三倍频参数诊断技术也随之不断精密化。本文利用神光Ⅱ升级三倍频精密诊断系统对类NIF激光驱动器高通量状态下的三倍频空间、时间以及能量等参数进行了有效的测量，并通过提高近场分辨率的方法，对终端光学系统石英元件加工过程引入的相位型周期结构进行了确认。通过三倍频2J/cm2工作状态的实验，对高通量状态下终端光学系统的远场聚焦能力以及近场传输调制特性有了更进一步的认识。

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王玮   姜珊   宋莹   巴音贺希格  

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在扫描干涉场曝光系统中，曝光光斑尺寸对干涉条纹的拼接精度，光栅制作效率以及制作出光栅的质量有着十分重要的影响。为获取合理的曝光光斑尺寸，本文根据高斯光束的传输规律以及扫描拼接数学模型，通过数值模拟的方法，系统的讨论了曝光光斑尺寸对干涉条纹非线性误差、刻线拼接误差与曝光对比度等关键参数的影响。分析表明，相比于大尺寸光斑，小尺寸曝光光斑更有利于干涉条纹的非线性误差的控制，同时由于存在周期测量误差，小尺寸曝光光斑有利于减小拼接后的刻线误差，提高曝光对比度。基于分析，针对扫描干涉场曝光系统设计了曝光光路，并对所设计光路进行了优化。最后对干涉场左右光斑形貌以及干涉条纹相位非线性误差进行了测量，测量结果表明曝光光斑束腰半径为0.9mm左右，干涉条纹相位非线性误差PV值为21.8nm，满足系统要求，达到了预期设计目的。

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杨爱华   刘德安   高雅茹   缪洁   朱健强  

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比较了高通量密度下损伤点分别位于上游介质的前后表面时热像的位置及峰值光强的区别。讨论了热像交替排布的现象及峰值光强随损伤点尺寸的变化规律。针对上游光学元件中的损伤点是诱发后续光路中热像的主要因素，提出了以损伤点经一定传输距离后引起的衍射环图像为分析对象的热像预判技术。该技术运用高信噪比的梯度方向匹配算法来获取衍射环图像的特征信息，进而反演出衍射距离和损伤点尺寸。利用液晶空间光调制器产生的单个等效损伤点的衍射图像证明了该方法的有效性；并采用光学元件上实际存在的损伤点所引起的衍射环图像分析了该算法反演多个损伤点时抑制噪声干扰的能力及其空间分辨率。

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邓志强   石世宏   周斌   傅戈雁   王聪  

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本文采用光内送粉熔覆喷头对弧形工字樑结构件进行激光熔覆成形。针对加工件为非封闭、弯曲弧形薄壁与不等高扇形薄壁相接的复合结构特点，采用了激光加载补能的工艺方法避免了薄壁结构件端部能量不足发生的局部塌陷现象。应用光束不同离焦位置可熔覆不同层高熔道的特点，采用变姿态径向扫描的方法熔覆成形了结构件不等高扇形部分；采用变姿态熔覆周向扫描的方法堆积出结构件的弯曲弧形部分。成形件最大相对尺寸误差为-5.9%；硬度稳定在690Hv左右；显微组织致密均匀、无气孔、无裂纹。

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赵继军   郑斗   胡劲华   任丹萍   李凤云   徐月欢  

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虚拟网络映射是实现底层物理资源共享的必要手段，也是网络虚拟化技术的研究热点。目前，虚拟网络映射过程中存在资源浪费现象，导致物理资源利用率较低，因此如何降低虚拟网络开销对提高物理资源利用率具有重要作用。针对弹性光网络中虚拟网络资源消耗问题展开研究，综合考虑节点、链路对虚拟网络资源需求的影响，提出了节点优先的虚拟网络映射算法。该算法首先对虚拟节点依据节点权值进行排序，然后为虚拟节点分配满足资源需求的物理节点，并采用贪心原则映射虚拟节点，最后利用协同映射方式将链路映射到长度最短的无环物理路径上，以达到降低虚拟网络资源消耗的目的。仿真结果表明，所提算法能有效降低虚拟网络资源消耗，减小网络请求阻塞率。

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杨桂栓   陈涛   陈虹  

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本文研究248nm纳秒准分子激光无裂损刻蚀石英玻璃表面微通道的机理及工艺方法。采用准分子激光掩膜投影石英玻璃前表面直写刻蚀的方法，通过实验研究激光脉冲能量密度、激光脉冲频率、扫描次数等因素对微通道裂损的影响规律，分析激光刻蚀石英玻璃及裂损的机理。研究结果表明，248nm纳秒准分子激光刻蚀石英玻璃具有光致电离及热烧蚀的共同作用，无裂损刻蚀JGS1型石英玻璃的激光能量密度阈值范围为: 16J/cm2~30J/cm2，刻蚀率可达500nm/脉冲，随着激光脉冲频率及扫描次数的增加，微通道容易因热积累及等离子体微爆炸冲击作用而裂损或炸裂。最后优化激光加工参数，当宽度小于100μm时，可以实现无裂损的直线型（深度≤50μm）及圆弧型（深度≤28.5μm）微通道的加工。

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蔡云云   孙东松   郑俊   兰家欣   李梓霂   张楠楠  

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He原子在热层和外逸层非常重要，Gerrard首次提出自然存在的亚稳态氦原子He(23S)可作为热层的有效散射体，可通过调谐至该原子共振频率的激光探测亚稳态氦，获得大气参数。为满足He激光雷达系统的探测指标，实现200-1000km大气中He原子密度的测量，本文对He密度探测激光雷达系统的参数和性能进行设计（主要包括激光发射部分、光学接收部分、数据采集和控制部分），对比在不同亚稳态氦密度、不同积分时间、不同距离分辨条件下，系统接收光子数与距离关系，其中亚稳态氦的密度对信号强度的影响最大。最后，用较低高度的瑞利散射信号标定共振荧光信号，获得相对数密度曲线和信噪比曲线。仿真结果显示，在积分时间为30min，距离分辨为50km，He(23S)密度最低的情况下，在250-530km高度范围内，相对误差小于2%，信噪比大于40。验证了本文对系统设计的参数满足对高层大气氦原子密度的探测要求，对将来系统的实现有一定参考价值。

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李传生   赵伟   王家福   邵海明  

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针对高压直流输电系统直流电流测量装置谐波测量的实际需求，从频响特性的角度出发，研究了直流光纤电流互感器谐波测量误差的产生机理及性能改善方法。建立了互感器闭环信号检测系统和滑动平均输出滤波器的离散域数学模型，对互感器的频率响应特性进行仿真分析，确定了闭环信号检测系统的前向增益和输出滤波器的阶数是影响互感器谐波电流测量准确度的主要因素。在闭环稳定的前提下增大前向增益，同时降低输出滤波器的阶数，可有效减小谐波电流的测量误差。搭建了直流光纤电流互感器谐波测量误差测试平台，实验结果表明：样机在50Hz~1.2kHz范围内，测量误差不超过0.5%，带宽大于10kHz，谐波测量性能满足GB/T 26216.1-2010的要求。

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敖珺   梁积卫   马春波   曹桂兴   李聪   沈宇飞  

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为保障自由空间光（Free-space Optical, FSO）通信质量的同时，避免传统的重传技术所需要的等待时间和缓存资源消耗，并随着信道的变化适配数字喷泉码冗余符号的数量，本文提出了一种基于Q学习算法的Raptor10码译码策略。该策略采用以减少冗余符号和降低误码率为联合回报目标的Q学习算法，对接收端所接收的Raptor10码冗余符号进行动态调整，并随着译码经验的不断累积，自动提高性能。仿真结果表明，与传统的采用固定冗余度Raptor10码和线性滤波调整算法相比，新方法在相同的湍流条件下有效减少了3%的平均冗余符号数量。

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陈颖   杨依枫   郑也   陈晓龙   刘恺   何兵   吴庆彪  

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光纤激光光源在亮度、热控和能量转换效率等方面具有突出优势，因此在工业、国防和能源等应用领域受到广泛重视。然而，由于热损伤和非线性效应等因素的制约，单模光纤激光光源的亮度存在极限。将光纤激光阵列进行合成是实现亮度递进的有效方法。近年来，采用反射式衍射光栅实现多波长光束阵列的非相干光谱合成成为研究重点。本文采用自研的镀金膜反射式衍射光栅作为色散元件，对两束波长分别为1064 nm和1080 nm的单模光纤激光束进行光谱合成，探索了合成系统光学结构、光束质量等方面的优化措施，实现了功率13.64 W，衍射效率91.9%，合成光束质量M2=1.78的高亮度输出，并对色散面内的光束质量退化及其影响因素进行了评估。最后对其重要意义和发展前景进行了展望。

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丁浩   徐家乐   谭文胜   黄舒   周建忠  

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为了研究磁场搅拌对钢/铝异种金属焊接性能的影响，将自行设计的磁场发生装置引入激光焊接系统中，开展了DC51D+AZ镀锌钢和6061铝合金的激光对接焊实验，进行了焊接试样的拉伸试验。基于金相显微镜、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等研究了外加磁场对焊缝成形、气孔缺陷、断口形貌、金属间化合物与接头力学性能的影响。结果表明，在激光功率1600 W，焊接速度1200 mm/min，激光光斑直径1 mm，Ar气保护且流量为12 L/min的条件下，添加磁场钢/铝接头平均抗拉强度为136.26 Mpa，与未添加磁场相比，抗拉强度提高了24.02%。磁场搅拌能改善焊缝的表面成形，减少焊缝中气孔的数量，细化针状FeAl3相，抑制脆性Fe-Al化合物的生长，从而有效提高焊接接头的力学性能。

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尹广玥   游利兵   王庆胜   褚状状   陈亮   方晓东  

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在有源矩阵液晶显示器和有源矩阵有机发光二极管显示器的工业化生产中，采用准分子激光退火技术制备多晶硅薄膜，以提高产品性能。设计了一套用于准分子激光低温多晶硅制备的线光束整形系统，系统中设置了光斑转换模块，使原始光束截面横纵倒置；扩束模块对原始光束短轴起到了准直作用，其扩束倍率亦可限定短轴光束尺寸，以配合短轴光束均匀模块的孔径；采用基于透镜阵列的长轴、短轴光束均匀模块，提高了光斑能量密度均匀性的同时，约束了光斑尺寸；系统中设置了投影模块，将光束投影于工件表面；为了实现系统中光学原件的精密定位，设计并加工了配套的机械调节机构；结合仿真实验，讨论了阵列单元中心偏差及工作面的偏移对线光斑质量的影响。利用该线光束整形系统对自行研制的大能量准分子激光光源整形，实测系统能量传递效率33%，工件表面光斑尺寸约为100 mm×0.3 mm，平均能量密度470 mJ/cm2，且分布较为均匀，满足退火技术要求。

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胡墅   盖宝栋   夏栩笙   郭敬为   王鹏远   李慧   刘金波   何山   蔡向龙   陈莹  

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准分子宽带泵浦钠金属激光器具有实现钠信标光源的潜质，该激光器在运转过程中需要借助准分子将钠原子由基态转换为激发态，因此，有必要对准分子作用下钠原子激发态荧光寿命开展实验研究。本文采用不同波长蓝翼泵浦光对不同温度下的钠乙烷准分子体系进行激发，分别测量钠D1和D2线荧光寿命。实验结果表明，32P3/2与32P1/2能级的荧光寿命明显长于自然寿命，并且激发波长越长，测得荧光寿命延长越明显。分析认为，辐射捕获效应是导致荧光寿命延长的一个因素。另一方面，随着泵浦单光子能量的下降，准分子被激发到A2Π3/2态的概率变大，能够长时间产生激发态钠原子，也会延长测得的荧光寿命。此外，钠乙烷准分子体系钠D2线自发辐射光放大信号的可放大性好于钠D1线，考虑到荧光寿命的延长，钠D2线激光将更有利于实现。

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李苏宇   费德厚   金明星  

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我们通过数值求解传播方程，研究了当空气中含有微量处于激发态的氧分子时，飞秒激光脉冲在其中的传播过程，并对比了常压和低压下的结果。数值模拟结果表明，当气体中含有激发态分子时，会影响激光脉冲在其中的传播过程，而且激发态分子所占的比重越大，对激光强度的时间和空间分布的影响越大。

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赵静   赵尚弘   赵卫虎   王翔   陈柯帆  

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基于解码-转发中继方式，研究了混合RF/FSO航空通信系统性能。采用副载波多进制相移键控(M-PSK)调制方式，建立了孔径平均作用下混合射频/激光通信系统模型，其中自由空间光通信(free-space optical, FSO)系统采用Exponentiated Weibull大气湍流信道同时考虑指向误差影响，射频通信(radio frequency, RF)为Nakagami-m 衰落信道。利用Meijer’s G函数推导出航空激光通信系统平均误码率和中断概率的闭合表达式。在不同湍流强度和接收孔径大小条件下，对比分析了中断概率及误码率性能。仿真结果表明，与弱湍流条件相比，中等湍流强度条件下指向误差对系统中断性能影响较小；孔径平均效应可有效改善RF/FSO混合传输系统的性能；FSO信道对混合系统性能起主要作用。

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谭勇   刘博   郑权   金光勇   邓岩  

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超连续谱激光是超快激光光源出现后的一种新方向，是多种非线性光学效应的集中体现，超连续谱激光可应用于光谱探测、显微测量和化学传感等多个领域。本文利用可调谐飞秒激光器的不同输出波长激光抽运蓝宝石光纤，获取光纤两端面输出的超连续谱，依据这些连续谱特征，建立了一种以光纤前端面和SESAM反射面形成的较强谐振腔结构的超连续谱激光系统，输出了以640nm为中心波长，FWHM大于250nm的超连续谱激光。结果表明，SESAM谐振腔结构能够减弱噪声并输出时谱一致的宽光谱激光。

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蔡宇   钱禹豪   万洪丹   张琳   张祖兴  

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本文首次提出和报道了一种基于微纳光纤环的多波长锁模光纤激光器，光纤激光器由两个部分构成： “8”字形激光腔和微纳光纤环。光纤激光器锁模机制是利用非线性放大环形镜（NALM）的等效饱和吸收作用，并在单向激光腔一侧加入微纳光纤环，该环是由单模光纤火焰拉锥后扭曲制成的，由于不同波长的光在通过微纳光纤环扭曲区域时会产生相位差，从而导致了多波长锁模现象。实验中，通过增加泵浦功率和调整偏振控制器获得双波长的锁模脉冲。此多波长锁模光纤激光器具有全光纤结构，在光传感、光学测量、微波光子学、光信号处理、太赫兹波产生和波分复用光传输系统等都有着非常重要的应用。

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肖振楠   刘婷婷   廖文和   张长东   杨涛  

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激光选区熔化( Selective Laser Melting，SLM)技术成形TC4钛合金试件具有强度高而塑性低的特点，热处理工艺是调整其组织并改善性能的重要手段。利用OM、SEM、XRD等方法研究了三类热处理工艺对TC4钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：SLM成形TC4钛合金形成细针状马氏体组织，几乎不存在β相，强度较高，塑性较差。经过840℃/2h/AC退火处理，SLM成形TC4钛合金的显微组织由α+β相构成，具有较高的强度和塑性。通过940℃/1h/WQ两相区固溶处理，β相含量增多，晶粒长大，形成编织交错的α+β网篮组织，其强度和塑性呈下降趋势。经过940℃/1h/WQ+540℃/4h/AC固溶时效处理后，生成均匀弥散的α+β相，α相粗化，强度略有提高，塑性下降。TC4经过热处理内部残余应力减少，变形开裂倾向降低。采用840℃/2h/AC退火处理工艺，可使SLM成形TC4获得较佳的强度-塑性匹配。

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刘亲厚   冯国英   邓国亮   王国振   龙凤琼  

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激光光束质量M2因子测量中要保证光路准直，减小噪声对光束束半宽计算的影响。光路偏移会导致在光束传输方向上CCD采集的光斑偏离CCD中心。由于存在噪声，偏移光束的束半宽和M2因子测量值会偏离真实值，带来额外的误差。针对这种含噪声的光束偏移CCD中心情况，本文理论推导了激光光束的束半宽和M2因子随偏移量的变化关系，通过数值仿真和实验研究了偏移光束的束半宽和M2因子随偏移量的变化轨迹曲线，理论推导和实验结果相符。基于此规律，提出了一种M2因子测量的改进方法，即当光路不准直时，在光路每个位置采集两次不同偏移量的光斑，则可校正得到束半宽真实值，从而得到无准直误差时的M2因子，并通过理论推导与实验对该改进方法进行了验证。

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朱然   张永康   孙桂芳   李普   张胜标   倪中华  

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本文采用有限元方法对三维平顶光束激光冲击2024铝合金进行数值模拟。建立了三维平顶光束激光冲击波加载的理论模型，将三维有限元模型的模拟结果与文献中的实验数据进行了验证，结果证实分布规律基本一致。用有限元模型模拟研究不同工艺参数（光斑尺寸、冲击次数和搭接率）对残余应力场分布的影响。结果表明，随着光斑尺寸的增加，残余应力增加并且表面残余应力变化梯度减小；随着冲击次数的增加，残余应力增加并趋于饱和；搭接率为10%时表面残余应力变化梯度较小；随着搭接率的增加，深度方向残余应力增加幅度较小。

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周学凯   米高阳   刘森   胡席远   王春明  

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采用波长为1070nm的光纤激光，对厚度为0.2mm的304不锈钢和紫铜超薄板进行激光搭接焊。普通装夹条件下，无法得到好的成型，而在钢+铜+钢的三层搭接焊中能得到良好的焊缝，并且工艺窗口较宽。焊缝显微结构出现层状花纹，EDS结果显示，黑色条纹是铜元素的聚集，且焊缝下部铜含量高于上部。对接头进行了显微硬度测试和拉伸试验。接头硬度最低处为铜层热影响区，并且单侧热影响区宽度在1mm左右。拉伸结果显示断裂位置处于铜层热影响区，最大拉伸强度为213MPa。

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张勋   李若杨   赵泽洋   米高阳   王春明   胡席远  

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本文研究了外加纵向磁场对316L奥氏体不锈钢激光-MIG电弧复合焊焊缝成形特点、接头微观组织及接头显微硬度分布的影响。实验结果显示：在外加纵向磁场作用下，焊缝的余高减小，熔宽增大，接头成形系数增大，表明复合焊焊缝截面变为宽而深。焊缝晶粒得到了一定程度的细化，同时外加纵向磁场使得焊缝柱状晶破碎，细化程度随磁感应强度B的增强而增强，并且这种细化的程度从焊缝表面到底部逐渐减弱。同时在接头热影响区（HAZ）出现长条形δ-铁素体析出，并且随磁感应强度B的增强而增多，这是由于在磁场作用下接头热循环发生了改变而引起的。对接头显微硬度的分析表明接头上部和中部硬度分布在存在外加纵向磁场时更均匀，表明磁场作用下焊缝组织更均匀，同时这种均匀程度在磁感应强度较大时更为明显。

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单宝华   霍晓洋   刘洋  

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为了提高立体视觉方法的测量精度，本文提出一种极线约束修正DIC匹配的立体视觉测量方法方法。该方法通过DIC方法获得立体匹配的初值，应用极线约束对匹配计算结果进行修正，取位于右极线上距DIC匹配结果最近的点作为新的匹配点，并将该种匹配修正方法推广到右图像时序匹配。在材料试验机上完成304不锈钢试件单向拉伸试验，以引伸计的测量结果为真值，对比极线约束修正前后的双目立体视觉的测量误差。试验结果表明，极线约束修正以后，双目立体视觉测量误差的最大值、平均值及均方值均减小，说明极线约束修正后的匹配方法可以提高立体视觉方法的测量精度。

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张雪   葛文琦   余锦   刘殿敏   常慧   樊仲维  

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采用法布里-珀罗(F-P)标准具选模的脉冲单纵模激光器具有结构简单、紧凑、波长可调谐的特点，同时存在输出能量对腔长变化敏感、长期稳定性差的问题。针对此问题，本文根据F-P标准具产生单纵模激光的工作原理，分析了影响此类激光器输出能量的主要因素，得到了频率、谐振腔长与激光能量之间的关系，提出了动态反馈控制腔长的能量稳定方法，设计了基于现场可编程门阵列 (FPGA，Field Programmable Gate Array)的高速数字电路能量稳定系统。在控制过程中，对谐振腔长进行周期性调制，采用光电二极管探测纳秒脉冲激光信号的强度，腔长调制引起的纵模频率变化直接影响输出激光信号的强度，通过分析光强度变化的信息，计算腔长失谐量，以此为依据进行实时的腔长补偿，从而形成闭环控制系统，实现单纵模激光长期稳定输出。实验结果表明，采用此控制系统，纳秒脉冲单纵模激光器能量稳定性显著提高，连续工作3小时能量稳定性(RMS)达到1.3%。

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卜敏   胡双双   陆伟   金卫凤   王亚伟  

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研究光在生物组织中的传输过程需要更精确的散射相函数，需要研究细胞核对相函数的影响。本文基于几何散射逼近理论修正单一分散系有核细胞的MIE相函数、不对称因子g和二阶参量γ；计算了有核细胞形态及光学参量对MIE相函数角分布及airy峰数目的影响；数值模拟了g和γ随波长、大小、核质比和折射率的变化规律。结果表明： MIE相函数分布、airy峰数目、g和γ不仅与细胞大小有关，而且与细胞核占比和折射率有关，不能忽略细胞内部光学结构的影响。MIE相函数与HG相函数相比，能够描述侧后向散射特征，更准确的计算g和γ，为研究细胞的免标记识别方法和激光在生物组织中传输特性提供进一步的理论支持。

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王光斗   杨光   刘艳格   王志  

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本文报道了石墨烯作为可饱和吸收体实现的2微米波段掺铥光纤激光器中产生的孤子束和高阶谐波锁模现象。将单层石墨烯覆盖在拉锥光纤上，光通过倏逝场和石墨烯相互作用从而实现锁模脉冲输出。当泵浦功率调到阈值230 mW时，可以实现自启动的锁模脉冲输出；将泵浦功率固定在300 mW处，调节偏振控制器使其处于不同的偏振态，实现了一个孤子束中包含2-6个脉冲的可控脉冲数输出；将泵浦功率固定在450 mW处，调节偏振控制器使其处于不同的偏振态，可实现不同阶次的谐波锁模，最高实现了117阶谐波锁模，此时脉冲重复频率高达2.412 GHz。

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卢悦   王瑞琪   温哲   吕博坤   马皓天   刘茜   侯滕轩   李旭   关丽  

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利用简易的“一锅法”制备了正丁硫醇修饰的MoS2纳米片(MoS2-C4)，并对其组分、形貌及电双稳性能进行了研究。正丁硫醇在反应过程中既作为硫源，又作为表面活性剂。通过X射线衍射(XRD)测试表明制备的样品为六方晶系的MoS2。通过透射电镜(TEM)和原子力图像(AFM)可以看出样品的形貌为片状，较大的纳米片是由小的纳米片自组装而成。测试了样品的吸收光谱，通过吸收峰的位置证明合成的样品为2H-MoS2纳米片。利用旋涂法将所制备的纳米片与聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)的混合物为功能层制备了电双稳器件，通过器件的I-V测试得到了很好的电双稳性能。

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罗燏娟   季小玲  

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随着水下光通信、传感和激光雷达等应用的兴起，深入研究海洋湍流如何影响光束传输特性具有重要意义。本文用数值模拟方法研究了慧差光束通过海洋湍流的传输特性，研究表明：海洋湍流导致光束“慧形”分布消失。慧差光束的质心位置与最大光强位置不重合。以“光束质心位置”比以“最大光强位置”为中心计算的束宽值要小，但其受海洋湍流影响要大。特别值得指出的是：以能量Strehl比作为评价参数，慧差越厉害，则光束能量集中度受海洋湍流影响越小。然而，以β参数作为评价参数，当慧差系数取某特定值时，光束能量集中度受海洋湍流的影响最大，这种情况在实际应用中应该避免。能量Strehl比与β参数的物理含义不同，即按照给定桶半径内所含能量定义的能量集中度(能量Strehl比)与给定桶中功率百分比定义的能量集中度(β参数)受海洋湍流的影响是不同的，这在实际应用中值得特别关注。

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王瑄   李中梁   南楠   步扬   陈艳   潘柳华   卢宇   曾爱军   王向朝  

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提出了一种提高扫频光学相干层析成像（SSOCT）系统灵敏度的方法。SSOCT系统中平衡探测器前耦合器的分束比不是50%∶50%时，会在探测的干涉信号中引入直流偏置，从而影响系统的灵敏度。本文分析了这种情况下耦合器分束比对系统灵敏度的影响，证明了通过调节耦合器的分束比并增加参考臂能量可以提高系统的灵敏度。数值模拟结果证明了方法的有效性，灵敏度测试实验结果表明，应用本方法后系统的灵敏度提高了2.3dB。

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李洪飞   梁涛   谢爽   汪胜平   叶能   徐明生  

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新型二维材料与有机半导体形成的异质结由于展现出与个体材料不同的光学电学特性正受到越来越多的关注。本文选取3,4,9,10-苝四酸二酐(PTCDA)作为有机半导体，分别与单层的二硫化钼（MoS2）和石墨烯（Gra）构成有机-无机异质结，并研究了异质结的荧光性能变化。通过表征两类异质结的荧光性能，观察到在MoS2/PTCDA体系中，PTCDA荧光强度的发生了显著增强，这与MoS2表面促进PTCDA结晶度提高有关。而在Gra/PTCDA体系中，PTCDA荧光发生了明显的减弱，主要是因为二者形成的异质结内光生电子发生跃迁，使荧光减弱。

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刘子君   崔骊水   谢代梁  

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激光多普勒流速仪具有准确度高，非接触测量，动态响应快等优点，在流速测量中得到了广泛应用。条纹的非一致性是影响激光多普勒流速仪测量精度的重要因素，因此精确获知测量体中干涉条纹间距及梯度分布情况，是激光多普勒流速仪准确测量流速的前提。本文针对激光多普勒流速仪测量体中的干涉条纹间距及梯度分布进行了理论分析，揭示了高斯光束固有传播特性与其测量体中干涉条纹分布之间的关系，确定了影响干涉条纹分布的参数。使用光束分析仪分别获得绿光和紫光的光束腰半径为114μm和83μm，并确定了光束腰的空间位置，利用测得的相关参数量化了绿光和紫光测量体中任意位置的干涉条纹间距及梯度分布，绿光和紫光测量体中归一化后的条纹梯度最大分别可达0.46%和0.60%。并通过与转盘装置所测得的干涉条纹间距结果进行比对，对本文干涉条纹分布的理论分析及测量结果进行了验证，最大相对误差分别为0.87%和0.78%。

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孙云辉   周建忠   盛杰   黄舒   徐苏强   李京   徐高峰  

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为了研究深冷激光冲击强化（Cryogenic Laser Peening, CLP）对2024-T351铝合金拉伸性能及断口的影响，采用光镜、扫描电镜及能谱分析等技术手段分别对材料微观组织、拉伸断口形貌及第二相成分进行观察和测试，并对断裂形式及断裂机理进行了探讨。研究表明，CLP处理使2024-T351铝合金表层金属产生了有效的晶粒细化，严重塑性变形层的晶粒尺寸大多在10μm以下，且材料内第二相分布更为均匀；与未处理样相比，CLP处理后材料的表面硬度、抗拉强度和屈服强度分别提高了34.1%、21.6％和28.9％，同时材料的延伸率也略有提高，实现了强度和塑性的同步增强；拉伸断口形貌显示2024-T351铝合金CLP处理后的断裂形式为颗粒处空洞生核的韧性断裂，有利于改善铝合金的拉伸性能。研究结果为深冷激光冲击强化2024-T351铝合金拉伸性能的定量化分析与工艺研究提供了理论依据。

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赵畅   李蓉   杨荟楠   沈成兴   蔡小舒   骆城芳  

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本文通过测量不同低浓度的血小板衍生生长因子-BB（PDGF-BB）水溶液的表面增强拉曼（SERS）光谱，可以检测到浓度低至质量分数为10-6%的PDGF-BB水溶液拉曼频移为1509cm-1的拉曼特征峰。同时，通过检测行皮冠状动脉介入治疗术（PCI）病人（动脉粥样硬化程度较高）与未行PCI的病人（动脉粥样硬化程度较低）术前尿液样本SERS光谱，并结合PDGF-BB的1509cm-1的拉曼特征峰，发现与未行PCI病人相比，行PCI病人尿液样本SERS光谱中可以检测到PDGF-BB的拉曼特征峰，即PDGF-BB在人体尿液中的浓度与动脉粥样硬化程度相关。研究表明，通过SERS光谱技术，可以检测到极低浓度的PDGF-BB水溶液的拉曼特征峰；同时尿液SERS光谱可以成为判断冠心病患者是否需要进行PCI的重要依据，因此该方法有望发展为一种无损检测与筛查冠心病的临床诊断工具。

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付兴虎   张江鹏   方一程   王兴国   陈诚   王思文   付广伟   毕卫红  

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提出了一种基于表面温敏薄膜的锥形双包层光纤温度传感器。它由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段锥形双包层光纤(TDCF)组成，呈SMF-TDCF-SMF结构。由于输入端SMF纤芯模的模场与TDCF纤芯模的模场极度不匹配，导致由SMF传输过来的光除一部分耦合进TDCF的纤芯中传输外，其余部分耦合进TDCF的包层中以包层模的形式向前传输。当这两束光到达输出端SMF时将会发生干涉，形成马赫-曾德尔干涉仪。在 锥区涂覆一层温度敏感薄膜，使得TDCF纤芯模和包层模之间的光程差会随着外界温度的变化而改变，从而引起传感器干涉谱的变化，因此可以通过检测传感光谱的变化实现对温度的测量。实验研究了传感器的温度特性，结果表明：随着拉锥长度的增加，干涉光谱的自由光谱范围逐渐减小。当拉锥长度为16mm，温度在32℃-65.3℃范围内时，随着温度的增加，传感器的传输光谱出现蓝移现象，温度灵敏度最高可达-1296.78pm/℃，且具有很好的线性度。该传感器制作简单、灵敏度高，在科学研究和工农业生产的温度测量场合具有较好的应用前景。

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贾科军   靳斌   郝莉   张守琴  

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当室内可见光通信（VLC）符号速率较大时，为了准确评价多径效应的影响，提出一种室内VLC多径信道建模方法。用迭代法计算直射和反射信道冲激响应，结合LED调制带宽定义了码间干扰。分析表明：当光电检测器（PD）在房间中间时信道路径增益大，多径干扰弱，当PD往墙角或墙壁移动时信号衰减变大，多径干扰增大。光正交频分复用（OFDM）技术能有效的抵抗码间干扰，在室内多径信道下，研究非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)和直流偏置光OFDM（DCO-OFDM）的系统性能，推导了光OFDM系统理论误码率（BER）性能，建立了MATLAB蒙特卡洛仿真模型。仿真表明：低阶调制比高阶调制性能好；当PD在房间中心时，受多径干扰影响最小，BER性能最好，PD越往墙壁移动时，受到多径干扰影响大，BER性能差；随着PD的视场角（FOV）和LED半功率角的增大，PD接收到的反射信号增多，多径干扰增大，BER性能变差。

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刘小欣   程序   王华明   李佳  

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本文研究了基材热处理状态和激光扫描速率对多道沉积DD5单晶高温合金沉积道内的杂晶形成位置及数量的影响规律，探讨了不同条件下杂晶形成机理。结果表明，当激光扫描速由5mm/s增大到20mm/s时，沉积道顶部由柱状晶-等轴晶转变（CET, columnar to equiaxed transition）导致的杂晶数目减少；采用固溶处理基材时，沉积道底部杂晶的尺寸和数量较使用铸态基材明显降低；沉积道之间的相互搭接不会产生/消除杂晶;当采用固溶态基材和当激光扫描速率为20mm/s时，基本可以得到无杂晶多沉积道搭接界面。

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高鹏飞   李晓辉   罗文峰   邹德峰   柴通   庞星星  

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本文主要数值研究了飞秒脉冲在悬吊芯As2S3微结构光纤中传输时，泵浦波长对中红外超连续谱产生的影响。通过分步傅里叶算法数值求解广义非线性薛定谔方程，对不同泵浦波长的飞秒脉冲在悬吊芯As2S3微结构光纤中传输时的传输特性以及演化过程进行分析。分析模拟结果表明，当泵浦波长为2300 nm时，处于光纤的反常色散区且近零色散波长，获得了宽带且平坦的中红外超连续谱，光谱范围覆盖1-7 m；当泵浦波长为2500 nm时，处于光纤的反常色散区且远离零色散波长，获得了超宽带中红外超连续谱，光谱范围覆盖1-7.5 m，但其平坦度略差。在实际应用中，该结果有利于产生中红外超连续谱时对激光泵浦波长的选择，对中红外超连续谱的优化有重要的参考价值。

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吴琼   任志君   金洪震  

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根据衍射理论及艾里函数的定义，在考虑产生艾里光束立方相位板的中心偏离傅立叶变换透镜光轴的情况下，理论推导了艾里光束的峰值轨迹表达式。研究了光束初始发射角对艾里光束加速轨迹的影响，发现在横向加速度一定的情况下，初始发射角越大，光束传输轨迹的变化越大。为有效增大初始发射角，达到较大幅度控制加速光束传输轨迹的目的，首次利用全息缩微输出系统制备较大尺寸的相位掩模板，产生了加速艾里光束并较大幅度地改变了艾里光束的初始发射角，实现了大幅度调控艾里光束传输轨迹的目的。

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谢爽   梁涛   马向阳   徐明生  

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过渡金属硫族化合物因其原子层级的厚度和独特的光电性能引起了广泛的关注和研究。近年来，大量文章报道了过渡金属硫族化合物的可控制备，奇特的光电性能以及在光探测、发光、自旋和能谷电子学等光电子领域的应用。本文从过渡金属硫族化合物的材料制备、光电性能及光电应用三个角度对这些工作进行总结。

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张博   曹毅   王玲   李涤尘   康建峰   孙畅宁   杨东  

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使用选区激光熔化技术(Selective Laser Melting, SLM)制备了Ti6Al4V钛合金体心立方多孔结构，分别研究了线能量密度和微杆直径对体心立方多孔结构成形方向(Z向)和非成形方向(X/Y向)压缩性能的影响。结果表明：采用选区激光熔化技术成形的体心立方多孔结构存在明显的各向异性。随着线能量密度的下降，体心立方多孔结构的抗压强度先增大后减小，其各向异性程度在最优参数下达到最低。随着微杆直径的减小，体心立方多孔结构的各向异性程度逐步降低，当微杆直径降至0.4mm时，体心立方多孔结构的各向异性程度仅为3%左右。研究表明，即使是结构上各向同性的多孔结构，采用选区激光熔化技术成形后，也会表现出明显的各向异性，这种各向异性程度与成形质量和尺度效应有关，通过调整工艺参数以及修改模型特征尺寸可以在一定程度上减弱这种各向异性。

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李泽标   郭超   赵鹏飞   黄志华   向小雨   梁小宝   李成钰   林宏奂   王建军   景峰   徐善辉   杨中民  

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目前模式不稳定效应影响了高功率激光输出的光束质量，成为了高功率光纤激光器获得近衍射极限光斑的主要限制。本文基于模式耦合理论，建立模式不稳定的半解析模型。理论分析高功率光纤激光中不同泵浦结构的模式不稳定效应，计算结果表面相比正向泵浦，反向泵浦和正向泵浦结构具有更高的模式不稳定阈值。通过实验对理论结果验证，发现与正向泵浦光纤激光器对比，反向泵浦结构可以提高至少50%的模式不稳定阈值。采用反向泵浦结构，我们实现了2 kW窄线宽近衍射极限激光输出。

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陈少杰   张亮   王建宇  

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在给出捕获、跟踪、瞄准（ATP）精跟踪子系统结构和控制原理及控制算法的基础上，搭建半物理模型进行实验分析不同分辨率数模转换器对应的跟踪性能，分别对同一位置光束和加入扰动后的光束进行跟踪对比实验。结合精跟踪控制系统的信号传输，分析不同分辨率的数模转换器对ATP系统跟踪精度的影响。实验结果表明数模转换器的分辨率越高ATP系统的跟踪性能越好。但当使用14位数模转换器后，继续增加分辨率对ATP系统的跟踪精度没有显著提升。对跟踪后的光斑质心信号进行频谱分量统计,得出干扰抑制带宽之外的频段内数模转换器的分辨率与对应的频谱分量成正比，需要进一步提高精跟踪系统的干扰抑制带宽来实现更高精度的跟踪。

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李晋华   张敏娟   张德龙  

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为了研究被测目标在氧气A带的自发射光谱与透过率的关系，根据透过率的计算方法，提出了采用偏最小二乘法对氧气A带的光谱进行基线拟合，搭建了实验系统，验证了该方法拟合基线的准确度。首先，以黑体辐射理论为依据，给出氧气A带平均透过率计算方法的思想，以实测被测目标光谱为研究对象，以带外数据为依据，利用偏最小二乘法拟合被测目标在氧气A带的基线。为提高拟合精度，剔除了测量奇异点，并利用基线拟合不确定度来评价偏最小二乘法拟合基线的准确度。为了验证该方法的准确性，以卤素灯为光源，在0-130m范围内，获得不同距离处的光谱曲线，以及相同距离下不同分辨率下的光谱曲线，将各种曲线分别进行基线拟合，分析各自的标准偏差。结果表明，同一距离点处不同分辨率下的平均标准偏差为0.23%，随着分辨率的降低，基线拟合不确定度变小，信噪比增大；且基线拟合不确定度还与测试设备的分辨率有关，分辨率越高，带外信息拟合基线不确定度越大，反之，带外基线拟合不确定度减小。

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郭波   欧阳秋云   李施   方再金   王鹏飞  

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报道了一种基于石墨烯三元复合材料（石墨烯/二氧化锡/聚苯胺薄膜）的可切换双波长孤子光纤激光器。该石墨烯复合材料由液相超声法制备而成并制成聚合物薄膜转移到激光器腔内。该石墨烯器件不仅可以作为一种饱和吸收体来进行锁模，还具有较高的非线性效应，在激光器中，它可以作为一种滤波器来产生双波长脉冲。利用该双功能器件，我们实现了光纤激光器的双波长孤子运转，其中，最小脉冲宽度为1.25 ps、基本重复频率为2.13 MHz，相应的最高单脉冲能量为1.51 nJ、峰值功率约为1.2 kW。

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常振   王煜   司福祺   赵敏杰   江宇   刘凤磊   刘文清  

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为了获取高信噪比的图像，采用紫外敏感型科学级光电探测器CCD47-20，设计了可在特定紫外波段对燃料燃烧火焰进行快速曝光成像的紫外成像系统。CCD47-20具有较深的势阱，保证了成像系统的信噪比。然而对于此类CCD，其曝光时间通常在200 ms以上。为了实现对目标的快速曝光，在分析CCD47-20的性能及工作原理基础上，设计了基于两次帧转移一次水平读出的CCD驱动时序方法，完成了成像系统的设计，将CCD的曝光时间缩短至10 ms。在实验室对系统进行了辐照测试，结果表明，当曝光时间改变时，CCD响应度为线性，验证了时序及驱动电路设计的正确性。信噪比测试结果表明系统信噪比达到46.8dB。在外场，对固体燃料火焰进行了成像，获取了火焰在特定紫外波段的图像，捕捉到剧烈燃烧的火焰形状，验证了紫外成像系统快速曝光的性能。

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许放   颜宏   张永红   万敏  

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摘要：基于双多层介质膜衍射光栅（MLD）的超窄带光谱滤波系统可以获得普通窄带滤光片无法实现的亚纳米级超窄光谱滤波宽度，有望极大的提高空间激光探测系统的信噪比和抗干扰能力。设计了一套基于双MLD色散补偿光栅的超窄带光谱滤波系统，使用codev软件对系统进行了理论仿真，得出系统像差可忽略不计；并在实验室采用国产多层介质膜光栅，在1064nm中心波长段，成功将光谱半高全宽为0.3nm的入射激光转换为光谱半高全宽为0.03nm的出射激光；并在结构上将滤光系统设计为即插即用器件，能实现对传统滤光片的替代。

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徐强   潘丰   黄莉   王杏涛   韩一平   吴振森  

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摘要 基于光束非傍轴矢量光束传输理论，研究拉盖尔高斯涡旋光束传输远场特性, 运用角谱衍射公式，以及稳相法，经过积分运算，得到初始平面上为线偏振拉盖尔涡旋高斯光束经一段距离传输后，其矢量电场分布解析表示式，进而数值计算了初始为 方向偏振的拉盖尔高斯光束沿 轴传播中各方向电场分量，等相面空间分布结构。结果表明，经一段距离传输后，平行于传播方向的电场分量显现，强度呈双峰结构，其值远小于垂直电场方向分量值，然而随着拓扑荷数增加，该方向分量也增加，光斑发散程度也相应增加；其光束等相面呈螺旋状分布。

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谭诗文   李建郎   Ueda Ken-Ichi  

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径向偏振光聚焦后可以产生很强的纵向电场，以此为出发点，首先依据基尔霍夫衍射理论，计算得到了径向偏振光经锥面镜会聚后所形成的横截面呈现零阶贝塞尔函数分布的纵向电场，分析了会聚区域光场的相干长度和横向宽度与入射光斑尺寸、锥面镜的锥顶角以及锥面镜出射端半径的关系。在此基础上，提出采用锥面镜+筒形反射镜的复合结构，通过设计合适的锥面镜和筒形镜参数，可以实现这种纵向电场的级联且周期性的分布。本文分析了筒形反射镜的参数对所形成的级联纵向电场的横向宽度、周期、占空比等的影响。初步的分析结果表明，当所采用的锥面镜的顶角为60°，出射端半径和筒形反射镜的内径均为999.682λ，可以实现周期为1154λ、占空比为1的纵向电场的级联，当用于电子加速时，加速区长度甚至可达到米级。由于径向偏振光在经过锥面镜会聚时形成很强的纵向电场，这种级联纵向电场的设计将进一步使得电子的加速区长度的到显著增加，为将电子加速到更高能量提供了可能。

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汪超   韦辉   周丽   郭江涛   王江峰   姜有恩   范薇   李学春  

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搭建了一台中等重复频率、高峰值功率的Nd：YAG激光器。激光器主要包括三部分：单纵模全光纤种子源、激光二极管抽运的Nd：YAG再生放大器和氙灯抽运的Nd：YAG功率放大器。系统获得了平均功率12 W、重复频率10 Hz、单脉冲能量1.2 J、脉冲宽度3 ns的激光输出，工作波长1064 nm，输出光束口径10 mm，95%能量在600μrad范围内，近场光强近平顶分布，近场光强调制度小于1.2，时间波形近似方波，能量稳定性（RMS）小于1.4%。

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陈翠光   胡贵军   刘峰   王勃然   陈威成  

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少模光纤的模式耦合引起模分复用（MDM）系统传输性能劣化。精确测量少模光纤模式耦合系数，量化分析模式耦合与系统性能之间的关系，可以为系统的损伤补偿提供可靠依据。本文基于背向瑞利散射原理建立一种模式转换器/解复用器+光纤环形器结构的少模光纤模式耦合测量系统，并对系统的测量性能加以验证。实验结果表明，该系统较好地实现了对9.8km少模光纤模式耦合分布的测量，且测量结果稳定。

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马利男   谭杨   陈峰  

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本文主要研究通过动态相变过渡诱导光学非线性变化的热控制的可调激光脉冲，而这个过程是通过消逝场与波导模式的相互作用实现的。钕掺杂钇铝石榴石波导的表面附着的二氧化钒薄膜作为可饱和吸收体，其在从绝缘体到金属相的过渡期间可直接观察到其可饱和吸收性质。通过二氧化钒薄膜与波导模式的消逝场相互作用，二氧化钒对光的吸收显著增加，比初始的调制深度大4倍。受益于二氧化钒的独特的热驱动光学性质，在1064 nm处，波导激光在皮秒脉冲和连续机制间可有效切换。由于二氧化钒薄膜的可饱和吸收的热滞特征，通过冷却或加热处理样品，在相同温度条件下，波导可产生连续激光和皮秒脉冲激光。这项研究介绍了一种在芯片级平台中实现热控制有源集成光源的方法。

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刘迎   罗雯倩   王汝丹   王兴  

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摘要 用Monte Carlo模拟研究了单光纤反射探针，发现小孔径探测器收集到的亚扩散光对散射相函数是敏感的。散射相函数描述了生物组织的散射特性，与生物组织的微观结构有关。研究了一个适用于小孔径测量的半经验漫反射模型，分析了与生物组织微观结构有关的二阶和三阶光学参量对该模型的影响分析。研究表明，两个高阶光学参量对漫反射的影响具有相反的效果，并且对于光学各向异性的生物组织，这两种效应是不可忽略的。提供了一个简化的半经验模型及其适用条件，为生物组织散射特性以及相关的微观结构的在体测量提供了新的技术支持。

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刘伟琪   郭春雨   阮双琛   余军   陈业旺   罗若恒   朱逸怀  

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采用铒镱共掺光纤，实现了一种双波长1 μm 调Q和1.5 μm增益开关脉冲光纤激光器。实验装置是一个双环腔结构，两环的公共端共用一段铒镱共掺光纤。1 μm调Q脉冲通过未泵浦铒镱共掺光纤的可饱和吸收效应产生。而铒镱共掺光纤对1 μm调Q脉冲的再吸收周期性调制了铒离子的反转粒子数，从而产生重频相等的1.5 μm增益开关脉冲。随着泵浦功率的增加，这两种脉冲的重频从5.4 kHz增加到11.7 kHz。1.5 μm脉冲相对1 μm脉冲有一定的延迟，并且延迟时间随着泵浦功率的增大而不断减小。在最大泵浦功率处，1 μm脉冲宽度、单脉冲能量和最大平均输出功率分别是5.3 μs，402.6 nJ 和 4.7 mW，而对于1.5 μm脉冲，分别是4.6 μs, 374.4 nJ 和 4.4 mW。

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郭超世   陈博华   王昊   吴侃   陈建平  

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本文将二维材料硒化钨与聚合物PVA混合制成饱和吸收体薄膜，在掺铒保偏光纤激光器中，实现了稳定的调Q运转。全保偏的腔体能够最大程度减少环境对激光腔的双折射的扰动，在此基础上，我们研究了硒化钨-PVA饱和吸收体薄膜在调Q激光运转中的材料稳定性。研究发现，当材料中的热量累计到一定阈值后，聚合物基底材料首先进入熔融状态，随后热量在薄膜中进一步累计，导致硒化钨材料受热损害，表现为饱和吸收体薄膜损耗的急剧增加。此项工作有助于研究二维材料作为饱和吸收体在光纤脉冲激光器中工作时的长期稳定性。

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周剑   孙美智   梁潇   康俊   郭爱林   杨庆伟   谢兴龙   朱健强   林尊琪  

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为了提高SGII-5PW超短脉冲激光系统运行安全性，本文针对大能量OPCPA过程光束近场分布均匀性问题，从理论上进行了详细讨论，并与输出近场数据进行了对比分析。在1PW放大器模块，以前端预放大器以及神光II大能量抽运脉冲的测量数据为基础，利用参量耦合波方程组数值模拟方法，给出了近场填充因子与光通量对比度在参量放大过程中的演变，并结合转换效率与输出稳定性进行讨论，给出了对应于高光束质量、高转换效率与高稳定性的非线性晶体长度优化区间，结论还显示，抽运光对放大输出均匀性起更大的作用，进一步提升神光II第7路光束质量，是大幅提升OPCPA-II放大信号均匀性的切实途径。

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房刘杨   姚延松   闫华   张培磊   高秋实   秦阳  

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以铝包镍(KF-6)和TiB2为熔覆材料，利用激光熔覆技术在铜合金（Cr-Zr-Cu）表面制备出了以KF-6为过渡层，TiB2增强镍基复合涂层为强化层的梯度涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）、Ｘ射线衍射（XRD）、能谱仪(EDS)及显微硬度仪等研究了强化层的显微组织、硬度及耐磨性能。结果表明：熔覆粉末中TiB2含量不同，其在强化层中的组织形态存在明显差异，TiB2分别以尺寸一致的细小颗粒（10wt.%TiB2）、尺寸不一致的多边形颗粒（20wt.%TiB2）、无定向的针状组织（30wt.%TiB2）均匀分布在涂层中。强化层的平均硬度介于1150-1450HV之间；TiB2质量分数为10%时，梯度涂层具有最小的磨损率；TiB2质量分数为30%时，梯度涂层具有较为平稳的摩擦系数（约为0.4）。处于基体和强化层之间的过渡层，能有效减弱强化层与基体之间成份和硬度的突变，使梯度涂层的成分及硬度平滑过渡。

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刘伟   金东臣   孙若愚   张倩   侯玉斌   沈默   刘江   王璞  

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报道了一种基于光纤可饱和吸收体的纳秒脉冲掺铥全光纤双腔激光器。该激光器采用线型双腔结构，用1550 nm连续光纤激光器作泵浦源，以光纤布拉格光栅作为波长选择器件，利用掺铥光纤的可饱和吸收特性的同时结合双谐振腔间的相互作用，获得稳定的纳秒脉冲输出。同时，本文研究分别采用单包层铥钬共掺光纤和双包层掺铥光纤作为增益介质对激光输出性能的影响，并进行优化对比，最终实现平均功率256.3 mW、最窄脉宽87 ns的1993 nm激光输出，脉冲重复频率在20 kHz~ 33.3 kHz范围内可调。

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钱牧云   余有龙  

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为实现机械手指的复合式触觉传感，以光纤光栅为传感元件，将压力传感器和温度传感器封装在同一聚合物传感单元中，分析了压力传感器受目标物体温度扰动的特性，同时利用BP神经网络对光纤光栅触觉传感信号进行了处理，实现了对传感单元表面正向压力更加准确的识别。仿真与实验结果表明：该方法进一步消除了目标物体温度对应变传感器的影响，减小了应变传感器的不确定性误差。补偿后传感器输出压强最大波动值αP为25.85%，输出稳定性比原来提高了14倍， 提高了压力测量结果的稳定性和测量精度。将补偿研究应用于机械手指光纤光栅触觉传感阵列，可以有效抑制温度对应变传感的干扰，使得柔性机械手指触滑测量系统具有更加广阔的应用前景。

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董怡静   朱小磊   马秀华   李世光   谢小兵   张俊旋  

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报道了种子注入式PPMgLN外腔双共振环形腔光参量振荡器。双共振参量振荡采用e→e+e 相位匹配，有效利用掺5 mol% MgO的PPLN晶体最大非线性系数 （25pm/V）。当以重复频率400Hz，功率556mW 的1064nm单频脉冲激光作泵浦源，在晶体极化周期30.5μm、温度110℃条件下，获得了最高79mW的1.57μm信号光和38.5mW的3.3μm空闲光输出，泵浦光-参量光总转换效率达22%。采用种子激光注入技术，获得参量光单频窄线宽输出，实验测得，1.57μm信号光输出线宽小于100MHz，10min内频率稳定性达到141MHz。

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王柯   涂波   尚建力   安向超   易家玉   于益   廖原   吕文强   叶志斌   杜近宇   高清松   张凯  

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介绍了一种工作在准连续状态下的直接液体冷却的侧面泵浦Nd:YAG多薄片激光谐振腔，装置选用20片Nd:YAG薄片作为增益介质，由激光二极管阵列在其侧面进行泵浦，流动的硅氧烷溶液作为冷却液在其端面进行冷却，振荡激光以布儒斯特角穿过多层薄片和冷却液实现增益。建立了单流道实验装置，使用粒子图像测速(PIV)系统研究了冷却流场的运动状态。通过间接方法测量了流场的冷却能力，基于流体力学层流模型数值模拟了流场的冷却效果，实验结果证明了模型的置信性，进而基于模型对激光器中薄片的热安全性进行了评估。在泵浦能量为49.9J时，稳腔提取下获得了15.7J的最大脉冲能量输出，对应光光效率和斜率效率分别为31.4%和39.2%；在泵浦脉宽为τ = 250μs，频率为f = 100Hz，对应平均泵浦功率为5kW时，获得了1440W的平均输出功率。

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刘洪喜   董涛   张晓伟   刘子峰   石海  

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利用激光熔覆增材制造技术在45°外圆车刀刀槽部位制备了宏观形貌良好、致密均匀、无气孔和裂纹的WC/Co50/Al硬质合金涂层刀具。通过光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）观察了涂层刀具的组织结构，结合X射线衍射（XRD）和能谱（EDS）分析了涂层刀具的物相组成及其变化规律，借助普通车床、压电式三向车削测力仪比较了普通YG8硬质合金刀具和激光熔覆WC/Co50/Al硬质合金刀具的切削性能。XRD图谱显示，刀具熔覆层由WC，W2C，Al2O3，Co3W3C和固溶体CoCr和 (Co, Ni, Fe, Cr)2Si等物相组成。涂层表面的硬质WC大颗粒包覆于粘接相Co50中，部分熔化和分解的WC小颗粒形成了大量固溶体。相同条件下的YG8硬质合金刀具和激光熔覆WC/Co50/Al硬质合金刀具切削实验表明，轴向切削力Fx和径向切削力Fy相对稳定，切向切削力Fz波动较大。激光熔覆硬质合金刀具产生的Fz和切削热高于YG8硬质合金刀具，被切削工件的摩擦系数和表面粗糙度均小于YG8硬质合金刀具。

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张威   潘艳秋   潘娜娜   俞路   贾春燕   刘万发   桑凤亭   刘易杭  

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固体激光器工作过程中激光介质的热效应会产生像差，造成激光质量下降，严重阻碍固体激光器的发展与应用。本文以一种固体激光器用微通道双面冷却系统为研究对象，建立其三维物理模型，采用流固耦合方法模拟冷却系统的流场、温度场及介质应力场，并考察流动雷诺数与玻片生热量对固体热变形的影响。结果表明，冷却系统内流场对激光介质温度场及应力场的影响不可忽略；玻片的最大Von Mises应力出现在边缘位置、随着雷诺数的增大而减小；玻片热变形因流动状态的变化存在不同的分布形式；玻片生热量只对玻片热变形的程度有影响，生热量越大玻片的热变形越大。

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吴伦哲   高文兰   顿爱欢   杨明红   魏朝阳   徐学科   邵建达  

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点胶过程是光学元件加工过程中的重要工序,其中对于高径厚比的光学元件即光学薄片，需要将其通过胶点附着在底板上以完成之后的加工。而光学薄片的点胶过程中元件的面形变化是不可忽略的影响因素。本论文中，根据热弹性模型，对点胶过程进行了有限元分析。参考高径厚比元件的实际点胶过程，对点胶过程前后，影响光学薄片的PV值变化的因素进行了分析，包括底板厚度，底板材料，以及胶点的半径，排布以及胶点的弹性模量和泊松比。对于光学薄片（Φ100 mm×2 mm），高弹性模量和低热膨胀系数的底板，薄的底板的的厚度，小的胶点半径，少的胶点个数以及胶点弹性模量的减小都可以使得PV值的点胶前后变化量更小，同时胶点位置也应该避开使得PV值的点胶前后变化量明显变高的区域（高ΔPV区域）。而胶点的热膨胀系数对PV值的点胶前后变化量影响较小。

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俞叶   段延敏   郭俊宏   张栋   陈思梦   廖小青   朱海永  

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报道了利用偏振分束立方棱镜（PBS）选择性地实现a切Nd:YVO4晶体π和σ偏振的激光输出。由于四方晶系Nd:YVO4偏振荧光光谱的差异，导致了输出π和σ偏振激光的性能区别。实验中利用PBS的反射光束主动选偏，结合激光晶体沿通光方向旋转，分别对a切Nd:YVO4晶体的4F3/2能级到4I11/2和4I13/2能级跃迁的偏振激光性能进行测试。在11W的入射抽运功率下，基于4F3/2-4I11/2跃迁分别获得了5.5W的π偏振1064.3nm激光和4.4W的σ偏振1066.7nm激光输出；基于4F3/2-4I13/2跃迁分别获得了2.9W和1.6W的π和σ偏振1341.8nm激光输出。结果表明a切Nd:YVO4晶体的π偏振激光有更高的转换效率，σ偏振激光有更宽的激光谱线。

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郭强兵   刘小峰   邱建荣  

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纳米结构的局域表面等离子体共振效应由于能够突破衍射极限实现对光信号的局域调控，因此自发现以来就引起了光学领域的广泛关注并成为一大研究热点。从对局域光场增强效应到超材料的实现，表面等离子体都扮有重要的角色。本文综述了基于纳米结构的局域表面等离子体的超快非线性光学现象及其应用研究，重点介绍了基于非传统表面等离子体纳米材料（重掺杂半导体）的饱和吸收效应及其在超快脉冲激光器中的应用，并对其发展前景进行了展望。

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石拓   卢秉恒   魏正英   周亮   石世宏  

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激光金属沉积(LMD)传统上多采用固定的工艺参数进行扫描堆积成形，每层的实际堆积高度一般是固定且不可控的。为提高成形稳定性和成形精度，补偿堆高误差，本文研究一种可实时变化工艺参数的堆高闭环控制系统。通过反馈实际堆高与设定期望层高之间的误差，控制实际堆高达到设定值。设计P和PI两种控制器，分别采用扫描速度和激光功率为输入参量来控制实际堆高。结果表明：变扫描速度控制优于变激光功率控制，最佳稳态波动范围可达±0.015mm；PI控制器可使总堆高达到期望值；当送粉速率发生突变时，P控制系统具有良好的鲁棒性；P控制器响应曲线与成形件剖面纹理显示的堆高变化一致。本文为堆高的可控和堆高误差补偿提供了新方法。

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黄晟   靖旭   谭逢富   何枫   张巳龙   程知   侯再红  

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为了获得连续精细的整层大气光谱透过率的特征，将光栅光谱仪与高精度二维跟踪机架结合起来，研制了能够进行连续波段测量的太阳辐射计，并通过小波变换对光谱进行去噪与基线校正，减少了仪器结构设计复杂度。同时鉴于Langley法与标准光源法各自的局限性，提出了一种将二者结合的混合标定法，将标定基准溯源至大气层外的太阳辐照度。将所研制系统与POM-2辐射计进行了同时同地的对比实验，并且与大气辐射传输软件MODTRAN5.0的计算结果开展了对比分析，对比结果验证了仪器设计的可靠性与标定方法的准确性。

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陈晓龙   郑也   李璇   皮浩洋   赵纯   刘恺   全昭   沈辉   杨依枫   何兵   周军（大）  

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在基于主振荡放大结构的光纤放大器中，窄线宽、时域稳定的种子源对抑制非线性效应，获得数千瓦窄线宽激光输出至关重要。随机光纤激光器基于瑞利散射和拉曼增益，在时域稳定性上独具优势，近年来得到了广泛的研究。本文基于自研光纤光栅搭建1018 nm光纤激光作为泵浦源，采用半开放腔随机激光形式输出1067.6 nm激光，并基于窄带光栅滤波和三级放大结构，实现了42.8 W，10.6 GHz线宽激光输出，线宽在放大过程中保持不变，此光源特别适合作为数千瓦级窄线宽光纤放大器的种子源。

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孙昀杰   周建忠   黄舒   盛杰   樊玉杰   陈松玲  

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为研究激光喷丸对医用Ti6Al4V合金表面耐生物腐蚀性能的影响，对Ti6Al4V合金试样表面进行激光喷丸强化处理，选用动电位极化曲线测试法研究激光喷丸前后试样表面的电化学腐蚀性能，采用扫描电子显微镜观察腐蚀后试样的表面形貌并测试能谱。结果表明，在测试参数范围内，激光喷丸试样的自腐蚀电位正移，腐蚀倾向降低；钝化电流密度降低，钝化区电位范围增大，钝化性能更稳定；击穿电位正移，点蚀敏感性降低；自腐蚀电流密度减小，腐蚀速度降低。与未处理试样相比，自腐蚀电位最大正移0.209 V，钝化电流密度最大降低了两个数量级，钝化区电位范围最大增幅为86.90%，击穿电位最大增幅为88.31%，自腐蚀电流密度最大降低了81.75%。上述结果表明，激光喷丸强化处理可有效改善医用Ti6Al4V合金表面的耐生物腐蚀性能。

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陈杰   朱海东   康俊   杨庆伟   郭爱林   谢兴龙   孙美智   朱健强  

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空间啁啾普遍存在于宽带光谱超短脉冲激光系统，它降低光束质量，影响超短脉冲激光聚焦的峰值功率和信噪比特征。空间啁啾起源于色散元件且较难在超短超强激光装置中有效控制。本文分析了空间啁啾对宽带光谱超短脉冲激光系统的影响，并提出了利用波前传感器研究SG-II-5PW装置空间啁啾新的实验方法。实验中首先采集了宽光谱超短脉冲激光通过展宽和多级空间滤波器后的波前特征，测量出系统光路产生的横向空间啁啾和波前像差中心相对系统光轴的偏移量，实时调节色散调节器消除激光装置的空间啁啾。对比分析横向空间啁啾消除前后的波前分布，计算结果表明SG-II-5PW装置激光光束的聚焦性能和远场能量集中度得到显著提升。

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闫仁鹏   于欣   李旭东   周劼   于俊华   周忠祥  

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研究了高功率Yb:YAG薄片激光器连续及腔倒空调Q输出性能。基于平面波理论，建立Yb:YAG准三能级激光连续运转模型，对薄片激光器的晶体掺杂和泵浦结构进行优化。通过优化实验方案，研究半导体激光器泵浦Yb:YAG薄片激光器连续输出性能，在泵浦功率为199W时，获得输出为100W的1030nm激光输出，光光转换效率为?o-o=50.2%。利用RTP电光调Q开光，搭建Yb:YAG电光腔倒空激光器，研究1030nm脉冲输出性能，获得了脉冲宽度为20.2ns的高重复频率1030nm脉冲激光，脉冲重复频率为10-100kHz，10 kHz 1030nm激光最大峰值功率达到109.8 kW。

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刘萌   闫玉蓉   汪徐德   罗爱平   徐文成   罗智超  

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由于其独特的光电特性，最近黑磷量子点得到了研究者们的广泛关注。本文中，我们将基于微纳光纤沉积黑磷量子点的光子器件接入掺铒光纤激光腔内，利用其可饱和吸收特性和高非线性效应分别获得了单、双波长脉冲簇现象。在单波长脉冲簇状态下，每簇脉冲中包含有9个脉冲，它们之间具有不同的时间间隔。在双波长脉冲簇状态下，每个波长分别对应一套脉冲簇序列，这两套脉冲簇序列具有不同的强度和时间间隔。该结果有助于加深我们对多波长光纤激光器及脉冲簇动力学的理解，也证明了黑磷量子点可以作为性能优良的可饱和吸收体应用于超快光学领域。

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王晓章   蒋军彪   李毅   李睿   张辉   李晓   龙鹏翼   唐峰  

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本文基于胡克定律和弹光效应理论建立了光纤环在冲击机械应力作用下非互易性相位误差产生的数学模型，讨论了粘结剂的杨氏模量等参数的影响，通过仿真和实验验证了光纤粘结剂杨氏模量大小对Sagnac光纤干涉仪误差的影响。通过比较，证明了粘结剂杨氏模量越大，系统性能越稳定这一结论。

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苏静   靳丕铦   卫毅笑   卢华东   彭堃墀  

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实验设计了一种基于Labview控制的自动宽调谐的连续单频钛宝石激光器，通过波长计测量激光器输出波长，用Labview程序读取该波长值并产生控制信号，反馈控制腔内调谐元件双折射滤波片的角度，实现对激光器输出波长的调谐。进一步地，基于波长计测量的系列波长值，构建了BRF角度与激光器输出波长值的一一对应关系，由Labview程序根据不同的波长设定值控制BRF旋转不同的角度，使钛宝石激光器不需要波长计也能实现自动调谐，简化了激光器系统。对实验设计的钛宝石激光器进行自动调谐，测量得到其调谐范围为110nm。

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李辉   冯继东   谭荣清   张阔海   李志永   马芳  

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为了实现波导CO2激光调Q脉冲输出，首先需要搭建半外腔激光器以在谐振腔内插入Q开关。本文实验研究了波导纵横比m=2的半外腔矩形波导CO2激光器输出功率与谐振腔光学结构参数之间的关系，对比平面反射镜紧贴波导口激光器输出功率，得到谐振腔模式耦合进入波导口的损耗与谐振腔全反镜曲率半径R以及全反射镜与波导口的距离d等参数的关系。基于菲涅尔衍射积分理论，采用变步长辛普森算法理论计算了m=2的矩形波导谐振腔耦合效率与R和d之间的关系。基于实验及理论结果，本文获得了适合高纵横比矩形波导CO2激光器半外搭建的两个耦合效率较高的谐振腔光学及结构参数：d=10 mm的位置、d=R的位置，并且当R越大这两个位置对应的耦合效率越高。

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王向林   胡晓鸿   徐鹏   张伟   杨直   王屹山  

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本文将两个1.45 W的520 nm绿光LD进行光束整形，再聚焦到钛宝石激光晶体进行泵浦，并结合GTI镜(Gires-Tournois Interferometer Mirrors)对腔内色散给予补偿，实现了稳定的克尔透镜锁模（Kerr-lens modelocking, KLM）运转，输出脉冲激光的典型脉冲宽度91.2 fs，输出功率达到208mW；获得了目前该类研究中最高的单脉冲能量1.59 nJ。通过优化腔型参数，获得的最短脉冲宽度为79.4 fs。缩短腔长后得到的最高输出功率为232 mW。

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惠宇   武君胜   鱼滨   李孟鸽   杜静  

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目前，腰椎疾病在我国已成为一种常见病。鉴于人体腰椎结构的复杂性，采用有限元分析方法对腰椎L3-L4节段的应力应变情况进行生物力学模拟与分析，从而为医学的临床诊断和研究提供一定的科学依据和理论判定。本文首先采用三维重建方法MC体绘制构建人体腰椎L3-L4腰骶段的有限元模型，并模拟添加前韧带、后韧带、黄韧带、纤维环等主要脊椎附着软组织，从而精确构建脊柱一体化三维有限元模型；其次进行有限元模型网格化划分和设置各部分相应的材料属性；最后，定义不同方向的载荷和边界条件以模拟正常模型和椎间盘膨出退化模型在不同工况下所承受应力和形变情况，通过分析其生物力学特性，可以为临床上椎间盘膨出和椎间盘突出等的诊治提供生物力学依据。

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杨奕   孙青   邓玉强   冯美琦   赵昆  

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采用频率梳方法测量太赫兹频率时，其测量精度取决于重复频率的锁定精度和拍频信号的测量精度。拍频信号频率由频率计数器测量得到，对信号的信噪比和信号强度均有要求，且信噪比越高频率测量精度越高。因此，拍频信号的探测和信噪比提高是太赫兹频率测量中最关键的环节。系统研究了影响拍频信号信噪比的主要因素，包括拍频产生方法、信号放大方案、拍频频率以及被测光源功率对拍频信噪比的影响。通过全面的系统优化，在实验上获得了信噪比优于60dB的拍频信号，为太赫兹频率的高精度测量奠定了良好的基础。

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和岳   武强   邹江林   哈纳   肖荣诗  

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激光压焊是一种将激光与压力复合的焊接方法，以焊接效率高、热输入量小等优势，展现出良好的发展前景。为了对光纤激光压焊的工艺优化提供参考，本文利用IPG YLS-6000光纤激光扫描焊接预制的1060铝合金V型坡口，研究压焊坡口角度、透镜焦距、离焦量等因素对坡口内材料熔化行为的影响规律。结果表明V型坡口对光纤激光具有明显的汇聚作用；当焦距为300 mm、离焦量为0 mm~+10 mm、或坡口角度为5°时，坡口内可获得更好的熔化效果。进一步分析表明这与铝对光纤激光在布儒斯特角的吸收率不高有关，但由于每次波导（反射）会损失部分激光能量，因此光纤激光在V型坡口内的波导次数不宜过多。

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郭永瑞   卢华东   苏静   彭堃墀  

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采用主振荡功率放大(master oscillator power amplifier, MOPA)结构对全固态连续单频1064 nm激光种子源经四块Nd:YVO4晶体进行四级放大，在实验上实现了百瓦级连续单频1064 nm激光源。放大级在注入220W泵浦功率的条件下，最大输出功率为103.8 W，总的光-光转化效率为33.2%。在激光放大器的输出功率为97.73 W时，测试得到激光放大器的长期功率稳定性在5小时内优于±0.53%，光束质量因子M2<1.38，强度噪声在4.3MHz处达到了量子噪声极限。

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刘琪   孟俊清   祖继锋   蒋静   陈思露   陈卫标  

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给出了一种适用于空间应用的全固态高重频窄脉冲激光器。激光器采用超稳双porro棱镜直线谐振腔，以激光二极管（LD）侧面抽运Nd：YAG板条，RTP晶体作为电光调Q开关，并利用偏振耦合输出激光。实现了激光脉冲重复频率1KHz，平均功率1.15W，脉冲宽度1.3ns，光束质量M2因子为Mx^2=1.20、My^2=1.23，波长为1064nm的脉冲激光输出。激光器结构紧凑，性能良好，可作为未来的新型空间探测雷达系统的光源。

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伍秀玭   高万荣   张运旭  

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我们报道了一种新的非破坏性玻璃亚表面缺陷定量检测方法。该方法基于频域光学相干层析成像技术。首先综述了玻璃亚表面缺陷的已有检测方法，指出了已有方法的局限性。然后描述了所搭建的频域光学相干层析成像技术的成像原理和特性，给出了所重建的玻璃亚表面缺陷的二维和三维图像。利用所获得的图像，可以定量的获得玻璃亚表面缺陷的深度，尺寸和形状等特性,观察发现亚表面损伤大致可以分为两类，一类是较大的损伤，尺寸约20μm以内，通常是从表面向下延伸；另一类是较小的损伤，尺寸在几个微米以内，该类损伤一般隐藏在表面以下，甚至可以延伸至一百多微米。该研究结果对于光学零件的加工和应用具有重要意义。

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吴浩煜   时雷   马挺   马金栋   路桥   孙青   毛庆和  

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本文报道一种基于飞秒光纤激光的光频率梳设计与研制技术。通过设计与研制出55fs、210 MHz色散管理孤子锁模掺铒光纤激光器，并优化设计啁啾脉冲光纤放大链路，由负色散高非线性光纤产生了1080~2320nm倍频程超连续谱，使得经f-2f 自差拍检测出信噪比达32dB的载波包络偏移频率；通过将重复频率的4次谐波和载波包络偏移频率锁定到商用铷钟，实现了对光梳的高精度锁定，在1s计数门控时间下重复频率和偏移频率标准偏差分别为0.65mHz和1.76mHz，100s采样时间时下的Allan 偏差分别为1.74×10^(-13)和1.80×10^(-11)。这种光纤光梳可望满足光频计量、光梳光谱、时频传递和微波产生等领域的应用需求。

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付秀华   郭凯   熊仕富   张静   孙兵   姜洪妍  

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随着人们对紫外光学研究的日益加深，紫外探测技术已朝着多波段、全方位的方向发展，尤其利用日盲区探测紫外辐射，会使信息处理量有效减少。为满足日盲探测系统的技术要求，本文研制了一种可以实现紫外日盲区(200nm~270nm)高透过，近紫外到近红外区(300nm~1200nm)深截止的光学滤光片。通过分析材料的光学特性，结合光学薄膜理论，优化膜系结构，设计了介质与金属组合的膜系。采用电子束加热蒸发的方法沉积金属膜，通过对沉积速率的试验研究，在保证金属光学性能的前提下，有效降低了膜厚控制误差。采用逆向反演法与膜层敏感度分析，对谐振层工艺参数进行优化，有效降低了谐振层的控制误差。该滤光膜在200nm~270nm波段，平均透过率达到51.21%，在300nm~1200nm抑制区平均透过率为0.90%。

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杨菲菲   缪洁   谢雨江   刘德安   朱健强  

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为有效检测光学元件体内的缺陷情况，利用全内反射技术，根据激光束在光学元件内部的多次全内反射获得缺陷的散射光斑图像，结合基于最小二乘法的椭圆拟合等方法对散射图像进行处理，得到缺陷的三维位置信息，通过小范围的单个周期的扫描得到整个大口径光学元件的缺陷情况。利用该方法进行了实验验证，扫描采集35幅图像即可完成尺寸为150 mm × 120 mm × 20 mm的待测样品的全部缺陷检测。实验结果表明，待测样品缺陷点的深度位置定位精度优于150 μm，说明该方法可以有效检测大口径光学元件缺陷点。针对可能影响实验结果的误差来源和限制系统分辨率的因素进行了分析，结果表明提高成像系统横向分辨率或减小激光束横截面宽度均可有效地提高系统的分辨率。

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杜盛喆   朱忠彬   刘尧香   王铁军   李儒新  

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为飞秒激光诱导电晕放电的实验提出了一种新的电极优化设计方案，理论分析了新球状电极与传统锥状电极在飞秒激光诱导电晕放电中的不同，给出了飞秒光丝附近的空间电场分布，比较了两种情形下飞秒光丝尖端附近电晕放电的起晕电场阈值。实验上对比了新电极与传统电极在光丝诱导电晕放电中的实验现象和效率。理论和实验研究表明新设计的球状电极能够显著提高飞秒光丝与外加电场的耦合效率，提高飞秒光丝诱导电晕放电的效率。

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刘玉红   刘宁亮   陈建军  

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光通信系统中，单通道速率的提升使得系统色散容限大幅降低，使色散补偿技术成为光通信系统中的一项关键技术。本文利用传输矩阵法推导了Gires-Tournois（G-T）标准具的群时延及色散特性，分析了其可用于多通道色散补偿的原理，并提出通过级联G-T标准具提升色散补偿能力。文中介绍了一种基于温度控制的级联G-T标准具色散补偿装置，该装置通过控制各级标准具温度调整标准具内折射率参数来拟合目标色散。利用MATLAB软件仿真验证，该装置可以同时补偿C波段和L波段全通道色散，并且色散补偿精度高，群时延抖动小，符合高速率光通信系统色散补偿要求。

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王诗淼   王晶   刘军（本所）   李儒新  

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金属增强荧光理论一直是近年来研究的热点。本研究通过在制备过程中改变金纳米双锥的长径比（3.1-6.5）来研究金属-染料纳米复合材料在溶液中的荧光增强作用，发现了铝酞菁的荧光发射强度还强烈地依赖于金纳米双锥的长径比。具有低长径比的金锥会使铝酞菁荧光淬灭，而高长径比的金锥可以获得荧光增强效果（最大为增强因子为6）。此外，我们还进行了细胞中共聚焦荧光增强对比实验，金锥-光敏剂复合体得到了两个数量级的荧光强度增强。基于Hela细胞的凋亡测定的结果证明金锥-铝酞菁共轭物作为药物可以显著增强光动力治疗的效果，并且长径比为6.5的金纳米双锥得到了最好的凋亡结果。本实验的一系列结果为表面增强荧光的研究提供了一个新的途径，并扩展了金属纳米粒子在生命科学领域的应用。

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沈默   孙若愚   金东臣   刘伟   洪畅   刘江   王璞  

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本文首次报道了一种紧凑型930 nm被动锁模掺钕全光纤激光器，该激光器由全光纤掺钕振荡器与一级掺钕全光纤放大器构成。振荡器采用线型腔结构设计，增益介质为8 cm商业化高掺杂掺钕石英光纤，抽运源为一个最大功率200 mW的808 nm单模半导体激光器，利用SESAM作为可饱和吸收体实现被动锁模，获得超短脉冲激光输出。振荡器输出平均功率1 mW、重复频率28.2 MHz、脉冲宽度8.8 ps、3 dB光谱宽度0.37 nm。为了避免掺钕光纤放大器中1060 nm波段激光的竞争，采用10 m长W型掺钕光纤作为增益介质进行功率放大，实验中1060 nm波段激光被很好地抑制，最终实现了平均功率117 mW、中心波长930 nm、单脉冲能量4.15 nJ、重复频率28.2 MHz、脉冲宽度8.8 ps、10 dB光谱宽度2.98 nm的脉冲激光输出。

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母杰   周凯南   王逍   左言磊   曾小明   王晓东   谢娜   周松   李志林   赵丹   朱启华   粟敬钦  

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束间指向误差是影响相干合成的关键因素之一。大口径光束进行相干合成时，波前畸变不仅会影响光束质量，同时也会影响光束指向的探测。为研究波前畸变对光束指向探测的影响，采用蒙特卡罗方法对整口径以及不同口径和不同排布的子口径情况下进行了模拟分析。该研究为大口径光束相干合成中的波前畸变控制提供了参考。

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王刚   尚洋   关棒磊   于起峰  

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在多相机组合测量应用场景中，各相机之间常常存在没有重叠视场的特殊情况，该条件下多相机组安装关系的标定极具挑战性。针对传统基于全站仪的标定方法过于繁琐的缺点，本文在证明了机器人领域里手眼标定与多相机组安装关系标定的等价关系的基础上，给出了求解多相机组安装关系的基础方程，推导了利用四元数描述旋转矩阵下基础方程的解算步骤，提出了一种基于手眼标定的无重叠视场多相机组标定方法。实验结果表明，与传统标定方法相比，本文方法在不降低测量精度的前提下，无需其它测量传感器的辅助传递，极大减少了人工作业，操作更加简单灵活、工作效率更高。

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沈吉   曹念文  

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文章报道了南京北郊米-拉曼激光雷达的大气气溶胶观测实验，并用小波分析中的软硬阈值方式处理拉曼激光雷达回波信号，选取不同的阈值、不同的小波函数处理拉曼激光雷达回波信号，在对比分析中可以得到平滑的拉曼激光雷达信号，根据拉曼激光雷达原理反演对流层高空大气气溶胶消光系数廓线，再借助弗纳尔德方法,利用米激光雷达气溶胶观测数据可以反演得到对流层低空大气气溶胶消光系数廓线。实验观测系统里面存在瑞利、米散射和拉曼三个接收通道，重点研究米和拉曼通道接收到的观测数据，对南京北郊2011年12月8日晚间拉曼激光雷达的气溶胶观测数据进行1）‘sqtwolog’固定式阈值；2）‘heursure’启发式阈值；3)‘rigrsure’stein无偏风险估计阈值；4)‘minimaxi’极小化极大原理选择阈值，四种不同阈值处理，选择出合适的阈值，对实验观测数据去噪，利用反演原理公式，再结合距离矫正信号对观测数据进行反演，得到对流层高空大气气溶胶消光系数廓线，利用得到的高空大气气溶胶消光系数廓线中一处气溶胶消光系数值，可以反演得到对流层低空大气气溶胶消光系数廓线。米-拉曼激光雷达联合反演对流层气溶胶消光系数廓线，可以清晰发现气溶胶的分布特征，对流层低空自由大气的气溶胶消光系数最大值一般为0.1km-1左右，表明对流层低空自由大气比较干净；对流层高空大气气溶胶消光系数值在云影响下可达到6km-1，无云时气溶胶消光系数最大值一般在0.1km-1左右，表明高空大气比较干净。

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张文昊   刘会霞   沈宗宝   张国策   马友娟   王霄  

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当前，无论在宏观或微观领域，应用于多层金属复合板的塑性成形工艺均是准静态加载成形的。本文研究了一种激光冲击柔性加载多层金属复合板微成形的新工艺。激光器选用空间上呈高斯分布的Nd:YAG激光器，实验材料选用鎳/铜/鎳三层金属复合板，搭建了多层金属复合板激光冲击柔性微成形的实验平台。首先验证了该工艺的可行性，发现在合适的工艺参数下成形件中没有层裂或裂纹等缺陷。实验研究结果显示，在激光冲击柔性微成形下，鎳/铜/鎳金属复合板的成形深度介于铜箔和鎳箔之间。鎳/铜/鎳金属复合板在激光冲击柔性微成形下的成形深度随着激光能量和激光冲击次数的增加而增加。成形件表面发生了表面粗化现象，且其粗糙度随着激光能量的增加而增加。本文研究表明，激光冲击动态微成形拓宽了多层金属复合板微零件的制造方法。

       PDF全文 (下载：5)        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0702001      

平蕴杰   龚佑宁   潘春旭  

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石墨烯是一种新型的二维纳米碳材料，具有优良的物理、化学和机械性能，在储能器件、电子器件以及复合材料等诸多领域有广阔的应用前景。石墨烯的产业化生产一直是现在国际上材料科学研究的重点。在石墨烯的诸多制备方法中，电化学剥离方法具有快速高效、绿色环保等特点，有望实现其产业化。本文综述了近年来国内外电化学剥离法制备石墨烯和类石墨烯材料(BN和MoS2)的研究进展，并对其反应机理进行了探讨，然后简单介绍了石墨烯在光电子器件领域的研究现状和应用，最后对石墨烯前景进行了展望。

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令维军   夏涛   董忠   路飞平   刘勍   赵小龙   李可   王勇刚  

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首次利用二维光子晶体WS2作为2微米波段可饱和吸收体，采用典型的X型四镜腔结构，实现了Tm,Ho:LLF（Tm,Ho:LuLiF4）激光器低阈值被动调Q运转。实验表明：当吸收功率为260mW开始启动调Q运转，当吸收泵浦功率大于650mW时，调Q激光脉冲进入稳定运转。当吸收泵浦功率为2000mW时，在1895nm波段输出功率为70mW，典型脉冲宽度为4μs，重复频率为16.89KHz，对应最大单脉冲能量为5.21μJ。结果表明WS2 材料可以作为2μm固体激光器的可饱和吸收体。

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黄海涛   李敏   金琳   王辉   刘翩   沈德元  

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得益于表面等离激元共振效应，金纳米棒饱和吸收体具有饱和吸收宽带可调、非线性响应时间快等特点，且便于与各种激光谐振腔整合，是一种有潜力的宽波段饱和吸收体材料。本文报道了一种基于金纳米棒饱和吸收体的1μm波段被动调Q固体激光器。将金纳米棒溶液旋涂于输出镜上，并将其作为可饱和吸收体构建到激光谐振腔中，在LD端面泵浦Nd:YVO4激光器中实现了1064 nm被动调Q运转。在泵浦功率为7.5 W时获得了平均输出功率为540 mW，最小脉冲宽度为138 ns，重复频率为602 kHz的脉冲激光输出。

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周兴   翟天佑  

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二维层状半导体材料具有独特的电子结构和量子尺寸效应，在能源、微电子、光学以及光电子器件等领域受到广泛关注。其中，Ⅳ-Ⅵ族金属硫属化合物因为成本低、元素丰富、对环境友好等优点，近几年迅速成为大家研究的热点。它们丰富的层状晶体结构以及新颖的物理性质，在电子和光电子器件中具有巨大的应用前景。本文将介绍二维Ⅳ-Ⅵ族半导体具有的独特的晶体结构，总结机械剥离、液相法、气相沉积在二维Ⅳ-Ⅵ族半导体制备方面的进展，讨论其在场效应晶体管和光电器件领域的研究现状。并针对二维Ⅳ-Ⅵ族半导体在制备和器件应用方面现存的问题及今后的研究方向提出了建议。

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高明盛   罗朝明   周宏敏   陈敏   吴健辉  

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本文提出了一种基于介质和石墨烯涂层的古斯-汉欣位移可调控结构，该结构由基底和依次镀上的介质层和一层石墨烯组成。利用传输矩阵法研究了该结构参数对共振角及共振角处反射光的古斯-汉欣位移的影响。数值模拟结果表明，随介质层厚度的增加共振角逐渐增大，而随石墨烯费米能级的增加共振角逐渐减小；古斯-汉欣位移大小随介质厚度的增加先增加后减小，而随石墨烯的增加单调减小。进一步总结发现，介质层厚度对共振角的影响较为显著，对古斯-汉欣位移的影响较为细微，而石墨烯费米能级则恰好相反。基于上述介质层厚度和费米能级对古斯-汉欣位移的影响规律，利用该结构实现了共振角处古斯-汉欣位移大小及共振角的精确调控。

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于洋   许宽宏   张天鹏   李书恒   张楠   朱晓农  

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本文采用具有旋转对称性的三维空间电离模型，对紧聚焦条件下中心波长800 nm、脉宽50 fs的激光脉冲产生空气等离子体的时空特性进行了数值模拟，揭示了整个等离子体区折射率的动态演化过程。计算结果表明：当激光脉冲开始聚焦时，靠近焦点前方的空气首先被电离，并随之出现一个中心区域达到饱和、边缘具有很高折射率梯度的水滴状等离子区域；随着激光脉冲继续向焦点传播并穿过焦点，等离子体区进一步向前延伸，直至在焦点前后形成一个近乎对称的双卵形结构；在脉冲通过焦点区域后，空气等离子体沿传播方向逐渐收缩，直到最终完全消失；模拟表明，在10倍物镜聚焦下，脉冲能量500 μJ的50 fs激光脉冲产生的空气等离子体由产生到熄灭整个过程约持续3 ps。上述理论计算结果与在30 kPa低气压环境下的实验观测结果相吻合。

       PDF全文 (下载：1)        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0708001      

胡飞   赵九龙   吴媛媛   马红彦   王世革   黄明贤  

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探讨γ-聚谷氨酸（γ-PGA）介导合成γ-PGA /MoS2纳米团簇的可行性，评价所得γ-PGA/MoS2纳米团簇的光热性能。将γ-PGA和合成MoS2纳米片的前驱体四硫代钼酸铵同时溶解于蒸馏水中，通过水热法“自下而上”一步合成出了γ-PGA修饰的MoS2纳米团簇（直径为197.3 ± 26.6 nm）。团簇结构的形成可能与Mo4+离子和γ-PGA链中羧基上氧原子的配位作用有关。在水热反应过程中，由于这种配位作用的存在，生成的MoS2纳米片可能进一步以γ-PGA分子链中氧原子为中心进行组装，进而形成团簇。该纳米团簇具有优异的胶体稳定性，光热转换性能（质量消光系数为11.23 L.g?1.cm?1）和细胞相容性，有望在肿瘤的光热治疗等领域得到应用。

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刘正武   程序   李佳   王华明  

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采用激光增材制造技术制备了05Cr15Ni5Cu4Nb沉淀硬化不锈钢板件，分析了沉积态、调整态、固溶态组织经时效热处理后显微组织、析出相及力学性能变化，优化热处理工艺。结果表明：沉积态组织主要由外延生长的柱状晶组成，柱状晶内包含多个胞状枝晶，枝晶间存在残余铁素体，沉积态组织抗拉强度为1128.5MPa。沉积态、调整态、固溶态组织经时效热处理后，残余铁素体消除，马氏体板条中弥散分布NbC颗粒和大量纳米级ε-Cu相，导致显微硬度和拉伸强度相比沉积态组织均有大幅提高，直接时效态和固溶时效态组织的塑性稍有降低，但抗拉强度分别达1440MPa和1367 MPa，调整时效态组织可获得良好的强韧性配比，延伸率与抗拉强度分别为16%和1164.5 MPa。

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韦晨   史红霞   罗鸿禹   谢记涛   翟波   袁飞   刘永  

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3 ?m中红外波段脉冲光纤激光器在国防、军事、生物医疗、大气通信等领域有着广泛的应用前景。以石墨烯为代表的二维材料由于易于集成及实现全光纤化等无可比拟的优点而作为中红外波段可饱和吸收体备受关注。本文阐述了石墨烯、黑磷、拓扑绝缘体、过渡金属硫化物等二维材料的原子结构及光学特性，分析对比了四种二维材料用于光纤激光器中脉冲产生时的作用机理及特点，对国内外基于二维材料的中红外脉冲光纤激光器的研究进展进行了综述，并对未来基于二维材料的中红外脉冲光纤激光器中的发展前景进行了展望。

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金雨   杜林   蒋国保   赵楚军  

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通过光学自组装方法制备了碲化铋可饱和吸收器件，并测量获得了其非线性光学响应特性。将可饱和吸收体引入掺铒光纤激光器中，在泵浦功率170 mW时，获得中心波长为1564.94 nm、脉冲宽度2.91 μs的激光输出。通过外加连续光对非线性吸收器件进行调制，实现了脉冲持续时间和重复频率可调控的调Q光纤激光输出。

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赵儒臣   付小虎   孙剑芳   徐震   王育竹  

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本文详细介绍了基于1014.8 nm室温光纤激光放大器的高效外腔倍频技术，获得了大功率的507.4 nm单频激光。高效的外腔倍频是由内置正入射三硼酸锂晶体的高增益环形腔实现的，最高可以获得3 W的输出功率，倍频效率高达61.5%。倍频腔输入输出功率的实验测量值与理论计算结果相符合。该倍频腔针对4 W的基频光输入设计，在最佳工作点（4W）附近倍频效率对输入功率改变不敏感。在1.5小时内，绿光输出功率涨落的均方根值为1.7%。大功率稳定输出的507.4 nm单频激光可通过倍频产生用于冷却中性汞原子所需的253.7 nm深紫外激光，也可直接用于探测镱原子1S0 态到3P2 态跃迁的光谱和相关实验。

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蒋治国   胡宗福  

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谐振型光纤陀螺（RFOG）因敏感光纤短、体积小等优点而备受关注。分析了激光线宽、环形腔、检测技术对RFOG灵敏度的影响。依据RFOG信号检测方法导出了由光电检测器灵敏度限制的RFOG灵敏度公式，及考虑激光线宽、腔内偏振轴90°旋转的RFOG灵敏度修正公式，基于多光束干涉原理分析了数字调相电压的误差与噪声对灵敏度的影响。仿真结果表明：为获得高灵敏度，针对不同的激光线宽应选取不同的环形腔腔长，偏振轴90°旋转熔接的两边长度差应为半拍长的奇数倍，数字调相电压的噪声方均根值应小于0.22V。本文的工作为高精度RFOG的设计提供了理论指导。

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刘文军   杨春玉   刘孟丽   于维天   张玉佳  

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二硫化钨（WS2）由于其显著的可饱和吸收特性被广泛应用于光电子器件的制备。本文研究了基于WS2可饱和吸收体（WS2 SA）的全光纤被动调Q掺铒光纤激光器。采用脉冲激光沉积法，WS2被均匀生长在拉锥光纤表面。此外，我们在WS2的表面镀金膜以防止WS2被氧化，并且此方法还增加了WS2 SA的抗干扰能力。利用平衡双探测器法，我们测得WS2 SA的调制深度约为15.2%，饱和强度为2.84 MW/cm2，非饱和损耗为78%。通过旋转偏振控制器，我们得到了光纤激光器在不同泵浦功率下的稳定调Q输出脉冲序列。泵浦功率在300 mW至630 mW范围内变化时，激光器的重复频率可调谐范围为174 kHz至250 kHz。经过实验测量，我们得到该光纤激光器输出的最窄脉冲宽度为780 ns，最大输出功率为18 mW，单脉冲能量为23.5 nJ，信噪比为85 dB。这些结果表明我们提出的调Q光纤激光器具有较高的稳定性。

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郭亚晶   唐顺兴   姜秀青   朱宝强   林尊琪  

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一种基于振镜扫描方式的大口径光学元件表面损伤检测的方法，振镜作为一种二维扫描器件，可以实现光学元件表面不同位置处在CCD相机上的成像，利用振镜扫描方式可以无需移动待检测光学元件和成像系统来完成大口径光学元件表面损伤的扫描检测。利用该方法对光学元件表面损伤点检测进行验证实验，通过在元件表面设置基准点，利用振镜扫描步数及图像处理技术确定损伤点位置及尺寸，并与光学显微镜观察的损伤情况进行对比。该检测系统分辨率可达到2.08±0.015μm/pixel，检测范围大于2.5cm，水平方向和竖直方向位置坐标检测准确度分别为3.76%和1.37%，损伤点尺寸检测准确度为6.19%，能够实现较大尺寸光学元件表面损伤点的高准确性检测。

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杨颖秋   周建忠   盛杰   陈松玲   黄舒   孟宪凯   杨祥伟  

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为了研究Inconel X-750镍基合金激光喷丸强化（laser shock peening, LSP）后的抗热腐蚀性能，首先采用不同脉冲能量的激光对Inconel X-750镍基合金试样进行激光喷丸强化处理，通过X射线衍射仪、扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）等手段研究了试样喷涂2.5mg/cm2盐膜（Na2SO4(75 wt%)+NaCl(25 wt%)）后在950℃空气中的热腐蚀行为，测试分析了腐蚀速率和截面成分等的变化及影响因素，从表面氧化膜形成及残余应力理论多方面对激光喷丸改善抗热腐蚀机理进行了阐述。结果表明，LP强化试样的腐蚀速度明显低于未处理试样，且激光脉冲能量越高，LP试样的腐蚀速度越低。未处理试样在热腐蚀60h后出现了两层腐蚀层，外部腐蚀层严重腐蚀并出现断裂和剥落，主要产物为白色圆形颗粒状硫化物和灰色絮状氧化物。而LP强化试样在腐蚀60h后只出现了内部氧化层，LP诱导的残余应力层有效阻止了NaCl渗透到氧化膜内部，避免了NaCl与Cr2O3反应生成CrO2Cl2气体从而导致的氧化膜破裂，有效降低了硫侵入基体的速度，从而提高了Inconel X-750镍基合金的抗热腐蚀性能。

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黄田程   陶邦一   毛志华   贺岩   胡善江   王聪聪   俞家勇   陈鹏  

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针对国产机载激光雷达测深系统海陆波形分类识别的需求，本文基于多通道海洋激光雷达波形数据的特点，通过提取的多通道波形的特征参数，如4个532nm绿光通道的特征参数（首个回波波宽 、归一化曲线下面积 、偏度 、峰度 ）和2个1064nm红外通道的特征参数（红外与绿光强度比值 、红外通道响应波宽 ），采用支持向量机构建分类模型对海陆波形进行分类。通过检验结果证明，该分类方法总体精度和Kappa系数分别达99.03%和0.9805。本方法海陆波形分类精度满足工程应用需求，适用于国产机载激光雷达测深系统的波形分类处理，为后续深度计算过程中水体介质光速校正、以及潮汐波浪改正奠定基础。

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金超群   杨宝喜   胡小邦   张方   马健   黄惠杰  

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本文阐述了一种基于低相干光干涉技术的透镜中心厚度的测量方法，并设计了腔式测量结构对未知折射率的材料进行中心厚度测量。测量系统为包括低相干测量和激光测距的全光纤结构。低相干测量结构参考臂和激光测距结构参考臂的共光路设计降低了环境因素的影响，提高了测量稳定性，并利用七步相移法实现对干涉信号的定位和提取。另外，本文提出的低相干测量方法利用平衡差分结构去除了干涉信号中的直流项，同时提高了弱信号的定位精度。实验结果表明，该腔式测量结构对Invar标准块的测量精度优于0.5μm，该系统能够实现对透镜中心厚度的高精度测量，满足高精密光学系统的测量要求。

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黄成斌   胡贵军  

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利用基于多输入多输出（MIMO）算法的无约束频域均衡对6×6模分复用系统（MDM）进行解复用，消除模式耦合和差分模时延（DMGD）等损伤对信号的影响。分别用无约束频域最小均方（FD-LMS）算法和无约束频域恒模（FD-CMA）算法对无约束均衡的解复用有效性进行验证，并在解复用效果和复杂度方面分别与相应的有约束算法进行对比。仿真结果显示：无约束频域均衡的解复用性能与有约束频域均衡相近，而其在计算复杂度方面优势明显。

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叶小威   沈锋  

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为提高地面激光瞄准系统对运动目标的瞄准精度，研究了目标的运动特性，并对不同提前量算法的计算精度进行了分析。从航天器和天体的运动规律出发，建立了一种基于TLE星历表的地平坐标系下航天器轨道模型，研究了航天器在地平坐标系下斜距、角度、角速度、角加速度的变化规律；根据理论轨道数据，分析了激光瞄准系统的一、二阶瞄准提前量的变化规律；针对实际非时间连续系统，分别对后向差分和中心差分提前量算法进行了误差分析。研究结果表明，目标的角速度、角加速度及急动度等高阶项均对瞄准提前量有直接影响，中心差分提前量算法更具优势。

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周丹丹   许党朋   田小程   张锐   宗兆玉   范孟秋   朱娜   谢亮华   李宏勋  

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惯性约束聚变精密物理实验要求高功率激光驱动器具备时域与频域精密调控能力，以实现激光与等离子体相互作用过程中非线性效应的抑制。基于保偏光纤和单偏振光纤技术体系，采用温度调谐双振荡器切换结合两级波导相位调制器复合调频实现激光脉冲频域精密调控，采用两级高速电光调制脉冲整形技术实现激光脉冲时域精密调控，采用微波射频信号取样检测与系统声光开关进行联锁以确保系统的安全运行。实验获得了光谱带宽0.15nm～0.3nm，中心波长1052.4nm～1053.6nm范围内连续可调的微焦耳级激光脉冲，波长调谐精度0.1nm, 在微焦级实现了对比度大于500:1的高对比度整形激光脉冲输出，脉冲时间波形顶部调制小于10%。

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张健   张津超   张庆茂   潘晓铭   于艳玲   曹宇   冯爱新   唐霞辉  

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为解决高热导性、高反射率铜及其合金等材料的单一激光焊接难度大问题，提出绿光-红外双波长脉冲激光同轴复合焊接方法，采用脉冲Nd：YAG激光腔内倍频非线性光质晶体，研制出高脉冲能量绿光激光器，获得单脉冲能量255.4mJ的绿光输出，倍频效率为5.78%，功率稳定度为±2%。通过y-nu光线追踪计算，设计制造了消色差激光同轴复合焊接头，实现了T2紫铜双波长激光同轴复合精密焊接。并利用3D激光扫描显微镜与金相显微镜检测焊缝特征与微观组织，利用维氏硬度计对焊缝横截面进行显微硬度分布检测。结果表明，绿光-红外激光复合焊接T2紫铜，焊缝光滑平整，无缺陷。焊缝正面高度与母材区持平，宽度约为0.5mm，焊缝背面高度略低于母材区，宽度约为0.4mm。焊缝平均显微硬度为134HV0.2，为母材的64.8%，未出现严重的软化现象。

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王贞福   李特   杨国文   宋云菲  

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通过设计极低损耗808nm半导体激光芯片外延结构，实现腔内损耗小于0.5cm-1,采用该高效率外延结构研制出高峰值功率808nm巴条芯片，巴条的填充因子为85%，包含60个发光点，发光区宽度为140um，腔长为2mm。在驱动电流500A，脉冲宽度200μs，重复频率400Hz，占空比8%工作条件下，准连续峰值输出功率大于613W，斜率效率高达1.34W/A,峰值波长807.46nm，光谱宽度（FWHM）2.88nm，这是目前国内报道的自主研制的808nm准连续激光芯片的最高峰值功率,达到国际先进水平。同时，我们任意选取了五只芯片在准连续300W（占空比8%）条件下进行了寿命验证，经测试目前已经达到3.63x109shots，定功率300W下电流变化小于10%，达到商品化水平。

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马仰华   于文东   权冰心   韩宗虎   张伟  

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环形谐振腔是激光陀螺的核心。基于环形谐振腔光线传输理论，通过求解自洽方程，数值分析了反射镜变形对谐振腔稳定性的影响；在此基础上，面向工程实际问题，借助有限元分析软件ANSYS，通过参数化建模，进一步开展了激光陀螺腔长控制镜结构参数对其综合性能影响的仿真分析，结果表明，通过腔长控制镜结构参数的局部优化，在相同尺寸限制和不影响陀螺稳频工作效率的前提下，可大大提升谐振腔的动态稳定性；试验验证与仿真分析结果相吻合，且优化后的单筋腔长控制镜已可满足常规机载导航系统振动环境的使用要求。这对进一步提升激光陀螺，尤其是小型化激光陀螺的工程化水平具有重要参考意义。

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金云声   张黎   张永强   贺佳   谭福利   赵剑衡   孙承纬  

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0.5Ma气流条件下，进行了激光辐照30CrMnSiA钢材料的温度测量实验。实验结果显示，有气流环境下材料的温升速率和上升最高温度相比无气流环境，有明显下降。通过利用数值反演方法，获得了气流条件下激光加载面样品材料实际吸收热流密度变化历史以及温度变化历史。经与无气流条件下的数据对比后发现，气流环境下相同温度对应的实际吸收热流密度大于无气流条件下所吸收热流密度。初步分析判断，该结果是由气流条件下加速样品材料的氧化，影响激光金属反射率所致。

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吴国龙   任方成   姚建华   毛伟   李辉文  

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采用2kW半导体激光器在316不锈钢表面进行同轴送粉激光熔覆Stellite 3、Stellite 21与新型Co基合金（Co-3）试验，以提高表面耐擦伤性能。通过SEM，EDS，XRD分析了熔覆层的显微组织及相结构，采用显微硬度仪和自动划痕仪进行了硬度测试和模拟耐擦伤研究。结果表明，新型Co基合金熔覆层组织均匀、致密，无裂纹与气孔，其强化相主要为(Co,W)3C、Cr23C6、Cr7C3和Co3Mo。熔覆层的平均显微硬度约为624 HV0.2，较基体提高3倍以上。新型Co基合金耐擦伤性能明显优于316基体，当载荷在0-150N等差变化时，划痕长度s≤3.3mm时，擦伤机理主要以塑性变形为主；划痕长度3.3mm＜s≤6.9mm时，擦伤机理主要以塑性变形引起的晶粒滑移与微裂纹形成为主；划痕长度s＞6.9mm时，擦伤机理主要以裂纹的扩展与塑性去除为主。

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卢宇   李中梁   南楠   步扬   陈艳   王瑄   王向朝  

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提出一种扫频光学相干层析成像k-clock延时校正算法，该算法基于互相关运算，能够有效校正光源自带k-clock信号的延时。由于扫频光源的不稳定性及同步触发硬件的精度，以及外界环境影响，扫频光源自带的k-clock信号在重采样干涉信号时很可能与干涉信号之间有一个不确定的延时，导致系统分辨率下降。本算法通过实验获得一个标准k-clock信号，然后利用互相关运算计算出需要校正的k-clock信号的延时。由计算出的延时，将k-clock信号进行左右移动从而对其进行校正，再利用三次样条插值获得波数(k)域等间隔的干涉信号。实验结果表明，算法平均运行时间为0.18s，能够将系统分辨率提高18.2%，改善系统性能。

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严深平   张安峰   李涤尘   曹伟产   张连重   王潭   梁少端  

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进行了W-Cu复合材料的激光直接成形实验。研究了W、Cu粉末的混粉均匀性和W粉的球形度、粒度对激光直接成形W-Cu复合材料成形质量的影响，对成形试样的微观组织进行了分析，并测量了成形件的致密度。研究结果表明：当混粉均匀性较差时，成形气孔主要是由W粉末颗粒团聚引起的，且随着激光功率的增大，成形气孔数量增多，成形件的致密度降低。粒度为54~100μm的球形W粉由于流动性好，成形试样的致密度高于99%；粒度为25~54μm的球形W粉，在送粉过程中粉末飞散，致使成形试样Cu和W分布不均匀，且成形试样表面凹凸不平。

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徐高峰   周建忠   孟宪凯   黄舒   孙云辉  

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深冷激光冲击是一种新颖的金属表面改性技术。为了研究深冷激光冲击强化密排六方金属钛的微观组织，采用分子动力学方法对深冷环境下（77 K）的单晶钛内诱导的位错扩展进行了模拟。使用共同近邻原子分析法(CNA)比较了温度对位错扩展作用的影响，系统研究了激光冲击波在深冷环境和常温环境条件下沿[0001]方向的冲击传播波特性。结果表明，[0001]方向上单晶钛的激光冲击波为弹塑性双波结构。深冷环境下冲击波波后材料内部出现大量位错，位错原子数最高到达317417(Up=1.5 km/s)，塑性变形主要表现为不全位错的发射和传播。冲击应力和剪切应力随冲击波速度呈线性关系。深冷环境下激光冲击波速度与冲击波压力均高于常温激光冲击，冲击波速度提高9%～10%，冲击波压力增加8%。深冷激光冲击通过抑制动态回复从而诱导高密度位错进而显著改善材料强度，为深冷激光冲击强化机理研究提供了指导。

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王聪   石世宏   方琴琴   傅戈雁   鹿霖   周亮  

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本文利用机器人和光内送粉熔覆喷头进行空间密排多元扭曲薄壁件成形研究。针对多元扭曲薄壁件特点，采用沿主中心线法向切片、并在层内二次离散的分层法，将其分割为多个熔覆单元；运用坐标系变换理论，计算出各熔覆单元相对于参考坐标系的空间方位，并将其用齐次变换矩阵进行表示，获得熔覆喷头的空间运动轨迹及姿态；采用变扫描速度法以适应各熔覆单元的生长高度变化，根据熔覆层截面与工艺参数之间的解析关系和单道实验，建立高度工艺模型；利用具有空间大角度倾斜熔覆特色的光内送粉喷头，进行二元扭曲薄壁成形；最后采用分段生长工艺完成多元扭曲密排叶片的堆积。检测表明，成形件表面平整，叶片单元最小间隙为6.5mm，叶片厚度基本稳定在3.2mm，表面平滑过渡无台阶；各部位组织致密、显微硬度分布较均匀、抗拉强度同锻件。

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姜俊   刘晋桥   徐颖   于颜豪  

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飞秒激光直写技术以其优异的三维加工能力、高空间分辨率、低附加损伤等优点被广泛地应用于微纳加工领域，但传统飞秒激光直写技术在加工效率、加工面积和加工精度之间存在矛盾。为了实现高速、大面积、高精度的激光微纳加工，本文构建了一种由大范围水平位移台和高速旋转台组成的极坐标系飞秒激光直写系统。基于该系统，系统地研究了轴对称样品中心对准方法及曲面曲率校准方法，并在曲面上制备了多阶三维结构，最终完成了在透镜曲面上制备直径10 mm的衍射圆光栅结构，实现了飞秒激光高速、高精度制备大面积三维结构。该研究为高性能折衍混合光学元件的制备提供了有力的技术支持。

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赵伟娜   黄亿辉   宋宏伟   黄晨光  

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本文建立了能够反映激光辐照CFRP层合板时材料发生烧蚀、热解与脱层等热力损伤效应的多尺度分析模型。首先从细观尺度分别建立起纤维和基体的热解动力学方程，通过TGA热重分析获得热解动力学参数，进而得到层合板宏观的热物性能与力学性能参数。细观热力学分析模型中同时考虑了温度、温升速率和环境因素等对性能参数的影响。通过内聚力模型建立了激光辐照引起的层间开裂分析模型，提出并建立了由于热解效应和脱层效应阻碍能量传递的热阻模型。将多尺度模型获得的CFRP层合板热-力学性能参数与热力耦合数值模型相结合，模拟获得了高功率连续激光引起的烧蚀与热解行为，以及层间开裂行为，建立了能够较完整描述CFRP层合板在连续激光辐照下损伤行为的数值分析方法，数值模拟结果与实验结果吻合较好。

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韩高策   李志永   谭荣清   黄伟   李辉  

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短蒸气室自加热碱金属激光器利用未被蒸气室吸收的泵浦光加热碱金属蒸气室，是一种新体制的碱金属激光器。本文基于三能级速率方程建立了双端泵浦碱金属激光器理论模型，研究了增益长度、蒸气室温度、泵浦源线宽等参数对短蒸气室碱金属激光器的影响，并讨论了这些参量对自加热激光输出的影响。研究表明，使用普通外腔半导体激光器泵浦，增益长度2 mm的短蒸气室碱金属激光器可以实现瓦级激光输出，选择较高的泵浦功率能够实现碱金属激光器的自加热激光输出。研究结果将为自加热碱金属激光器的实验奠定理论基础，拓展小功率碱金属激光器的应用。

       PDF全文 (下载：0)        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601002      

安坤   刘军（本所）   王晶   梁东  

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光片荧光显微镜是一种快速、低光漂白，和低光毒性的3D活体荧光成像方法。然而，由于光片荧光显微镜需要正交放置的激发和成像物镜的特殊结构，导致其物镜的数值孔径相对于其他显微镜而言比较小，从而限制了其横向分辨率。我们将改进的SOFI算法和光片荧光显微镜相结合，将50五十张量子点或斑马鱼的成像图片经过算法处理之后，成功将显微镜的横向分辨率提高了两倍。这一研究表明SOFI算法结合光片荧光显微镜可以扩展到活体的生物研究，并且可以在不改变光路结构情况下提高光片荧光显微镜的横向分辨率，突破物镜数值孔径对光片显微镜的限制。

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孙俊灵   孙光民   马鹏阁   董涛   羊毅