李文平   周卫东  

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在本研究中，使用两台波长为1064nm的Nd:YAG调Q激光器，对BaCl2溶液样品开展了水下单脉冲与正交双脉冲LIBS实验。在实验中系统地探究了各种实验参数对水下单双脉冲LIBS光谱特性和信号增强的影响。当采集延时在500~900ns范围内时谱线的信噪比很高，有利于进行光谱采集与分析，可以称之为水下双脉冲LIBS光谱探测的时间窗口。接着对两束激光焦点的相对位置以及激光能量进行了优化，在优化的实验条件下观察到双脉冲LIBS的谱线强度（Ba II 455.4nm）比单脉冲LIBS的最大强度提高了20倍，同时谱线展宽变窄，光谱信号持续时间更长。此外，在双脉冲实验中谱线强度随着第二束激光能量的增加呈指数增长，这与在液体表面进行的共线双脉冲LIBS实验中所观察到的线性增长不同，这种增长趋势上的不同可能跟等离子体所处的气体环境条件有关。最后，对水下单双脉冲LIBS的检测能力进行了比较，结果表明双脉冲LIBS的检测灵敏度比单脉冲提高了37倍，检测限从单脉冲的31.35ppm下降到1.78ppm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0911003      

陈云善   吴佳彬   王景源   张楠  

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为了方便分析四象限探测器(Quadrant Detector, QD)激光光斑位置检测性能，本文建立了新的高斯光斑位置分辨率数学模型。首先分析了在高斯光斑模型下QD位置检测原理和近似数学模型，然后利用误差函数可导的性质并结合误差理论，推导出了新的位置分辨率与总信噪比、光斑中心位置和光斑半径关系的数学模型，最后通过数值仿真和实验系统对新模型的正确性进行了验证。研究结果表明，当光斑半径为0.75mm，总信噪比为66.96dB时，在±0.45mm范围内，该新模型估算误差约为36%。与原近似模型相比，精度提高约一倍，可以有效的对激光光斑位置检测系统的位置分辨率进行估算，极大地方便工程应用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0904004      

宋巍   刘奂奂   庞拂飞   杨俊锋   张春香   文建湘   商娅娜   黄素娟   陈娜   曾祥龙   王廷云  

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本文提出了一种在环形芯光纤中激发高阶涡旋光模式的方法，该方法通过控制锥形微透镜单模光纤与环形芯光纤之间的倾斜角度和错位距离，实现了高阶涡旋光模式的激发。由数值模拟与实验测试研究结果可知，当倾斜角度和错位距离分别约为8°和2微米时，可以激发出高质量的二阶涡旋光模式。此外，由于锥形微透镜光纤具有聚焦光束的特性，其倾斜错位激发可以提高光的耦合效率，该方法与使用普通单模光纤的错位激发法相比，光的耦合效率能提高13%左右。激发出的高阶涡旋光模式在高分辨率显微镜、光学微观操纵、光学传感等应用领域中具有应用潜力。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0906001      

贾良权   祁亨年   赵光武   胡文军   阚瑞峰   高璐   郑雯   许琴  

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如何快速无损检测种子活力是目前种子研究领域的热点和难点。本文基于种子呼吸与种子活力的关系搭建了基于TDLAS技术的种子活力快速无损检测系统。该系统主要由分布反馈式激光器及其控制电路、光电转换及放大电路、数据采集电路、上位机软件以及基于多次反射池结构的种子呼吸CO2浓度检测池构成。该检测池体积为1.5L，光程为16m，激光光源波段为2004nm。基于朗伯比尔定律，采用波长调制吸收光谱技术利用二次谐波反演出种子呼吸过程中产生的CO2气体浓度。根据种子呼吸CO2浓度大小确定种子活力强弱并将其与发芽出苗实验获得的活力指数进行对比验证。实验表明，CO2呼吸强度变化量与种子活力等级指数相关性为0.9以上，即基于TDLAS技术的种子活力快速无损检测系统能够精准、无损、高效地反应种子活力等级强弱。这一研究为采用TDLAS技术进行种子活力无损检测分级提供了有益的探索。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0911002      

赵宇   宋振明   金剑波   谢敏   赵淑珍   周圣丰  

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采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了激光选区熔化成形CP-Ti和Ti-5 wt.% TiN复合材料在人工模拟体液Hank溶液中的腐蚀性能。结果表明：激光选区熔化成形CP-Ti主要由针状α-Ti相组成，TiN颗粒的加入不仅可以与钛基体形成良好的界面结合，而且可以细化α-Ti晶粒以及产生更多晶界；在Hank溶液中，激光选区熔化成形Ti-5 wt.% TiN复合材料具有比激光选区熔化成形CP-Ti更好的耐腐蚀性能，归因于TiN颗粒作为微阴极均匀分布在钛基体内，可以加速钛基体的阳极溶解过程，使Ti-5 wt.% TiN复合材料能够优先进入钝化状态。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0902005      

严雄伟   蒋新颖   王振国   郑建刚   李敏   肖凯博  

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面对高功率激光的应用需求，提出了一种新构型的低温Yb:YAG激光放大器方案，采用了低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状增益介质，抑制了介质内寄生振荡，改善了热管理效果，实现了放大器高效储能与提取，获得了9.4J/10ns/5Hz/3.3DL的激光输出，为后续更大能量的Yb: YAG激光放大器设计提供了有益的参考。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0901008      

李学文   于春雷   沈辉   柏刚   邹星星   尤阳   全昭   李秋瑞   漆云凤   何兵   周军（大）  

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针对高功率强泵浦条件下，热光效应及其引起的模式不稳定效应对高功率大模场光纤功率及亮度提升的限制瓶颈，理论仿真了有源光纤吸收系数变化对光纤热沉积、热致折射率变化以及光纤数值孔径的影响，分析表明高吸收系数光纤带来更高热负荷密度，在热光效应调制下加剧光纤数值孔径的增大，从而降低光纤激光的模式不稳定阈值。在理论研究基础上设计并制备了两款不同泵浦吸收系数光纤样品并展开了高功率模式不稳定实验研究。实验结果证明，吸收系数为1.71 dB/m的光纤样品的模式不稳定阈值激光功率约为800 W，吸收系数为1.20 dB/m的光纤样品在输出激光功率达到1700 W时仍未观测到任何模式不稳定现象，实验结果验证了降低光纤的泵浦吸收系数可提升热致模式不稳定阈值的理论分析。该研究结果对设计研制大模场有源光纤，并获得更高功率光纤激光输出提供了一种新颖有效的技术途径。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001001      

王子轩   冀聪   王晶   杨钢   王肖隆   林强  

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本文基于透射式激光空气隙干涉原理，建立了一套小型化实验测量系统,实现纳米分辨率的物体微小位移测量，实验系统简单，便于快速设置和测量。这套系统利用外加微小位移并将前后光强度相减的图像处理方法，有效地提高激光干涉图像的信噪比，将掩没于杂散噪声中的干涉条纹提取出来，测量物体的微小位移改变。实验结果表明，本系统的相对位移测量分辨率优于10nm，绝对位移测量不确定度优于5%。测量系统简单，安装、使用方便，特别适用于对高分辨率精密位移测量的临时性需求。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0904006      

齐伟   贺书凯   闫永宏   周维民   谷渝秋  

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建立了超强激光与固体靶作用产生光核中子的模型，采用蒙特卡罗（MC）程序Fluka研究了激光诱导光核中子源的特性。模拟了不同材料和电子温度条件下中子产生，结果表明钨是最佳的靶材料，且对于不同的超热电子温度，存在不同的产额饱和厚度。对源尺寸的模拟表明中子源的尺寸决定于入射电子束发散角和靶厚，可以通过增加靶半径的方式可以提升前向与侧向中子通量的比值达到10。当电子温度大于4MeV，可获得能谱结构稳定的光核中子源。对时间分布的模拟表明中子源的脉宽小于30ps，且飞行后的脉宽展宽系数为100ps/mm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0901007      

施剑波   刘德安   张娟  

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为实现高灵敏度的外差相位检测，本文提出了一种基于光外差检测原理的光纤四通道双平衡外差相位检测方法，对其中的调制频率等影响因素进行了实验分析。实验搭建了光纤四通道双平衡外差检测光路，采用1/4波片作为相位检测样品，验证分析了光纤四通道双平衡外差相位检测的性能。首先分析了外差检测中信号调制频率对相位测量结果的影响，分析表明由于受限于光电接收器件响应带宽，过高或过低的调制频率均不能有效检测到相位信息。在本实验中，最优的信号调制频率范围在 1KHz-2MHz，实际测得的相位均方根（RMS） 为89.106°，标准差为0.115。在此基础上，又分析了双平衡外差干涉中光纤分束比，以及耦合透镜的有效接收口径效应对相位检测的影响。当光纤分束比接近1：1时，得到了较高信噪比下更加精确的检测结果；通过改变耦合透镜的发射角，验证了有效接收孔径对接收信号灵敏性的实际影响。光纤四通道双平衡外差相位检测有效减少了空间传输过程中周围环境扰动产生的影响，提高了外差检测系统的稳定可靠性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0904005      

王冰艳   李养帅   张攀政   王利   刘强   朱海东   郭爱林   张艳丽   张旭   周琼   朱俭   马伟新   朱宝强   朱健强  

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重复频率激光器是未来聚变电站的必要要求，同时对于X射线成像，粒子加速，医疗，工业加工等具有重要的应用前景。重复频率激光放大器是实现重复频率激光器的关键器件，其重复频率取决于对抽运及放大过程中产生热量的有效控制。针对千焦耳级输出重复频率激光器需求，通过合理的结构设计、冷却液选型及测试、以及高效洁净循环控制系统开发，研制了一台基于氙灯抽运、钕玻璃为增益介质、液体冷却、通光口径为Φ130mm的激光放大器样机。测试结果表明，该放大器样机可实现每分钟一次重复频率运行，同时具备双程1.3189倍净增益、双程平均动态波前0.2718λ（20?C，1053nm，10发次计）和0.3223λ（30?C，1053nm，10发次计）。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001002      

崔自若   康俊   谢兴龙   高奇   朱坪   郭爱林   朱海东   杨庆伟   孙美智   杨朋千   欧阳小平   张志祥   梁潇   杨顺华   张诚   张栋俊   朱健强  

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高功率超短脉冲激光系统的空间滤波器透射元件引入的色差会影响聚焦功率密度。本文提出了一种具备动态调节能力的色差预补偿方案。该方案由正负透镜和反射系统构成共焦像传递系统。利用该补偿方案能够实现全系统色差的动态精确补偿。基于该方案为神光-II 5拍瓦（SG-II 5PW）激光系统设计并搭建了色差预补偿光路。实验结果表明，通过精密调节该单元内部透镜间距能够精确补偿全系统的色差，显著提升系统峰值功率密度，经过色差补偿后，在SG-II 5PW系统开展质子加速实验，获得了超过16MeV的质子产额。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0905001      

严焱   唐锋   王向朝   卢云君   郭福东  

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提出一种新的基于环形子孔径扫描的锥形镜面形测量方法，该方法可实现大口径、不同锥角的锥形镜面形的通用化测量。使用微动扫描台移动锥形镜，同时测量待测锥面法线方向若干环带相位，提取有效像素并通过插值拼接得到被测锥形镜面形。该方法可实现锥角大于 96.4度的锥形镜的面形测量，测量口径可达100 mm以上，理论测量精度达到λ/4 PV。实验使用Zygo公司4英寸的DynaFiz干涉仪对一个标称角度为140度的凸锥镜顶部面形进行了检测，被测样品旋转90度前后的面形检测结果与使用Taylor-Hobson公司LuphoScan轮廓仪检测结果面形分布一致，PV值相差0.54 μm，验证了该方法的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1004001      

胡琸悦   周晓东   唐玉俊   陈凡胜  

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针对前照式CMOS可见光探测器填充因子小于1而引起的点目标在像面成像时输出能量随位置波动的问题，搭建了像元内响应测试系统。根据像元内部设计结构建立了在亚像素尺度上表征响应分布的像元内响应模型。使用两个不同半径的小孔对可见光探测器中的4个像元进行了测试。移动小孔的位置，记录小孔成像在像面不同位置时像元输出的响应值，使用拟合方法对像元内响应函数及点目标能量的高斯函数的半高宽进行了解算。由于探测器制造工艺等的原因，计算得到的响应区域在像元间存在一定的差异。通过求解探测器的像元内响应函数，可对像元内灵敏度的空间分布特征进行描述，为高精度的辐射定标、点目标定位及天文观测奠定基础。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0910002      

顾侃   沈建琪   侯科良  

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大型激光器系统放大腔内的颗粒污染物会在泵浦受热的情况下对激光增益介质产生极大的破坏，造成介质表面损伤与增益下降。对放大腔内部颗粒污染物的粒径分布及浓度需要实时监控。本文提出一种高斯光束照射下颗粒后向散射光信号的测试方法，对悬浮于流体中不同粒径的玻璃微珠进行了测量，并对测得的脉冲波形进行分析。实验发现，采集波形基本上符合高斯分布，且波形峰值与粒径有较好的线性关系。用粒径为19.2微米的标准玻璃微珠进行了不同浓度下信号实时采集，得到了浓度与脉冲数的对应关系。研究结果表明，所提出的测试方法可得到颗粒粒径和浓度信息，有望应用于后续放大器腔内检测。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0904003      

汪丽   薛金星   曾志男   李儒新   徐至展  

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飞秒强激光与气体相互作用产生高次谐波是重要的超快相干光源，我们的模拟发现中红外飞秒激光脉冲可以通过交流斯塔克效应在原子基态与激发态之间实现多光子共振增强，产生高亮度的单色高次谐波辐射。通过数值求解含时薛定谔方程，我们发现存在阈值以下共振增强的非常规高次谐波，且在较低光强下存在一个最优光强使其可达到最高效率。进一步通过时间-频率分析表明该共振增强是通过强场下的二阶交流斯塔克效应实现的，从而使其对驱动激光的波长并不敏感。这种新的机制使得中红外波段的飞秒激光脉冲更有利于产生高亮度的超快单色紫外/极紫外（UV/XUV）光源，在凝聚态物理、材料科学等方面具有重要的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001003      

陈宁波   周慧超   赵煌旋   王柏权   宋亮   刘成波   张建辉  

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肿瘤血管生成受多种调节因子及其受体的复杂调控，被认为是肿瘤发生和发展的关键因素，因此，抗血管生成的靶向治疗成为阻断肿瘤生长的有效手段。光声成像作为一种新兴医学影像技术，依靠血管内血红蛋白作为内源性对比剂，可实现肿瘤血管高灵敏度的无损成像。本文研究中，利用微米级分辨率的高分辨光声显微成像系统，对小鼠耳部肿瘤早期血管生长以及肿瘤对抗血管治疗药物的响应过程进行了连续无标记地成像监测；同时，提出将基于三维（3-D）Hessian矩阵的血管提取算法应用于肿瘤血管光声定量成像，提高肿瘤血管提取精度，定量分析了肿瘤血管的直径、密度、弯曲度等形态学信息变化，展示了高分辨光声定量成像在肿瘤及其它以血管变化为病理特征的疾病机制研究等方面的巨大应用潜力。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0907001      

张腾   闫兴鹏   王晨卿   汪熙   陈颂   陈卓   蒋晓瑜  

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本文采用赝像正像转换（POC）算法实现了全息体视图的打印。将适用于三维场景信息非对称采集和显示的POC算法用于进行全息体视图打印，得到了采样平面和全息图平面不同距离、采样间隔和全息单元尺寸不同比例时，采样图像和合成视差图像之间的像素匹配关系。分析了曝光光学系统参数和POC算法参数对体视图再现像视场角的影响，得到了场景深度和视场角之间的制约关系。实验通过不同场景深度下三维物体的再现验证了POC算法对全息体视图打印的适用性以及场景深度和视场角之间制约关系的正确性。当场景深度较小时，再现像重影导致分辨率降低，分析了全息体视图重影现象产生的原因。像素级精确的视差图像避免了数据误差对体视图再现质量的影响，对提高再现像分辨率有积极意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0909001      

王新文   高源慈   赵剑波   彭向凯   任伟   项静峰   张镇   董功勋   刘亢亢   屈求智   刘亮   吕德胜  

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高精度空间冷原子钟在基础物理研究、导航定位系统以及未来深空探测都有重要应用，本文给出一种结合激光冷却与原子探测方案的新型微波腔设计，在这样的微波腔中心可以俘获与冷却铷原子，然后在微重力环境下对冷原子样品开展原子钟操作。分析认为这种方案相对于已有的空间冷原子钟方案在减少冷原子损耗、死时间占比和分布腔相移上有较大的优势，本文给出了微波腔详细结构与光学设计，确定了微波腔需要的一些基本参数，对微波腔整体内部的微波磁场进行了仿真分析，在已完成研制的微波腔内开展特性测试，测试与仿真结果一起说明该微波腔设计性能可以满足不确定度优于1×10-16高精度空间冷原子钟的要求。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0901006      

张茜   冯子桐   赵洁珺   杨飞   魏芳   蔡海文   瞿荣辉  

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基于120度相差干涉和光场相位实时重构的窄线宽激光动态噪声特性测试方法，从时域频率调谐函数，频域频率噪声功率谱密度及其随时间的演化特征等方面对比研究了线性扫频激光器在三种不同扫频机制下的实时动态噪声特性，三种扫频机制分别是在同一分布反馈式布拉格光纤激光器上实现的电光调制，声光调制以及激光器内部压电调谐。实验结果表明，不同的扫频机制虽然都是线性扫频，但是却呈现出完全不同的实时动态噪声特性。电光调制能够在反馈锁相环辅助下获得最佳的扫频线性度，但是会引起反馈谐振峰等噪声恶化现象。声光调制由于没有附加的控制过程，所以呈现出最小程度的噪声恶化。而压电调谐由于采用机械调谐，使得扫频线性度较差，并且会附加较大的调谐噪声。为激光器扫频机制及控制技术的研究和应用奠定了基础。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0901004      

杨巨鑫   朱亚丹   王勤   卜令兵   刘继桥   陈卫标  

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大气中CO2是公认的最为重要的温室气体，全球CO2含量的精确测量有助于增强人们对于碳循环的理解，提高气象气候分析精度。本文利用MODIS地表反射率产品和ECMWF的气溶胶光学厚度产品，分析了全球地表反射率及气溶胶光学厚度(AOD)分布特征，分析了地表反射率及气溶胶光学厚度对星载路径积分差分吸收（IPDA）激光雷达系统回波功率、探测器输出信噪比、相对随机误差的影响。结论如下：在给定系统参数下，得到的单脉冲回波功率范围为0.299nW~321nW，对探测器动态范围要求较高；单脉冲回波探测器输出信噪比在23以上，而累计148次（陆地）/296次（海洋）脉冲的探测器输出信噪比在26dB以上；相对随机误差高值区出现在撒哈拉沙漠及阿拉伯半岛附近的海域，最大相对随机误差达到了0.22%（0.88ppm）。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0910001      

金寿平   付跃刚   金钰皓   郝志旭  

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钛宝石晶体是超强超短脉冲激光振荡源广泛采用的工作物质，其口径大小和表面全频域波面误差决定了超短超强激光系统的输出能量和光束质量，然而由于大口径钛宝石晶体光学均匀性差以及其高硬度特点，实现其高精度透射波前和超光滑表面粗糙度加工很具有挑战性。针对上述问题，通过设计线偏振干涉光源检测方法，解决了钛宝石晶体双折射导致的透射波前检测干涉条纹无法解析的困难；基于对钛宝石晶体材料光学均匀性检测分析，发展了基于单轴机的透射波前快速抛光收敛工艺；通过正交实验和灰度关联分析法，利用小磨头抛光工艺实现了钛宝石晶体高精度透射波前低频误差和超光滑表面高频误差加工；为改善中频误差，发展了基于硅溶胶抛光液的小磨头中频误差光顺工艺。实验结果表明：本文发展的多手段组合加工工艺，可以实现大口径钛宝石晶体全频域透射波前误差的有效控制，针对直径达120mm的钛宝石样件，透射波前PV值达0.283λ（λ=632.8nm），中频功率谱密度无明显特定频段误差调制，高频粗糙度Rq约0.262nm，达超光滑量级。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0903002      

田绪亮   周建忠   李京   孟宪凯   孙昀杰   黄宇   黄舒  

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本文探究了深冷激光喷丸（Cryogenic Laser Peening-CLP）对2024-T351铝合金微观组织的影响及其强化机理，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了2024-T351铝合金的微观组织演变规律。结果表明，相比于室温激光喷丸（Room Temperature Laser Peening-RT-LP），CLP具有更加显著的晶粒细化效果，并在试样中产生高密度位错以及更多更细和均匀分布的黑色球状第二相，经EDS分析为S相（Al2CuMg）。CLP试样的微观组织在深度方向上呈不同形貌的梯度分布，并且其基体层的微观组织优于RT-LP试样基体层的微观组织。CLP的强化机制主要包括两个方面，一是深冷环境抑制位错的动态回复并降低热激活能，促进了细化晶粒和第二相对位错的阻碍作用；二是深冷环境下试样的体积收缩效应产生的塑性变形和内应力，产生显著的组织强化效果。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0902004      

涂学凑   贾小氢   康琳   陈健   吴培亨  

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开发大规模太赫兹阵列探测芯片对推动相关成像、安检应用具有重要意义,成为当前国内外研究的热点。由于太赫兹波段的microbolometer阵列工艺和红外照相机兼容，是最先实现太赫兹照相机的芯片，是目前研制太赫兹照相机的主流。我们研制的Nb5N6 microbolometer 阵列器件，常温工作、工艺简单、检测灵敏度高，响应时间快，便于集成超大规模阵列，受到了国际学界和工业界的关注。本文就六氮五铌薄膜太赫兹阵列探测芯片在设计制备过程中遇到的一些关键技术问题，比如说衬底干涉效应，高效耦合结构的设计，低噪声读出电路设计，以及焦平面阵列与读出电路的封装集成等做一个介绍和总结，为大规模太赫兹阵列探测芯片的设计与制备提供参考。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0614003      

魏莉   余玲玲   姜达洲   刘壮   李恒春  

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提出了一种基于膜片与菱形结构的光纤布拉格光栅（FBG）加速度传感器，阐释了传感器的加速度检波机理，推导了其灵敏度和谐振频率表达式。通过Matlab对传感器的结构参数进行了优化设计，得到了结构尺寸更小并能满足实际应用需求的FBG加速度传感器，并构建有限元模型仿真分析了传感系统的振动特性。根据理论和仿真分析制作了传感器实物并对其进行了动静态特性测试，实验表明：在20-90℃温度条件下，传感器具有较好的温度补偿效果，有效克服了FBG对温度对加速度测量的影响；传感器一阶固有频率约为681.4Hz，在0-500 Hz范围内进，传感器灵敏度与振动信号频率呈良好的线性关系，不同频率下的灵敏度可表示为(0.07f + 63.31)pm/g；膜片与菱形结构的组合应用增强了传感器横向抗干扰能力，横向干扰度小于5%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0910003      

刘子溪   李元鹏   李杰   武创   关柏鸥  

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本文研究了一种基于激光微孔加工的温度补偿型光纤微流传感器，主要采用飞秒激光诱导水击穿的方法，在光纤布拉格光栅（FBG）和光纤镀金面之间，刻写一条垂直于纤芯的均匀微流通道；通过对这种单端反射式传感器的光谱进行快速傅里叶分析，可同时获得FBG和法布里-珀罗(FP)谐振腔的波长信息。实验表明，FBG和FP对外界环境温度和微流折射率具有不同的响应特性，通过检测FBG可得到温度信息，再从FP光谱中减掉温度的影响部分，即可得到温度补偿的折射率信息。实验得到的折射率灵敏度约为1.2038nm/RIU @1550nm（RIU为单位折射率），该数值可通过光纤结构进行优化。本文提出的传感器具有结构简单、操作方便、以及可实时检测等优点，在生物化学、医学等传感领域中拥有良好的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第17期 pp.170619      

吴向阳   徐剑侠   高学松   武传松  

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建立了激光-MIG复合焊接过程三维瞬态传热和流体流动模型，分析了小孔行为、熔池温度场和流场演变过程的特点，并探讨了激光/电弧前后相对位置对熔池传热和流动的影响。模型考虑了焊枪倾角对熔滴过渡的影响和多次反射对激光能量分布的影响。结果表明，小孔壁面向下流动经熔池底部反射后形成后向流动和逆时针环流；后向流动向熔池尾部输运热量和动量，增加熔池体积；而逆时针环流冲击小孔后壁，降低小孔稳定性。激光在前时，熔滴和电弧压力作用在小孔后方并产生两个流动模式：朝向前方和四周的流动。朝向前方的流动增强了逆时针流动对小孔后壁的冲击作用，小孔坍塌现象更加严重；朝向四周的流动将热量输运至熔池两侧，增加了焊缝宽度。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0902003      

胡捷   袁群   于颢彪   王帅   孙一峰   高志山  

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本文针对Mirau型干涉显微物镜中干涉平板的装配误差问题，建立了参考板倾斜时物镜数值孔径内的干涉光路模型，通过对光瞳面内测试光束和参考光束的分割，求解了参考板倾斜时干涉光强积分表达形式，据此通过数值计算定量分析了参考板倾斜对干涉条纹包络、对比度等的影响，并采用宽带光八步移相算法进行了三维形貌复原，据此确定了参考板倾斜误差容限。设计了50×Mirau型干涉显微物镜的参考板倾斜验证结构，实验测量了标准台阶板，验证了仿真分析模型的准确性，确定了50×干涉显微物镜中参考板倾斜量误差容限为1.5°。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0904001      

刘世明   修俊山   刘云燕  

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铜铟镓硒薄膜是一种带隙可调的、非常具有发展前景的半导体材料，可以通过调节特定元素的含量比例改变其禁带宽度的大小，因此为了使其禁带宽度达到最佳的理想状态，获得比较好的光学性能，需要对各种元素的含量比例进行实时、准确的分析检测。在实验中采取单靶磁控溅射的方法制备了不同溅射时间下的铜铟镓硒薄膜，并且使用LIBS技术成功的实现了对铜铟镓硒薄膜元素浓度比值的快速定量分析。实验得到的Ga/(In+Ga)谱线强度的相对比值与薄膜的禁带宽度呈现出规律性的变化，随着溅射时间的增加，二者的变化趋势保持同步，呈现出先减小后增大的规律；铜铟镓硒的LIBS光谱图以及谱线分析、几种元素辐射强度比值的快速定量分析都表明LIBS技术能够间接的实现对铜铟镓硒薄膜元素含量比的快速检测，为后续的薄膜性能分析与制备方法的优化提供强有力的辅助作用，为铜铟镓硒薄膜中元素以及类似的金属氧化物薄膜中元素的快速分析检测提供了一种全新的解决方案。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0911001      

杨言若   步扬   徐静浩   王少卿   王向朝   李杰  

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为实现精密光学元件表面疵病的高效测量和精确统计，提出了一种基于光谱估计和多光谱技术的光学元件表面疵病检测方法。该方法利用光谱估计分别提取白光图像中不同波长的单光谱疵病图像并合成新的多光谱疵病图像，然后采用OTSU优化方法对单光谱与多光谱疵病图像进行分析和比对。基于该方法搭建了光学元件表面疵病检测装置，获得了白光照明条件下光学元件表面疵病的图像。实验与分析结果表明，与原始白光图像相比，合成多光谱图像的疵病检出数量提升了1.85倍，疵病检出面积最大增加了6.0倍，检测效率和检测结果得到明显提高。根据疵病特性选取不同波长组合来合成单光谱与多光谱疵病图像，可以更高效精确地检测出传统检测技术不易检出的疵病信息。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0904002      

张天刚   庄怀风   肖海强   柏明磊   安通达  

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采用同轴送粉激光熔覆技术，在Ti811表面制备了0wt%、1wt%与3wt%CeO2的TC4+Ni45+CeO2多道搭接激光熔覆层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）分析了涂层微观组织和相组成，利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和白光轮廓仪测试分析了涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明，涂层中生成相包括TiC、TiB2、TiB、Ti2Ni和α-Ti；随着CeO2的加入，涂层生成相未发生改变；当CeO2添加量为0wt%时，涂层内部组织粗大，显微硬度约在590~640HV0.2之间，磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损；CeO2含量为1wt%时，涂层组织逐步细化，枝晶方向性减弱，显微硬度在625~655HV0.2之间，磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损；CeO2含量为3wt%时，涂层中增强相由树枝晶状、长条状、须晶状向颗粒状、层状、短棒状转变且均匀弥散分布于涂层中，显微硬度分布在560~575HV0.2之间，磨损机制主要为磨粒磨损。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0903001      

吴雪峰   尹海亮   李强  

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采用飞秒激光对碳纳米管薄膜材料进行加工，通过研究飞秒激光蚀除碳纳米管薄膜材料的影响规律，优选打孔、切割加工参数，从而提高对碳纳米管薄膜的加工精度与质量。采用不同的飞秒激光参数（波长、脉冲能量、脉冲数量）加工碳纳米管薄膜微孔，拟合获得不同波长的单脉冲烧蚀阈值。分析了激光参数对材料加工结果的影响规律，结果表明，激光的脉冲能量是影响烧蚀孔径的主要影响因素，波长较短时可以产生更大区域的碳纳米管抛出物面积，飞秒激光中心波长1030nm时烧蚀阈值为25mJ/cm2，波长515nm时烧蚀阈值为39.7mJ/cm2。选择波长515nm的飞秒激光进行碳纳米管薄膜切割的研究，分析了脉冲能量与扫描速度对切割质量的影响规律与原因，最终在优选的工艺参数下加工获得了良好的切割质量。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0902002      

古建标   朱福南   刘磊   赵思伟   魏芳   李璇   朱韧   侯霞   陈卫标  

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随着空间技术的发展，空间数据传输速率正日益成为制约空间科技应用的一个瓶颈，空间相干光通信技术由于其高的通信灵敏度、抗干扰能力和高的保密性成为各个国家研究的热点。在空间相干光通信技术中，零差相干光通信体制理论上具有最好的灵敏度和抗干扰能力，但相应的需要复杂的锁相闭环系统，从而对本振激光器的线宽和激光频率调谐带宽都提出了很高的要求。在1550纳米波段，目前的常规激光器难以同时满足窄线宽和高调谐带宽的要求，本文采用窄线宽种子源结合外电光调制和窄带光栅滤波的方案，实现了光谱信噪比约28dB，线宽约5kHz，激光频率调谐带宽约1.5MHz的激光光源。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0901003      

石玉娇   张振辉  

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传统的光声成像技术通常将组织的吸收系数假定为无方向性的标量常数，因而忽略了组织各向异性光吸收特性。本文中，通过利用两束电矢量方向相互垂直的线偏振光作为光声成像的激发源，提出了一种基于各向异性矢量光吸收的线偏振光声成像技术。作者搭建了线偏振光光声显微成像系统，并且通过选取具有各向异性光吸收差异的材料作为样品进行实验验证了该方法的可行性。进一步的对生物样品进行成像，演示了该方法对各向异性光吸收生物样本的成像能力。该方法易植入传统的光声显微成像系统中，拓展了传统光声成像的信息提取范围，为生物医学影像及材料学领域研究样品的各向异性特征提供了新的技术手段。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0907001      

胡墅   盖宝栋   李琛   娄茗淇   刘栋   郭敬为  

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实验研究钠氩（Na-Ar）混合物电离后产生的原子发射光谱的时间分辨特性。观测到氩763.5 nm光谱强度随时间演变出现两个峰，第一个峰衰减时间为33.3±2.3 ns，归属于激发态钠通过碰撞传能（时间常数为15.2±0.8 ns），将氩激发到2p6能级，再由该能级的粒子快速辐射形成的。第二个峰来自于氩离子与电子复合后产生，其衰减过程包括一个快过程（0.24±0.03 μs）和一个慢过程（3.98±1.03 μs），通过电子密度随时间演变分析了复合过程对衰减时间的影响机理。获得了电子密度与电子温度随时间演变关系。利用时间分辨光谱解释了钠双线辐射加宽差异的假象，主要由斯塔克加宽后的氩588.9 nm谱线叠加在钠D2线（589.0 nm）上，以及钠双线的自吸收现象所造成。复合后，由于激发态氩原子能级间隔较小，经过级联弛豫使得2p6能级粒子数的积累时间相比钠3P能级更短，导致氩原子发射谱线的持续时间明显短于钠原子。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0907001      

孙锐   王重宇   胡衍雷   辛晨   吴东  

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在自然界中，许多动植物的形状可以在外界刺激下发生变化，这激发了大量对可重构形状变换功能材料的探索和研究。由于其相对两侧的化学或物理性质不同，利用双面神结构实现形状转换是一种非常重要的方法。本文提出了一种控制飞秒激光扫描次数在pH敏感的水凝胶中制备形状可调双面神微柱的方法。这些微柱通过改变环境的pH值，表现出可逆的结构变形。得益于激光打印技术的高灵活性，微柱的空间布局、高度以及弯曲方向都能被灵活控制，可以实现多种形状可切换的有序图案。最后，我们探讨了该方法在信息加密/解密及显示方面的应用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0902001      

王雪   延凤平   韩文国  

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本文提出并实验验证了一种稳定的单纵模窄线宽环形腔掺铥光纤激光器，通过使用特殊的子环腔和自制的光纤布拉格光栅，实现了稳定的单纵模激射和窄线宽输出。子环腔由三个互相连接的光耦合器组成，用来抑制密集的多纵摸和跳模。自制的光纤布拉格光栅，作为窄线宽波长滤波器，最终实现了稳定的单纵模激射。实验结果表明：该激光器在室温下可获得中心波长为1940.6 nm，光信噪比为60 dB的稳定信号输出。其频率噪声由基于3×3光耦合器的自零差技术测量。当测量时间是0.05 s时，由频率噪声计算的线宽大约是8 kHz。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第09期 pp.0901001      

吴义恒   李小雪   方云团  

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新奇的物理现象总是来自于结构和材料的结合。为了获得圆偏振和激光输出一体化结构，利用增益和损耗微腔、磁性微腔和金属层组成一个复合结构体系，并借助4×4传输矩阵研究该结构的传输特性。结果发现，该结构在一定结构参数范围内产生较强的法拉第旋转效应和增益传输模式，形成多样的椭圆偏振或圆偏振激光输出。特别地，对某些特定结构参数和特定波长，会产生超强的圆偏振激光输出。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0801009      

刘钊   熊俊   安红海   谢志勇   方智恒   王伟   王琛   王瑞荣   雷安乐   黄秀光   裴文兵   傅思祖  

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超强激光与物质相互作用过程中产生大量伽马辐射，因其对人体的危害和广泛的应用前景，而备受关注。基于神光Ⅱ升级装置，本文研究了纳秒/皮秒双束激光联合驱动双层靶的伽马辐射特征。利用纳秒束激光与CH薄膜靶相互作用，产生大尺度近临界密度等离子体，然后将皮秒束激光作用在该等离子体上，产生高能电子，高能电子穿过2mm厚的Au靶，通过轫致辐射产生伽马射线。实验测量了不同方向的伽马辐射能谱和靶室外的伽马辐射剂量分布。发现伽马辐射集中在激光前冲方向，具有较小的发散角，而且在该方向上高能段的伽马辐射较强。说明双层靶的设计，可以提高皮秒束与等离子体的能量耦合效率，提高高能电子温度，增加高能电子数目，有利于高能段伽马辐射在皮秒束激光的前冲方向集中。另外，实验在靶室外距离靶点1.25m处测到的50keV以上伽马辐射的单发次最大剂量为277μSv。结果对伽马辐射的防护和应用具有参考价值。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0801007      

邱雄   王仕成   刘志国  

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半主动式激光制导武器作为现代战争中主要打击手段之一，而激光编码作为其制导脉冲信号调制和抗干扰的重要手段，所以研究激光编码至关重要。本文从脉冲间隔编码方法出发，分析了半主动激光制导武器的精确制导特性对激光编码脉冲间隔 取值的要求；研究了LFSR调制码、LFSR状态码的生成原理并进行了仿真，同时从两种码型脉冲间隔 的取值范围与产生方法出发，研究了其制导性能与抗干扰性能。文章指出了LFSR调制码不利于精确制导且易被以最小脉冲间隔 为周期的精确频率码干扰；LFSR状态码克服了LFSR调制码精确制导特性差及易被以 为周期的精确频率码干扰的问题，但仍存在所需识别参数少，抗干扰性不强的问题。基于寻找制导性能高且抗干扰性能强的编码，本文利用矩阵完成寄存器状态变换从而代替线性反馈移位寄存器和模2加法器的功能，提出了基于矩阵求余的伪随机码，并对其进行了理论分析，结果表明，其抗干扰性能比起LFSR状态码效果更好。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0801008      

杨敏君   湛位   宋五洲  

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针对光纤光镊捕获颗粒时直接接触易产生机械损伤的问题，提出一种基于光热效应的单光纤远距离捕获方法。采用功率低于20 mW的C波段光纤宽带ASE光源，实现了对中尺度SiO2小球的远距离捕获和操控，捕获距离长达800 μm。为探明该捕获机理，采用COMSOL Multiphysics有限元分析软件，仿真模拟了光纤在SiO2悬浮液的不同高度位置处形成的温度场分布、对流速度场分布以及粒子在溶液中的运动轨迹。研究发现，在光纤操控小球的过程中起主要作用的是热对流产生的曳力，同时调整光纤高度会改变捕获速度和捕获距离。这种光纤微流体装置结构简单、操作灵活，具备在低功率条件下大范围捕获大颗粒的条件。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0806006      

马建平   尚建华   孙嘉曈   贺岩   罗远  

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基于高速脉冲调制和回波采样技术，本文构建了一套激光测距系统。系统利用高灵敏度单光子探测器MPPC的多回波光子信号累加输出的特性实现光电信号转换，借助高速信号采集技术对回波信号进行全波形采集，通过回波波形的累加计算得到了回波信号的精确到达时刻，最终获得了高精度的距离信息。理论分析和实验验证的结果表明，该测距系统在实现远距离目标探测的同时，能够兼顾近距离目标的高精度测距，系统的测距动态范围可达107，测距精度为0.6mm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0810004      

颜森林  

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提出相位共扼及交叉相位共扼反馈半导体激光器耦合非线性动力学系统，研究四个相位共扼反馈技术方案对两混沌激光器增频等。分析了频率失谐及频率增加原理。研究发现，当对单个激光器相位共扼反馈时，共扼反馈的激光器混沌扩频效果显著可增强到4倍。当利用相位共扼双反馈对两耦合激光器混沌增频时，发现混沌振荡频率增强非常明显且可达到5倍以上。与此同时，还给出混沌频率增加与光反馈量与延时时间的数值关系等。当对一个激光器进行相位共扼交叉反馈增频时，激光器混沌振荡频率可被显著增加到4.4倍；当利用相位共扼双交叉反馈对两个激光器同时进行增频时，两激光器混沌振荡频率同时显著增加，可以增加到4倍或6倍，并数值描述了混沌增频与光反馈量的关系。另外，还提出并研究了相位共扼双交叉反向反馈对激光器混沌振荡频率增加方法，发现两激光器混沌振荡频率增加随着反馈量增加特点，最大可增加到4.2倍或5.9倍。该研究对激光混沌及其应用具有重要参考价值。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0808003      

张璐   汤其剑   邓定南   陶明   刘晓利   彭翔  

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在显微成像中，基于光强传输方程（TIE）的双相机动态相位成像是定量观测活细胞运动的一种有效方法。但是由于相机安装带来的误差，使得两个相机的视场之间存在一定量的差异，导致利用TIE求解获取的相位不准确。本文提出一种基于棋盘格标定的双相机图像矫正方法，以消除相机间视场不匹配问题，矫正后匹配精度达到亚像素级，由此大大提高相位成像的正确率。实验首先对标准微透镜阵列定量成像测量，验证方法的准确性和可行性；其次，对游动的雨生红球藻细胞进行动态相位成像，表明该方法在动态生物成像领域具有应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0804005      

高波   李强   刘昂   柴立群  

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为测量光学平板玻璃折射率,本文提出一种改进的基于迈克尔逊原理的折射率测量方法。利用短相干光源的空间相干性，结合距离测量工具可准确获得光学间隔间的距离。分别测量放入样品前后以及按照一定角度旋转样品后的光学距离，同时利用折射定律则可以计算得到光学平板玻璃的折射率。提出了一种迭代计算方法，回避了直接求解一元四次方程，实现了折射率的快速计算。通过分析距离和角度测量误差以及样品的平行度引入的误差，本方法折射率测量误差优于5×10-5。与V棱镜折射率测量方法比较，验证了本方法的正确性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0804004      

徐新龙   周译玄   黄媛媛   靳延平   姚泽瀚  

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石墨烯在太赫兹波段的优异性质，使其在太赫兹源、太赫兹探测和太赫兹调控三个方面都具备良好的应用潜力。本文结合本课题组前期的工作，主要对石墨烯在太赫兹波段性质及石墨烯基太赫兹器件研究进行了综述，并对石墨烯在太赫兹波段应用前景进行了展望。性质方面，主要介绍了石墨烯的电导模型，静态和超快光谱响应特性，以及表面太赫兹波辐射特性。器件方面，主要综述了基于光、电、磁调控的太赫兹主动器件，石墨烯基超材料的太赫兹调制器，基于阻抗匹配的减反射调控器件，以及可调太赫兹源器件的最新研究进展。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0614034      

李鲁川   卢斌   王校   梁嘉靖   郑汉荣   王照勇   叶青   方祖捷   庞拂飞   蔡海文  

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本文提出一种新型的基于内调制啁啾脉冲的高信噪比直接探测型相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)。从理论上分析了利用啁啾脉冲的方法，可提高受激布里渊(SBS)阈值，提高注入光能量，且可提高探测信号中的直流分量，使信号与噪声分离, 进而提升信噪比。并提出一种φ-OTDR系统信噪比的综合评判方法，对信噪比的统计特性进行分析。同时，开展了基于分布式反馈激光器(DFB)内调制型的直接探测φ-OTDR系统实验研究，利用可调谐滤波器对内调制产生的频率啁啾范围进行控制，经对比实验验证，这种方法较传统φ-OTDR系统的信噪比期望相当，分布方差更小，测量可靠度更高。另外该系统还具有成本低、结构简单等优点，实际应用时可以利用光纤光栅(FBG)代替可调谐滤波器，提升其应用的灵活性，为工程应用提供新的解决方案。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0806003      

陈海伟   黄海涛   王石强   沈德元  

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报道了一种基于级联非线性频率变换的634 nm、644 nm、655 nm多波长激光器。该复合变频过程由磷酸钛氧钾（KTiOPO4，KTP）和砷酸钛氧钾（KTiOAsO4，KTA）晶体共同完成。首先由x轴切割KTP晶体的光参量振荡将1064 nm激光变频为1572 nm，然后基于(θ= 90°,φ= 20.9°)切割KTA晶体实现1064 nm与1572 nm的和频过程，获得634 nm激光输出，进一步利用前述x轴切割KTP晶体的拉曼变频，将634 nm激光变频为一阶拉曼光644 nm及二阶拉曼光655 nm，实现634 nm、644 nm、655 nm多波长激光同时输出。该复合变频多波长激光器的最大平均输出功率为1.7 W，相应的脉冲宽度与重复频率分别为19.6 ns和6 kHz，可为光动力疗法中的多组分光敏剂治疗方案提供新的相干红光光源。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0801003      

白小琴   王宇浩   张静   肖燕  

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以非线性薛定谔方程为理论模型，采用分步傅里叶方法，研究了光折变介质中艾里-高斯光束的传输特性。结果表明，满足一定条件时，会有周期振荡的空间孤子形成。非线性系数越大，形成空间孤子所需的传输距离越短，孤子的振荡周期越小。艾里-高斯光束的初始入射功率处于一定范围内时，才会形成稳定的空间孤子。在空间孤子形成时，由于局部能量竞争，会有光束分裂成丝的现象。此外,还研究了微噪声扰动对艾里-高斯光束在光折变介质中传输稳定性的影响。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0805001      

王青竹   于永澔   朱艺海  

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针对现有中继转发式室内可见光通信系统中信道估计算法存在的导频数量过大、估计效率和精度低的问题，提出基于张量模式噪声补偿的信道估计方法。首先充分利用可见光通信系统发射数据的特点设计一种适合在接收数据中进行噪声补偿的导频结构。然后在PARATUCK2张量分解框架下，构造这种导频模式的含噪通信系统模型。最后结合张量分解方法，设计一种以导频所得噪声补偿对实际噪声进行估计的方法，完成所有信道参数的计算。仿真实验结果表明，将基于张量模式噪声补偿的估计算法应用在继转发式室内可见光通信系统中，可以在加快寻优迭代速度的同时提高估计精确度，充分验证该算法的有效性和可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0806005      

裴丽丽   黄大杰   范薇  

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基于光寻址空间光调制器的等效电路仿真及稳定性测试实验，对纯相位光寻址空间光调制器的稳定性进行了分析和优化。结果表明，光阀液晶层的电压脉冲波形会引起光寻址空间光调制器对读出光的相位调制波动,而驱动电压频率与写入光强度同时影响相位调制波动幅度及相位调制量。基于上述分析，测试光寻址空间光调制器的相位改变量曲线可知，当驱动电压周期比响应时间小95%时，最大相位改变量对应的相位波动率减小为0.35%，但此时相位调制能力仅为0.8λ，通过优化光寻址空间光调制器驱动条件参数，获得了1λ的相位调制能力，同时最大相位改变量对应的相位波动率为1%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0801002      

王建业   郭震   於亮红   甘泽彪   李文启   梁晓燕  

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研究10拍瓦级激光系统的波前畸变起源及演变规律对于激光系统波前校正及提升激光聚焦性能具有重要参考意义。基于上海超强超短激光装置（SULF），本文选取激光各分系统关键节点进行波前测量，分析波前畸变的起源、演变及原因，并讨论了光学器件安装应力与钛宝石晶体质量对波前的影响。结果表明，激光波前畸变值随着大口径光学器件的增多而增大，特别是光学镜片的面型加工误差、安装调试误差是影响钛宝石激光放大器中波前畸变的重要因素，极大的影响了激光的聚焦性能。通过对激光系统波前的测量有利于优化与控制整个系统的波前畸变，进而有助于提升光束质量、焦斑性质和聚焦功率密度。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0801006      

王成龙   龚文林   邵学辉   韩申生  

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基于稀疏限制的鬼成像（Ghost Imaging via Sparsity Constraint, GISC）是近年来发展的一种探测灵敏度高、信息获取效率高的新型计算成像技术。然而，目前针对粗糙目标GISC的成像性能研究尚未见报道。本文实验研究了接收系统数值孔径与粗糙目标尺寸对GISC成像性能的影响。实验结果表明，对粗糙目标而言，GISC成像质量与接收系统数值孔径和目标尺寸均成正相关。本研究可以为GISC装置中的接收系统光路设计提供重要参考。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0810002      

余建立   李乘   姚关心   杨新艳   张先燚   郑贤锋   崔执凤  

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为了揭示液相基质LIBS与固相基质LIBS特性差异的产生机理，采用液体射流取样技术，利用脉冲激光烧蚀CrCl3水溶液产生激光等离子体，研究了等离子体中Cr元素发射光谱、等离子体电子温度和电子密度的空间演化特性。利用实验测定的Cr元素空间分辨发射光谱强度分别计算得到了空间分辨等离子体的电子温度和电子密度。结果表明，相对于固相基质等离子体，液相基质激光等离子体存在明显不同的空间演化特性，在激光束方向上，等离子体可以沿着激光束方向膨胀至距离射流表面0.8mm；等离子体羽发光区域线径较小约为3.2mm；离子谱线与原子谱线强度最大值出现在不同位置，分别距离射流表面0.8mm和0.4mm；等离子体电子温度和电子密度值要小，在激光束方向上变化范围分别为2939~3611K和0.0149~4.86×1014cm-3，沿着激光束方向逐渐减小，逆着激光束方向呈现先增大后减小的趋势，且在离射流表面0.8mm处达到最大值；与固相基质等离子体类似，等离子体发射光谱、电子温度和电子密度的空间演化特性具有较好的空间对称性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0802001      

于明圆   徐斌   欧阳鑫川   王鑫   万金银   肖玲   成华东   刘亮  

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本文介绍了一种基于步进电机的光开关，主要用于间歇型原子钟。我们采用直径为6 mm的两相步进电机，结合不同形状的挡光叶片，实现对光的开关。电机驱动控制部分，采用步进电机驱动芯片TMC260和微控制器STC12C5A60S2结合的方式，外部触发脉冲通过微控制器外部中断的方式，控制步进电机的转动。该控制系统，整体结构紧凑，而且一个微控制器可以控制多个步进电机。实验结果表明，利用该光开关可实现高于100 dB的消光比，并且可长时间稳定运行。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0804003      

周风波   朱红求   李长庚  

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锌湿法冶金工业废水中含有大量的重金属离子，过量的排放将会严重污染环境和影响人体健康。铜，钴，镍是其中主要的痕量离子，对其进行实时检测和严格控制非常有意义。本文提出一种基于相关系数阈值法区间选择的卡尔曼滤波分光光度法同时检测工业废水中铜，钴，镍痕量离子，而无需任何分离步骤。该方法首先制备40组铜，钴，镍混合标准溶液，用多元线性回归法求解吸光系数矩阵；然后通过提出的相关系数阈值法，选择灵敏度较高的波长区域进行滤波，从而加快卡尔曼滤波的收敛速度和减少算法的运算时间；最后根据滤波方差确定滤波终点，得到铜，钴，镍的测定浓度。铜的线性检测范围为0.5-5mg/L，钴的线性检测范围为0.2-2mg/L，镍的线性检测范围为0.3-3mg/L。铜，钴，镍的平均相对误差分别为2.862%,2.464%,3.781%，均小于5%。铜，钴，镍的预测均方根误差分别为0.1124，0.0279，0.0663。结果表明，本文提出的方法简单快速，可以边扫描边滤波，易于联机分析，适用于工业废水中铜，钴，镍痕量离子的同时在线检测。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704008      

王勋   赖博衡   董理治   杨平   陈善球   王帅   许冰  

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本文提出一种环形非稳腔结构，该结构将传统驻波非稳腔腔内的“非共轭”像差校正转换为“共轭”像差校正，搭建了100W级环形非稳腔Nd:YAG板条激光器，采用59单元自适应光学系统对腔内像差进行校正。针对腔内像差，首先利用980nm参考光束和 Shack-Hartmann波前传感器测量，然后采用加权最小二乘法复原，最后利用倾斜镜和变形镜校正。最终在低泵浦功率下，将输出功率从105.8W提高到113.1W，光束质量β从6.98优化到2.33。此工作为环形非稳腔应用于高功率固体激光器，以获取高输出光束质量提供了一种技术途径。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0801001      

王凱杰   王航   杜团结   李维炜   陈楠   罗正钱  

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本文以被动锁模正色散掺Yb光纤激光器为研究对象，实验比较研究了激光腔内滤波带宽对产生正色散束缚态孤子的影响。采用高掺Yb光纤作为增益介质，半导体饱和吸收镜作为锁模部件，获得1064 nm全光纤线型腔锁模激光器。当腔内带通滤波器选用不同带宽（0.2 nm、1 nm、1.2 nm或2.3 nm）时，观察到不同的皮秒锁模脉冲状态。在滤波带宽较小（0.2 nm）或较大（2.3 nm）时，仅产生稳定的单脉冲耗散孤子；相反地，在滤波带宽适中（1 nm或1.2 nm）时，我们分别观察到典型的相位差为π和-π/2束缚态耗散孤子，脉宽和脉冲宽度都分别为~3 ps和~14 ps。进一步，将束缚态耗散孤子激光通过主控振荡功率放大（MOPA）技术放大至1.4 W后，注入到光子晶体光纤中获得了750-1600 nm超连续谱（10 dB谱宽）、输出功率~0.7 W，相比传统耗散孤子泵浦具有更好的光谱平坦性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0806004      

黄刚   刘先林  

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道路标线提取与分类是智慧城市建设中需要解决的关键技术之一，也是智能驾驶中亟待解决的技术难题。提出了一种基于深度学习的道路标线自动提取与分类方法，通过移动窗口法结合相邻扫描线拓扑关系进行地面点云提取，并生成强度图像，基于深度学习方法实现道路标线的自动提取与分类，并利用KD树聚类分割算法结合矢量化方案实现道路标线的矢量化。基于实验数据对该方法进行验证分析，结果表明使用该方法进行自动提取与分类的精度和Fscore分别达到92.59%和90.15%，证明了该方法的可行性和准确性。该方法为道路标线的自动提取提供了新思路，将道路标线提取工作变的更加准确、高效，提升了道路标线获取与分类的智能化程度。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0804002      

李文冬   刘继桥   朱亚丹   陈卫标  

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基于近地轨道（LEO）卫星组网的红外激光掩星（LIO）技术可对地球不同高度大气成分进行主动探测，为全球温室气体浓度廓线测量提供了新手段。本文首先介绍了LIO技术的大气温室气体浓度廓线测量原理，通过建立LIO信号链路模型，仿真分析了工作波长基于近地轨道（LEO）卫星组网的红外激光掩星（LIO）技术，可对地球大气温室气体垂直廓线进行主动探测，为全球温室气体浓度廓线测量提供了新手段。本文首先介绍了LIO技术的大气温室气体浓度廓线测量原理，针对最主要的温室气体CO2建立LIO信号链路模型，仿真分析了工作波长对CO2探测精度的影响，并基于误差最小的仿真结果对CO2探测波长进行优化选择。采用所选波长对LIO技术的探测性能进行分析，最终得到可用于CO2浓度廓线探测的波长为4771.6215cm-1和4772.0240cm-1。在5-35km高度的有效探测范围内，实现了0.6-1.4km的垂直分辨率，CO2浓度探测随机误差小于0.8%，CO2浓度最小探测误差出现在10km处，为0.229%。研究结果为星载LIO大气探测系统原理样机设计提供了重要参考。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0810001      

刘展   林逢源   高美   方铉   房丹   王登魁   唐吉龙   王晓华   魏志鹏  

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为了探究量子点敏化对GaAs衬底发光性能的影响，采用化学沉积法制备了CdSe量子点，将量子点沉积在GaAs衬底上进行敏化。采用X射线衍射测试确认物质，利用扫描电子显微镜对量子点形貌进行表征，并通过荧光光谱测试对CdSe量子点敏化后的GaAs衬底样品与未敏化的样品进行对比。测试结果表明：所制备的CdSe量子点大小均匀，尺寸约为20 nm，且均匀地附着在GaAs衬底上，CdSe QD/GaAs形成Ⅱ型能带结构。量子点敏化使GaAs衬底表面载流子浓度升高。通过荧光光谱测试，对各发光峰的来源进行了分析。测试数据显示，敏化后的GaAs衬底比敏化前的GaAs衬底带边发光增强2.25倍，缺陷发光增强3倍。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0811002      

郑培超   李倩雨   王金梅   谭癸宁   赵怀冬   刘冉宁  

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本文采用螯合树脂作为一种新型固相基底，富集水溶液中的Cu元素和Mn元素后进行激光诱导击穿光谱(LIBS)检测。实验选取Cu I 324.75 nm和Mn II 257.61 nm作为特征分析谱线，优化了一系列参数，包括激光能量、延迟时间、激光聚焦位置、样品溶液流速及溶液pH值。在最佳实验参数条件下，建立了Cu元素和Mn元素的定标曲线，检出限分别为0.03 mg/L和0.098 mg/L。另外，利用该方法采集自然水样进行检测，计算得出Cu和Mn的回收率范围分别为93.88%-108.09%和91.99%-103.88%。该方法检测灵敏度较高，也可用于自然水体的检测，在水体重金属检测领域有广阔的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0811001      

马雨晴   王红阳   刘黎明  

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本实验以6061铝合金和DP980高强钢为研究对象，采用激光诱导电弧复合热源对其进行焊接实验研究，比较分析了Ni中间层加入对焊接接头的影响。使用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等设备对典型焊接试件接头进行显微组织及元素分布分析。研究发现，在铝合金与高强钢之间加入Ni中间层，能有效阻止Fe元素向铝基体中扩散，并改变了铝/钢界面金属间化合物种类及分布，金属间化合物（IMC）厚度明显降低，主要由FeAl3和Fe2Al5组成，同时Ni元素也发生扩散，主要以Al-Ni化合物及Fe（Ni）固溶体形式存在于焊缝中。添加Ni中间层的焊接接头拉伸载荷达到1.73kN/cm，与未添加Ni中间层接头相比提高约35%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第08期 pp.0802002      

周显新   辛博   巩亚东   张伟健   张海权  

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针对于激光熔覆沉积成形工艺引起的拉伸强度各向异性问题，基于变厚度熔覆层沉积方式，探究扫描方向（从高到低和从低到高）对斜坡薄壁件微观组织和力学性能的影响。测试斜坡薄壁件不同位置的拉伸强度和硬度，分析其微观组织形貌，并与等厚度熔覆层沉积方式对比。试验结果表明：在薄壁件的纵截面，沿不同扫描方向沉积能改变晶粒生长方向；晶粒生长方向和扫描轨迹能影响薄壁件不同位置的拉伸强度，且从低到高扫描沉积可明显减少拉伸强度各向异性；在水平方向，不同扫描方向下的硬度变化趋势一致，且变厚度熔覆层沉积会改变薄壁件的最大硬度分布。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702014      

郑培超   谭癸宁   王金梅   赵怀冬   刘冉宁  

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润滑油中磨损金属元素的检测能够为诊断发动机运行状况提供有价值的信息。采用基底辅助激光诱导击穿光谱技术，以标准油中的Mg，Ti，Ni与Cr为目标元素进行定量分析。制定标准化样品预处理流程，配制11个不同浓度标准油样品，在纯铝表面形成均匀的油膜后进行LIBS实验。选定Mg II 279.55 nm，Ti I 334.94 nm，Ni I 352.45 nm与Cr I 425.44 nm为目标元素的定量分析谱线进行分析。实验考察了样品预处理静置时间、样品油膜平均厚度、探测延时和激光脉冲能量等参数对Mg，Ti，Ni与Cr元素光谱信号强度与信背比的影响。在最优的实验条件下，以6个标准油样品建立标准曲线定标模型，得出Mg，Ti，Ni与Cr的定量分析检出限分别为3.10 μg?g-1，8.17 μg?g-1，18.79 μg?g-1与6.10 μg?g-1。基于此标准曲线定标模型，预测另5个标准油样品中Mg，Ti，Ni与Cr的浓度，相对误差分别为7.43%，8.91%，13.66%与10.40%。研究结果将为基于LIBS技术的发动机润滑油中磨损金属元素检测及发动机早期诊断提供依据。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0711002      

林海奇   杨平   孔庆峰   许冰  

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目前，大多数自适应光学系统都采用简单有效的比例积分控制。然而，在一些实际应用中，比例积分控制的校正结果与实际需求存在一定的差距，并且比例积分参数的调节需要人为经验，其校正结果也存在着一定的差异。因此，本文提出采用线性二次高斯控制提高自适应光学系统的波前校正能力。实验结果表明线性二次高斯控制校正后的残余波前的均方根值，远场光斑的光强值以及其他性能指标都远远优于比例积分控制。更重要的是，该方法与比例积分控制相比，不仅可以抑制校正后的远场光斑的抖动，而且还可以加速变形镜的响应和收敛速度，使自适应光学系统更加稳定。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0705004      

李桂存   方亚毜   纪荣祎   张滋黎   张浩   牟金震   宋婷  

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针对卫星精密编队飞行任务中卫星间高精度实时定位跟踪应用需求，提出一种基于二维振镜与位置灵敏探测器（PSD）结合的高精度激光主动跟踪方案。该方案采用高指向精度二维振镜、亚毫米级激光测距仪以及高精度位移探测器PSD构建激光主动跟踪系统。本文基于光线追迹方法建立跟踪系统几何光学模型，仿真分析了激光跟踪系统的指向性能以及跟踪性能，并对跟踪系统进行了误差分析。仿真结果表明，在100m的跟踪距离处，跟踪系统位置指向精度可达0.35mm，角度指向精度为0.72″，跟踪范围±10°，跟踪速度可达3.6rad/s，能够实现对远距离快速运动目标的高精度实时主动跟踪。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704007      

刘奂奂   蒋巧   宋伟   喻叶   李子龙   庞拂飞  

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L波段可切换双波长锁模光纤激光器在生物医学诊断，光谱学，波分复用等方面具有广泛的应用。本文报道了基于碳纳米管饱和吸收体（CNT-SA）的L波段可切换双波长被动锁模光纤激光器。通过调节抽运功率，该激光器光谱的中心波长可以在1572.9 nm和1596.6 nm进行切换，对应的3dB光谱宽度分别为3.68 nm和2.34 nm，脉冲宽度都为1.80 ps。此外，双波长锁模光谱的中心波长为1572.3 nm和1597.1 nm，两个波长间隔达到~24.8 nm。同时，对L波段可切换双波长锁模光纤激光器的形成和演化进行了数值研究。数值模拟结果与实验观察结果吻合,表明可切换的双波长锁模是由于增益光纤的透射光谱变化产生的。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0701007      

陈瀚   张思瑾   高见   王涛   马德清   李中伟   钟凯   王从军   史玉升  

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针对列车大型铸钢车轮尺寸的在线检测需求，提出了基于多个线激光传感器旋转扫描的铸钢车轮在线三维测量技术。为解决该技术中的两个关键问题，即多个采用沙姆相机的线激光传感器测量坐标系统一及转轴标定，提出一种基于二维轮廓数据的旋转扫描系统标定方法。首先，分别对每个传感器采集的二维轮廓数据提取关键特征，通过建立特征间的匹配关系来实现多传感器的相对位姿精确标定；其次，利用激光平面、标靶、转轴三者几何约束求解转轴的初始解，同时根据标靶的几何尺寸建立目标优化函数，迭代求解出转轴的精确解。实验结果表明系统测量精度可达0.08mm，测量时间为20s，可替代人工检测，实现车轮尺寸的在线测量。该技术还可以推广应用到其他大型回转体三维测量中。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704006      

张步强   许振宇   刘建国   夏晖晖   聂伟   袁峰   阚瑞峰  

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燃烧流场诊断技术中，可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术发挥着越来越重要的作用，其可分为直接吸收（DA）和波长调制（WMS）两种技术，其中波长调制技术对恶劣环境具有更好的容忍能力，以及免定标波长调制技术的研究发展，使该技术在燃烧流场诊断中的应用日益广泛。对流场参数的精确反演，依赖于建立合适的吸收模型，模型建立过程中，吸收谱线和吸收线型的选取，出光频率的准确标定以及谱线参数的选择都对流场参数反演产生影响。本文以H2O为目标气体，建立了基于波长调制技术的吸收模型，并在管式高温炉产生的高温流场中上进行实验验证，利用该模型对温度进行反演，最高温度为1500K，测量相对误差小于3.1%，验证了该吸收模型的准确性和实用性。波长调制技术的应用，是基于吸收模型的准确建立，利用文中建立模型的方法，可推广到其他燃烧流场环境及其他目标气体测量进行应用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0711001      

陈月健   庞毓   周唐建   尚建力   王君涛   李密   高清松   王亚楠  

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本文报道了一种高重复频率大单脉冲能量的全固态声光调Q Nd:YAG激光器。实验采用主振荡-功率放大（MOPA）结构， 热补偿结构的双棒串接谐振腔作为种子源， 两个板条增益模块作为放大器。采用熔石英为声光介质，重复频率在10kHz到100kHz范围内可调。种子源在10kHz重复频率下获得平均功率14W线偏振脉冲激光输出，种子光经扩束整形后注入两级板条增益模块进行功率放大。在泵浦功率22.7kW下获得平均功率4256W激光输出，单脉冲能量425.6mJ，激光脉宽133ns，峰值功率3.2MW，光束质量β为3.8倍衍射极限。改变激光的重复频率，激光输出功率和脉冲宽度无明显变化。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0701005      

熊怀   唐永兴   胡丽丽   沈斌   李海元  

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以钛酸正丁酯、正硅酸乙酯为前驱体，薄膜设计软件辅助下采用溶胶-凝胶法在K9光学玻璃上制备了λ/4–λ/2–λ/2膜系宽带减反膜。该膜层光学性能良好，500-900nm波长范围平均透过率为99.25%，透过率增益随入射角增加而增多，斜入射光的入射角0°增至60°仍能有效覆盖钕玻璃的主吸收峰，此时平均透过率增益从7.2%增至10.2%。经150℃热处理，膜层具有一定的耐擦拭性能，表面均匀性良好，均方根粗糙度为4.00nm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0703001      

李丹   张宝龙   郭海成  

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本文针对垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶微显示器件进行了研究，并利用其三维光学模型，通过改变液晶器件的预倾角、像素尺寸等参数优化了微小像素中的边缘电场效应。为了进一步优化器件性能，我们还建立了以圆偏振光作为入射光源的微显示器件的三维光学模型。我们发现当以圆偏振光作为照明光源时，垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶微显示器件的光学反射效率可以得到大幅的提升。由于采用了“三维”光学模型的分析方法，我们得到了与利用“二维”光学模型进行分析的研究者完全不同的结论，那就是：我们只能通过优化，使得边缘场效应导致的亮态子像素内部黑线减小，而不能彻底消除它。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0703002      

林守钢   郭溪溪   陈浩   张航   赖境   刘德健  

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采用激光熔注(LMI)技术在Ti-6Al-4V表面制备了ZrO2p/Ti-6Al-4V复合材料热障涂层，利用X-射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)及扫描电镜(SEM)技术，研究了激光熔注过程中ZrO2颗粒组织演变规律。结果表明：通过原子固态扩散，团聚态ZrO2颗粒内微粒尺寸增大，形状由球状变为多面体状；激光熔注后的ZrO2颗粒中未发现单斜相(m-ZrO2)；35%的稳定四方相(t′-ZrO2)转变为立方相(c-ZrO2)；内应力降低，导致90%的正交相(o-ZrO2)转变为c-ZrO2。单个微粒内同时存在块状和纳米颗粒状的t′-ZrO2和c-ZrO2，残留o-ZrO2集中分布于微粒界面。ZrO2组织演变使微粒间结合强度降低，促进了ZrO2大颗粒离散成细小颗粒，提高了复合材料层防热性能。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702013      

李强   都聪   李想   王迪   董玮  

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本文提出了一种基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统。在此系统中，为了将高频率的射频信号转换成低频率的中频信号，将引入一个本振信号并将其和射频信号分别通入到双平行马赫曾德尔调制器两臂的两个子马赫曾德尔调制器中，利用受激布里渊散射效应的增益谱保留射频信号与本振信号调制后分别产生的两个+1阶边带，之后这两个边带将会在光电探测器中拍频，得到中频信号。同时，该中频信号的相位可以通过调整双平行马赫曾德尔调制器中母马赫曾德尔调制器的偏置电压来改变。本文中进行下变频的射频信号的频率为10.73GHz，最终可将其转换为20~40MHz范围内任意频率的信号，且其相位可在0°~360°之间线性变换。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0701006      

闫岸如   刘学胜   王智勇   贺定勇  

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为获得适用于电子封装的W-Cu材料，实验对60W-40Cu，70W-30Cu，75W-25Cu和80W-5Ni-15Cu四种合金进行选区激光熔化。研究了W含量对合金微观组织、致密度、导热率、热膨胀系数、粗糙度、硬度的影响。结果显示，四种W-Cu合金成形表面均存在球化现象，W含量低于70wt%时，致密化机制为重排致密，W相间几乎不发生连接与团聚，热传导优先在铜相中进行；W含量上升到75wt%后，致密化机制主要为固态烧结，热传导路径为以W相为核心、边缘由Cu包裹的结构所组成；随着W含量上升，W-Cu合金导热率和热膨胀系数与理论值的偏差增加，合金表面粗糙度与硬度值增加。最终获得60W-40Cu，70W-30Cu，75W-25Cu，80W-5Ni-15Cu成形后的致密度分别是97.9%，94.5%，91.6%，91.9%，导热率为210.4W/K·m，176.8W/K·m，152.7W/K·m，121.3W/K·m，热膨胀系数分别为11.05×10-6/℃, 9.33×10-6/℃, 8.17×10-6/℃，7.02×10-6/℃，粗糙度分别是9.2μm，13.7μm，15.2μm，15.4μm，硬度值分别是183HV，324 HV，567 HV，729 HV。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702012      

陈智振   蔡泽伟   刘晓利   彭翔  

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光场成像技术因其具有数字重聚焦、深度成像等后处理成像能力而备受关注。已有的被动光场深度计算方法通常依赖于光场记录的辐射强度信息构建深度线索，容易受到物体表面反射率、环境光照、场景遮挡和探测噪声等因素的干扰。本文提出一种高精度、高鲁棒性的主动光场深度成像方法。利用结构光照明为场景提供编码信息，光场成像同时记录光线的方向信息和受深度调制的相位信息，通过相位编码信息为构建光场深度线索提供强度不敏感的匹配特征，进而精确计算场景深度。实验结果表明，相比于被动方法，所提的主动方法能够获得更高质量的深度效果，实现高精度、高鲁棒性的光场深度计算。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704005      

井志成   张国瑜   王子健   李午红   王传强   徐国建   陈冬卅   王蔚  

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采用了光纤激光-MAG复合焊接技术，在激光输出功率10kW条件下单道一次穿透焊接18mm厚EH36船用高强钢板，高效实现了良好的单面焊双面成形工艺技术，并无焊接缺陷存在。本次试验的最佳工艺参数为激光输出功率10kW、离焦量0mm、光丝间距3mm、焊接电流400A、焊接电压31.1V、送丝速度14.2m/min、焊丝伸出长度20mm、保护气流量20L/min、焊接速度1.5m/min。采用分析检测设备，对焊接接头显微组织及力学性能进行了分析研究。结果表明，焊缝上部（电弧作用区）的焊缝组织特点是先共析铁素体在柱状晶界以侧板条状生长，在柱状晶内还存在着少量粒状铁素体；在柱状晶内，其亚结构组织主要由板条状马氏体和针状贝氏体组成，还存在少量的上贝氏体；V型带状组织主要由板条状马氏体与少量针状贝氏体构成。焊缝下部（激光作用区）的焊缝组织主要由板条马氏体组成。电弧作用区与激光作用区的焊接热影响区（HAZ）组织主要由板条马氏体组成。电弧作用区与激光作用区的焊接接头最高硬度均出现在HAZ，焊缝各区硬度排序为激光作用区焊缝＞焊缝中V型带状组织＞电弧作用区焊缝。焊接接头室温平均抗拉强度为521 Mpa，均断裂于母材；焊接接头正弯试验满足标准要求；在-20℃下焊缝金属、HAZ及母材的平均冲击功分别为57 J、53 J及52 J，力学性能指标均满足船级社要求。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702010      

乔闯   苏瑞巩   李翔   房丹   方铉   唐吉龙   张宝顺   魏志鹏  

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本文设计并制作了非对称大光腔波导结构，结合分布布拉格反射技术，实现了高功率980nm波段半导体激光器的稳定输出。实验过程中，采用电子束光刻技术，结合感应耦合等离子刻蚀工艺，利用SiO2作为硬掩膜，克服一般电子束光刻胶的抗刻蚀选择比低的问题；并通过减小Ar的束流来减弱刻蚀过程中由于物理轰击作用对SiO2硬掩膜的消耗，制作出形貌良好，周期890nm、占空比50%的分布布拉格反射器光栅；结合脊波导激光器的制作工艺，成功制作出DBR激光器，最终实现当器件注入电流15A时，输出功率高达10.7W，斜率效率0.73W/A，器件阈值电流0.95A，中心波长976nm。该研究为GaAs基DBR半导体激光器的制作与研究提供了新思路

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0701002      

杜聚有   王向朝   戴凤钊  

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集成电路工艺节点的持续缩小对光刻机的套刻精度提出了越来越高的要求，而掩模与硅片位置对准精度是保证套刻精度的关键。对于10nm工艺节点，套刻精度要求在3nm以下，相应的对准精度要求达到了亚纳米量级。在掩模与硅片位置对准过程中，硅片位置测量是通过硅片对准标记实现的，硅片对准标记经过化学机械抛光(CMP)等工艺后会发生非对称变形，这种非对称变形会带来对准位置测量误差。目前普遍采用工艺验证的方法修正这种对准位置测量误差，该方法通过测量已制作完成的两层图形的相对位置偏差，修正相同工艺中的对准测量误差。然而，即使在同一产品批次或不同批次之间，甚至在同一硅片的不同曝光场之间，这种非对称变形也存在一定变化，因此这种工艺验证的方法存在一定的工艺适应性问题。对于产生非对称变形后的对准标记，在采用不同波长和偏振态照明时，对准位置测量结果存在差异。基于这种对准位置差异，本文提出一种对准标记非对称变形导致的对准测量误差修正方法，相比于工艺验证方法，该方法具有较高的工艺适应性。另外，本文将该方法拓展应用于套刻标记非对称变形导致的套刻测量误差修正。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704004      

卢明腾   苏显渝  

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为兼顾调制度测量轮廓术的测量速度与测量精度，本文提出了一种新的基于相移与调制度比的调制度轮廓术测量方法。使用一个由柱面镜与一个普通投影镜头组成特殊投影系统；将竖直与水平两组相移正弦光栅依次投射在测量区域，柱面镜使两种光栅条纹的“成像面”分离，两“成像面”之间构成测量区域。利用相移算法得到两组正弦条纹在测量区域的调制度分布，并建立两种条纹的调制度比与实际物理位置的映射关系；测量时将待测物体放置与测量区域，根据物体表面两种条纹的调制度比与物理位置的映射关系，即可重建物体三维面形。本文对该方法进行了详细说明，并通过对实物的测量实验验证了该方法的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704003      

任仲贺   武美萍   崔宸   夏思海  

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针对单道激光熔覆，利用数值模拟技术得到了激光熔覆过程的温度场，通过试验在Q235钢表面制备了Ni基激光熔覆层，基于材料相变理论分析了熔覆层不同深度位置微观组织的形成机理，并研究了添加CeO2/TiO2纳米颗粒对熔覆组织的影响。结果表明，在激光熔覆过程中，受激光辐照和热传导的共同作用，熔覆层和基体的不同深度区域因温度变化的差异而发生不同类型的相变，从而得到不同的微观组织；在熔覆粉末中添加CeO2/TiO2纳米颗粒，可通过影响材料的相变过程而改变熔覆组织的化学组成和微观结构，提高形核率，得到均匀细密的熔覆层。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702009      

劳陈哲   孙建锋   周煜   卢智勇   李佳蔚  

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大气湍流作为影响星地激光通信链 路的主要因素，严重得降低了链路的性能。为了减少湍流引起的衰落，从而提高误码率性能，可以采用基于光纤相干合束的多孔径接收方案。本文基于已有的光纤合束方法搭建了一套四孔径接收的相干合束光通信接收装置，测试了2、4个孔径下系统的锁相带宽。利用旋转相位屏模拟了不同Greenwood频率的大气湍流对光束波前的影响,同时保证各路接收光强的不相干性。在此基础上，给出了相干合束前后光纤中的光强相对起伏方差。结果表明该系统能在弱湍流环境中有效得抑制光强闪烁。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0705003      

范小辉   许国良   李万林   王茜竹   常亮亮  

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三维激光雷达广泛应用在智能车系统中，点云目标分割是智能车环境感知中的关键技术。针对目前三维激光雷达点云目标分割算法实时性和准确性不高的问题，本文提出一种基于深度图的点云目标快速分割方法，将点云数据表示为深度图，建立深度图和点云数据的映射关系，通过激光雷达扫描线的角度阈值去除地面点云数据，结合深度图和自适应参数改进的DBSCAN算法对非地面点云进行聚类分割。实验结果表明该方法相对于传统聚类算法在时间效率上有很大的提升，且能较好地降低欠分割错误率，分割准确度提升10%，达到了85.02%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0710002      

马瑞鑫   徐国建   刘占起   高飞   王蔚   苏允海  

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利用激光3D打印技术制备了TC4厚壁件。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电子万能试验机等方法研究了正火温度对激光3D打印TC4钛合金显微组织、相组成和室温拉伸性能的影响规律。试验结果表明，当在α-Ti相单相区内正火处理时，α-Ti相再结晶生长，长宽均增加；其组织主要由α-Ti相组成，含有少量（或微量）β-Ti相；室温拉伸性能一般。当在α+β两相区内正火处理时，沉积态下的细长状初生α-Ti相由于β-Ti相析出被截断，变成短棒状初生α-Ti相，β-Ti相在短棒状初生α-Ti相之间析出，并与次生α-Ti相共存于短棒状初生α-Ti相之间；β-Ti相会在短棒状初生α-Ti相内部析出，并以网状分布于短棒状初生α-Ti相内部。经990℃/2h/AC处理后，室温抗拉强度为960Mpa、屈服强度为835Mpa、伸长率为17%，达到了锻件国标（σb≥895 MPa、σ0.2≥830MPa、δ≥10%）要求。拉伸试样断口形貌均布满韧窝，均为延性断裂。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702008      

杨颖   宗梦雨   赵梦菲   孙硕   吴永静   彭倩倩   刘杰   苏良碧(Liangbi Su)?  

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Nd,Gd:CaF2是一种宽光谱无序结构晶体，具有高热导率、宽透射范围、低的声子能量等独特优势。本文利用0.5%Nd,8%Gd:CaF2无序结构晶体作为激光增益介质，首次实现了LD泵浦的调谐激光输出，激光调谐波长从1045.7 nm到1074.2 nm，调谐范围为28.5nm；利用半导体可饱和吸收镜作为锁模元件，最终实现了双波长锁模激光运转，锁模激光器的中心波长分别位于 1065.45 nm 和 1066.48 nm。锁模激光器最大平均输出功率约为394mW，最小脉冲宽度约为8.37ps。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0701004      

冯佩   李俣  

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提出了一种新颖的基于人工神经网络(ANN)和粒子群算法(PSO)的半导体激光器参数反向设计方法。利用由传统数值仿真方法计算出的激光器功率样本数据来训练ANN网络，并用此网络预测激光器任意一组新参数对应的功率谱，均方差可低至0.5mW，用时仅0.07s，提高效率约1800倍(与相同环境下数值算法耗时125.57s比较)。将此网络与PSO方法结合，可获得目标功率谱的对应参数，即实现反向设计。经计算获得的反向设计方案不唯一，证明半导体激光器非线性多参数的特点。相同环境下ANN联合PSO反向算法（均方差低于0.04mW，用时39.45s）与传统数值仿真方法（均方差为0.62mW，用时192小时）比较，精度提高15.5倍，速度约提高17500倍，说明了该方法的有效性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0701001      

凌明椿   宋茂新   洪津   陶菲   邹鹏   孙真  

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摘要：偏振扫描仪（POSP）是一台分孔径分振幅同时偏振测量的遥感器。简要介绍了POSP的光机系统设计以及部分指标要求。为保证测量精度，针对仪器在运输与发射阶段力学以及在轨运行的热环境，对POSP光机进行了环境适应性设计与分析，并通过热真空与鉴定级力学试验进行验证。试验结果表明，仪器基频约110Hz，各阶模态与仿真结果基本吻合，整机强度和刚度满足要求；热真空试验后，仪器遥测量输出正常，光机各部组件工作正常。热、力学试验前后分别进行了整机性能测试，测试结果显示，试验前后视场重合度均大于90%，偏振精度优于0.5%。仪器具备良好的空间热以及力学环境适应性，满足仪器地面和在轨稳定、可靠的工作的需求。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704002      

顾振杰   雷剑波   窦俊雅   郭津博  

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利用8kW半导体激光熔覆与等离子喷涂相结合方法在1Cr13不锈钢基体表面制备了CoCrTaAlY/8YSZ热障涂层。针对涂层高温氧化机理及热震性能及失效行为进行研究。结果表明，YSZ涂层物相主要由ZrO2的单斜、正方、立方晶相，Y2O3及YxZryOz等组成； Al2O3氧化膜的形成能阻止O元素扩散，使涂层抗高温氧化性能相较于基体提高4.1倍（YSZ涂层氧化累积增重仅为0.08 g·cm-2）；YSZ涂层在900℃下热震20次时开始出现裂纹，随热震次数增加，裂纹逐渐变大，30次时完全断裂。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702011      

王银飞   张晓晖   钟炜   韩宏伟  

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水下高重频脉冲激光全选通成像雷达通过将一帧积分时间内的大量激光脉冲按照一定分配策略分配到不同距离处的选通切片中，可以实现探测区域的全选通成像。为了评价高重频系统在每个选通切片中的成像质量，为脉冲分配策略的研究提供依据，在Jaffe-McGlamery模型的基础上建立描述高重频系统信号传输过程的理论模型，分析图像退化因素，提出一种高重频系统成像质量评价模型。采用重复频率4kHz的脉冲激光器对黑白条纹靶板目标进行了成像实验，实验所得图像实测值和模型计算值的对比分析表明，从目标开始成像到出现饱前的线性区间内，模型能够较好吻合实验结果，误差不超过10%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0701003      

黄超   黄珂   易爱平   马连英   朱峰   李高鹏  

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为了获得高重复频率高功率中红外氟化氢（HF）激光输出，采用自动紫外预电离的放电引发方式和对称Chang氏电极结构，建立了闭环的非链式重复频率HF激光器，并详细介绍了激光器的结构。实验研究了激光器输出特性和重复频率运行特性，获得了激光能量随重复频率的变化规律。在增益区气体流速16 m/s，工作电压25 kV，总气压8.5 kPa、摩尔分数92%的SF6和8%的C2H6混合气体条件下，实现了150 Hz/200 W的HF激光输出。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601004      

李顺   王地   陆彦婷  

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本文在研究数字全息自适应光学系统成像原理的基础上，结合传统成像光学系统的性能评价方法，指出在数字全息自适应光学系统中可以利用点全息图的自相关函数来评价系统的成像性能。受白噪声函数的自相关近似为狄拉克δ函数的启发，指出增加点全息图的随机性能够使其自相关函数接近狄拉克δ函数，并提高数字全息自适应光学系统的成像分辨率。据此，提出使用随机相位板，增加点全息图的随机性，进而提高数字全息自适应光学系统成像分辨率的方法。然后对该方法进行了数值模拟实验，研究了随机相位板像素个数和随机相位方差对系统成像分辨率的影响。最后，在实验室内搭建实验光路对该方法进行了实验验证，实验结果表明使用随机相位板能够有效提高数字全息自适应光学系统的成像分辨率．

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0709001      

赵旺   董理治   杨平   许冰   王帅  

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近地面激光传输自适应光学校正系统常需要引入主动照明信标用于探测波前畸变。主动照明信标中散射回光被粗糙表面调制，目标粗糙特性会影响主动照明信标波前探测能力。本文建立了考虑目标粗糙特性的主动照明信标数值计算模型，分析了目标粗糙特性对散射回波光强均匀性和波前均方根（RMS）的影响，对比了不同目标粗糙程度下主动照明信标探测波前和点光源信标探测结果的差异，以及自适应光学系统校正效果。研究结果表明：随着目标表面粗糙程度减弱，散射回光波前RMS变大，主动照明信标探测波前和点光源结果差异增大，自适应光学系统校正效果下降。此外，增多照明光路数可以抑制弱粗糙表面时上行链路湍流对主动照明信标波前探测的影响。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0705002      

马挺   路桥   马金栋   时雷  

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本文提出并演示了呼吸孤子掺铒光纤激光器在非高重复频率下获得窄脉宽脉冲输出的结构设计方案。通过减短腔内大色散系数正负色散光纤长度来减小腔内正负色散量确保腔内脉冲有较大的呼吸比，引入零色散光纤降低激光器重复频率，采用波分复用器及隔离器结合于一体的光纤混合器及前向泵浦方式降低腔内脉冲能量的损耗，并且优化设计腔内负色散光纤分布确定输出端位置。基于此我们构建出了重复频率为100 MHz的呼吸孤子掺铒光纤激光器，激光器输出光谱宽度为112 nm，直接输出脉冲宽度为68 fs，色散补偿后为39 fs。泵浦功率900 mW时输出平均功率为94.5 mW。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601003      

王振东   靖旭   侯再红   秦来安  

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雾霾现象的频发使得图像去雾技术的研究逐渐成为热点。针对暗通道相关算法处理图像明亮区域效果不佳的问题，提出了一种改进的暗通道去雾算法以保持图像明暗区域的对比度约束。算法首先将原始图像分割成适当的明暗双区域并计算出相应的对比度比值，再使用基于快速中值滤波的暗通道去雾算法处理图像暗区域部分，最后利用亮度精确控制的双直方图均衡算法以最大程度保持区域对比度不变为约束条件增强图像较明亮区域。对比相关去雾算法，最终处理后的图像能够在信息熵值、平均灰度梯度和峰值信噪比等方面取得增益，算法还具有实时处理的特性，可用于一般电子类消费产品的去雾处理中。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0610001      

陈勇   陈辉   李仁东   车小莉   张成竹  

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为研究低温下高速列车用耐候钢激光-MAG复合焊接头的断裂行为，本文通过低温断裂韧性试验，获得了接头焊缝、热影响区和母材的断裂韧度J积分值Jm。采用Boltzmann函数进行拟合分析，得到各区的韧脆转变温度，结果表明：随着温度的降低耐候钢激光-MAG复合焊接头各区断裂韧性呈减小趋势，母材的低温韧性要优于焊缝的低温韧性；复合焊接头焊缝区韧脆转变温度约为-65.9 °C，热影响区约为-70.4 °C，均高于母材的-81.9 °C。通过对微观组织和断口形貌的对比分析，阐明了激光-MAG复合焊接头各区的微观断裂机制，焊缝金属的低温断裂韧性较差主要是由晶粒粗大和存在粗大先析铁素体造成的。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702004      

李刚   张津超   石世宏   程东霁  

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针对开放大气环境下钛合金激光熔覆极易氧化的问题，设计了一种可在熔池附近形成局部气氛的同轴保护气罩。采用FLUENT软件，建立了光内送粉同轴熔覆喷嘴的三维模型，模拟分析了保护气道的入口数量、角度及保护气流量对氩气质量分布的影响。结果表明：气罩保护气入口数量与氩气分布的对称性有关；入口角度对氩气质量分布影响较小；保护气流量的增大会极大提高有效保护范围。根据保护气罩结构优化参数，选用氩气作为保护气，进行开放环境下的Ti-6Al-4V合金激光熔覆实验，熔道表面呈银白色，且熔覆层饱满，验证了同轴保护气罩的保护效果。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702007      

贾少辉   贾剑平   焦俊科   徐子法   欧阳文泰   张文武  

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为降低CFRTP/铝合金激光焊接时激光加热对铝合金的焊接缺陷，提升焊接接头的力学性能，本文引入激光搅拌焊接方法。通过与传统直线焊接方法对比试验发现，在相同激光功率和焊接速度的情况下，该方法接头的连接强度为常规直线焊接的3.25倍，同时可以显著减小激光加热对铝合金的气孔缺陷，获得较好的焊缝形貌。为进一步研究CFRTP/铝合金激光搅拌焊接的机理，对CFRTP/铝合金激光搅拌焊接温度场进行了仿真分析，发现铝合金表面的温度场呈非等幅振荡形式变化，且出现了“一小一大”两个峰值，这是激光搅拌焊接能够降低焊接缺陷的主要原因之一。同时，对铝合金焊缝的熔深熔宽进行了计算分析，并与试验结果进行了对比，发现仿真结果与实验结果的误差在9.87%以内。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702006      

张凯宁   刘永欣   蒲继雄  

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本文采用分步相位屏的方法来仿真涡旋光束在海洋中的实际传输，并对涡旋光束在海洋湍流中传输的光强和闪烁因子进行了仿真计算。研究发现，随着传输距离的增加，涡旋光束的光斑逐渐扩散开来，并且中心的暗斑也在逐渐消失。通过改变湍流相位屏参数的方法来模拟不同强度的海洋湍流，发现随着变大、或者变大、或者变小，涡旋光束的轴上点闪烁因子也随着变大。湍流相位屏参数影响闪烁因子随着传输距离的变化规律，研究了在闪烁因子产生的影响。研究还发现，当传输距离增加到一定距离时，涡旋光束的闪烁因子会逐渐低于高斯光束，并且拓扑荷数越大，闪烁因子降低得越明显。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0705001      

雷正龙   孙浩然   陈彦宾   田泽  

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激光清洗作为一种高效高质、绿色环保的清洗技术，具有非常广阔的应用前景。本文对干式与液膜辅助式激光除锈这两种方法进行了研究，得到了激光功率对表面状态的影响规律，并分别对两种除锈方法的除锈机制进行了对比分析。结果表明，两种除锈方法都能有效去除试样表面的锈蚀层，且在低功率下液膜辅助式激光除锈比干式除锈效果更好。优化的液膜辅助式激光除锈工艺参数为激光功率400W，脉冲频率10kHz，脉宽30ns，此时试样表面氧元素含量降低至3.38wt.%，表面粗糙度为3.04μm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702003      

张伟康   戴伟   郑志镇   李建军   邓湉湉  

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激光抛光作为一种新型抛光技术，已经有效地应用于各种材料。但到目前为止，激光抛光过程的材料流动演变机理还未研究透彻。为此，采用数值模拟和实验相结合的方法，通过建立激光抛光二维瞬态模型，模拟出激光抛光过程材料表面形貌演变过程。模型采用移动激光束热源，通过对实际材料自由表面进行频谱分析，构建相似的模拟模型表面，耦合激光抛光过程中的流动场和温度场，综合考虑毛细力和热毛细力的共同作用。结果表明：在毛细力和热毛细力的作用下，在被抛光的粗糙材料表面上，波峰材料流向波谷，填补了轮廓凹陷处，使材料表面得到抛光效果。激光功率和扫描速度显著影响抛光结果，过小热输入导致熔池尺寸过小，没有足够流动体积，抛光效果差；过大的热输入导致熔池持续时间长，反而会增加抛光表面的粗糙度。模拟的表面粗糙度和熔池深度与实验测量结果相比，误差在8%以内，具有较高的模拟精度。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702002      

曹俊   卢海飞   鲁金忠   罗开玉  

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针对热作模具钢容易发生磨损失效的特性，满足其表面再制造的需求，以WC作为强化相颗粒，在AISI H13热作模具钢表面制备了分别包含0%，3%，6%，9%质量分数的铁基合金熔覆层。在优化了工艺参数的基础上利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、硬度仪及摩擦磨损试验机，研究了熔覆层的WC分布、组织形貌和磨损行为。结果表明，熔覆层和集体之间实现了良好的冶金结合，而且熔覆层组织主要由树枝晶和共晶组成，当WC颗粒加入时，熔覆层内会出现以WC颗粒为形核，延其径向生长的树枝晶的微观结构。铁基熔覆层的硬度相比于基体有显著的提升，当WC质量分数分别为3%，6%，9%时，熔覆层硬度的提升逐渐明显。铁基熔覆层的耐磨损性能相比于基体有明显的提升，但与WC质量为3%耐磨表现相差无几，当WC质量分数达到6%，9%时，其耐磨性能比铁基熔覆层又有较大的改善。熔覆层磨损形貌表面其磨损机制主要为磨粒磨损并伴随着不同程度的黏着磨损，当WC质量分数上升时，其氧化磨损的程度也逐渐加深。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702001      

纵榜铭   栾嘉蕴   蒋志龙   孔艳   王绶玙   刘诚  

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本文提出将ePIE (extended ptychographical iterative engine)用于成像透镜透射波前的高精度测量。将透镜的透射光束照射至一个固定于二维扫描台上的衍射物上，并在其后的探测器上形成衍射光斑，扫描台横向扫描记录衍射物在每个位置所形成的衍射光斑后，入射在衍射物体上的光场复振幅可用ePIE算法精确重建，并据此反演出透镜后表面的透射光波前；移去透镜后重复上述步骤，可以重建入射到透镜上的光束波前；将透射波前减去入射波前即可得到透镜的透射波前。由于采用不需要参考光的共光路系统，因此不仅结构紧凑，而且避免了由非理想参考光束和环境振动引起的误差，该方法具有准确性好、结构简单和成本低廉等优点。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0604003      

符永宏   黄婷   叶云霞   华希俊   李海波   钟行涛  

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具有毛化凸点的金属零部件在工程中有广泛应用，精确控制毛化点形貌对实现精准控制相关零部件性能至关重要。本文以45钢为研究对象，采用二维轴对称模型仿真脉冲激光作用下熔池内温度场、流体流向和流速的演变规律，据此研究了毛化形貌形成的微观机理和动态过程。主要结论如下：加热过程，表面低于临界温度，切向应力为负，熔质流向熔池中心；高于临界温度部分，切向应力为正，熔质向边缘流动，最终在两异向环流交界处形成对流零点。同种环流，切向应力越大对应的流速峰值越大。若超过临界温度后产生的新环流流速小，会削弱上一时刻的形貌变形量，若新环流流速较大，则会在对流零点处产生异形形貌。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702005      

刘成功   林鹤   张磊   母兴俊  

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摘 要：在光学扫描和光电检测系统中，为了实现远距离、大范围光束平移的目的，对由双五棱镜构成的光束平移系统进行了精度分析，并利用自准直法对系统的平行性精度进行了测试。由于其组件中两个五棱镜摆放位置相对于理论位置存在误差，导致系统中出射光方向不与入射光平行，利用自准直法对系统进行了光学装调保证出射光与入射光的平行性。但由于该平移组件在工作时通过转动副绕入射光轴旋转，系统会相对于某一机械轴产生转动误差，导致双五棱镜系统坐标转换矩阵发生变化，出射光方向与入射光方向不再平行。通过分析五棱镜的方位误差和系统整体的转动误差与系统误差之间的非线性关系，建立数学模型，并利用仿真实验加以验证理论分析的正确性，最后提出减小系统误差的解决方案，将其组件平移精度控制到10″以内，为棱镜在光束折转问题上的误差分析提供了良好的借鉴。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0704001      

马娟娟   潘泉   梁彦   胡劲文   赵春晖   郭亚宁  

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从机载光学传感器获取的图像中检测近距离目标，对小型无人机飞行安全非常重要。为提高目标检测的准确率，本文对Grassberger熵进行了改进，应用改进的Grassberger熵计算信息增益，选择随机森林分类器节点分裂的最优分裂属性，训练随机森林分类器，由经过训练的随机森林分类器预测选择性搜索生成的子窗口是否包含目标。对每个训练样本及子窗口提取1个归一化梯度幅值，3个LUV颜色通道和6个梯度方向直方图的特征。在无人机感知与规避系统实验时建立的光学数据集SenseAndAvoid、光学数据集Tudpedestrian及MITStreetsceneCars测试了算法性能。实验表明，改进的Grassberger熵计算信息增益，能提高随机森林分类器的泛化能力及目标检测的准确率。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0710001      

王雅君   史少平   杨文海   郑耀辉  

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低频段压缩态光场在精密测量领域具有重要的应用价值。本文通过自零拍探测和分析腔转换法，分别对适合于音频段压缩态光场制备的全固态单频激光器和光纤激光器的正交分量噪声进行了对比分析。结果表明，全固态单频1064nm激光器的正交振幅噪声（正交位相噪声）在分析频率1.5MHz（5MHz）之后即达到散粒噪声基准，光纤激光器则在测量带宽范围内均高于散粒噪声基准。采用SOA降噪系统后，光纤激光器低频段(<620kHz)正交振幅噪声则小于全固态单频激光器。这一结果为低频段压缩态光场的研究提供了单频光源选择方案，同时表明采用SOA降噪系统可有效抑制低频段激光的正交分量噪声，为音频段压缩态光场的制备提供了依据。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601002      

刘焕淋   吴兰   陈勇   蒲欣   林振宇  

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针对可见光通信（VLC）下行链路存在多接入点（AP）重叠覆盖、VLC AP光路易受遮挡和干扰的问题，提出一种基于QoS决策的异构VLC/WiFi网络联合收发端需求的接入点选择算法。该算法在收端为用户建立面向QoS加权信息矩阵，为用户偏好提供高信干噪比、高接收功率和低负载、低历史中断概率的VLC AP，在发端为VLC AP偏好选择抗干扰性强的用户服务。基于引力理论改进收发端选择权重值，优化用户的AP接入决策。仿真结果表明，该算法在方形均匀布局和混合圆方形布局中比现有算法的吞吐量分别提高了77.3%和11.4%，业务公平性分别降低了53.1%和41.1%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0606003      

张梅   张伟   章鹏   陈伟民  

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光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）谱形复用方法可以成倍地增加FBG传感器的复用量，且不增加传感系统的复杂性。但目前的FBG谱形复用解调算法存在主观设置优化参数的问题，而不合理的参数设置容易使解调陷入局部最优，导致较大的解调误差。针对此问题，本文结合应用广泛的粒子群算法，通过数值仿真深入探究了其关键参数对解调误差的影响规律，发现FBG谱形复用数量越大，谱形重叠程度越大，关键参数选择的范围越小。进一步，以最大解调误差为评价指标，定量分析得出了合理设置关键参数的范围；同时，通过实验获取真实的FBG叠加谱验证了这一结论。本文的研究结果对提升FBG谱形复用解调性能具有重要的参考价值。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0606002      

程莹   易红伟   刘鑫龙  

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调制传递函数（MTF）是在轨光学成像系统中评价图像质量的重要参数之一。本文根据用于空间探测的相机在轨工作状态及成像特点，结合调制传递函数常用测试方法，提出月球边缘刃边法对空间目标观测相机进行在轨MTF检测。该方法使用月球边缘与深空背景形成的高对比度线状边缘图像作为测试目标，使用仿真手段分析每个环节多种处理方法的计算精度及运行速度，形成了优化的月球边缘刃边法在轨MTF检测流程，其中在边缘扩散函数（ESF）处理环节，提出使用修正的Savitsky-Golay滤波器（MSG）组合双高斯拟合法，得到准确的边缘扩散函数的同时有效遏制噪声。仿真和实验结果表明该方法对信噪比高于30db的图像，测试精度达到0.02，能实现相机焦面位置和MTF的准确标定。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0604002      

王伟   杨依光   张卫红   李绪锦   徐德刚  

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本文阐述了一种基于频域能量检测器的新型水下脉冲激光声信号检测技术。论文分析了激光致声信号在水声信道传播过程中不同频率的衰减特性；针对激光致声信号波形时域持续时间短、频域频谱较宽但能量相对集中的特点，提出基于频域能量检测器的水下激光致声检测技术；针对远距离条件下频率的高频成分衰减严重的问题，在频域能量检测器的前端添加了预补偿滤波器，蒙特卡洛仿真结果表明带预补偿滤波器的频域能量检测器可以有效提高远距离下激光制声信号的检测性能。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601001      

申家岭   路元刚   马海霞   王吉明   徐锋   左敦稳  

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对强激光进行限幅以保护人和光电设备免受损伤和损坏，具有重要意义。针对现有激光限幅方法的不足，提出一种基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅新方法。研究了光子晶体透射谱中心波长随双缺陷层折射率变化的规律，据此设计了适用于532nm与1064nm波长的非线性光子晶体激光限幅结构，实现了弱光的高透射和强光的高阻断效果。所设计激光限幅结构为(AB)6CAC(AB)6双缺陷一维光子晶体，适用于532nm的光子晶体结构中三种介质A、B和C分别为C(金刚石)、SrF2和CS3-68 glass，其对弱光的透过率为86.4%，对强光的透过率为0.02%。适用于1064nm的光子晶体结构中三种介质A、B和C分别为C(金刚石)、CeF3和CdTe，其对弱光的透过率为79.8%，对强光的透过率为0.3%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0608001      

蒋晓勇   肖悦娱  

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保偏微纳光纤在光通信、传感检测、非线性光学和量子光学等领域有着重要的应用前景，所以温度稳定性是其在应用过程中一个十分关键的问题。本文通过仿真分析与实验探究对保偏微纳光纤的双折射的温度特性进行研究。实验通过偏光干涉法，随着温度增加，干涉谱蓝移，可以精确的获得温度与光纤双折射的变化关系。实验证明，温度对保偏微纳光纤的影响远小于对普通保偏光纤的影响，和理论分析的结果相吻合。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0606001      

马敬   齐月静   卢增雄   苏佳妮   杨光华   齐威   张清洋   陈进新  

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色散物镜是光谱共焦位移传感器的核心部件，其轴向色散与波长之间的线性度会影响系统的分辨率和精度。本文根据光谱共焦位移传感器的工作原理及线性轴向色散条件，优化选择了N-KZFS11、N-SF66和N-PK52A三种色散物镜用玻璃材料，并结合像差理论设计出了由三个单透镜和两个双胶合透镜组成的线性色散物镜初始结构。利用ZEMAX光学设计软件对色散物镜初始结构进行了优化和公差分析。结果表明，在450-650nm波长范围内，各波长弥散斑均远小于艾里斑，色散物镜测量范围达1.05mm，轴向色散与波长之间的线性判定系数R2达0.997，理论分辨率可达105nm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0604001      

曹珍   贺洪波   胡国行   赵元安   邵建达  

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利用时间分辨激光光度计实时测量纳秒脉冲激光诱导熔石英体损伤过程中透射、反射和散射变化量。通过在同一区域多次动态测量直至损伤产生，从而获得多脉冲累积破坏时间分辨过程。结果发现，在损伤出现前的脉冲辐照过程中，熔石英透过率已有明显下降，并且后向反射率同步上升，甚至可达70%。后向反射率上升量与透过率损失量几乎相同。统计结果表明，多脉冲辐照过程中，只要损伤前脉冲辐照中出现后向反射，最终将会导致散射量增加，标志着损伤产生。散射量陡增的时刻都紧随在后向反射升高的时刻之后，而且后向反射率升高，诱导体损伤产生所需的脉冲数将减少。分析认为损伤前脉冲辐照过程中后向反射升高的原因是受激布里渊散射的形成，受激布里渊散射对多脉冲诱导熔石英体损伤有促进作用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0603001      

赵翔   李文雪   刘洋   周廉   欧阳诚   谢戈辉   罗大平   朱志伟   顾澄琳  

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本文基于非线性放大环形镜原理，介绍了一种全正色散掺镱光纤锁模激光器。振荡器采用“9”字型全保偏光纤结构，同时腔内插入透射式法拉第相位延迟器，完成相移的累积与匹配，降低了锁模阈值，实现锁模激光器的自启动功能。在泵浦功率80mW的情况下，该掺镱光纤锁模激光器可以实现平均功率7.8mW的稳定输出，输出激光脉冲的重复频率为9.9MHz，中心波长为1064nm。通过时频域仪器测量，其输出脉冲的脉冲宽度约为18ps，相应的光谱宽度为0.18nm。由于该激光器采用全保偏光纤结构，具有便于集成，环境噪声免疫力强的特点；同时具有结构简单、自启动、稳定性高等优点，可以作为各种精密测量激光设备的可选择的理想光源之一。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第04期 pp.0401004      

邬镇伦   程效军   辛佩康   张立朔   胡敏捷  

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针对复杂舱舱容传统计量方法存在人工成本高、效率低的问题，提出一种基于激光点云与BIM技术的复杂舱舱容体积计算方法。以复杂液货舱三维点云数据为基础对复杂舱舱壁与内部构件进行分割；利用BIM技术对舱壁点云数据及船舱构件点云数据进行三维重建以获得船舱三维模型；然后利用船舱三维模型进行船舱不同姿态下的实时舱容计算。选用上海某船舱点云数据进行方法验证，实验结果证明：该方法能够快速、精确地获得船舱不同姿态下的舱容数据，可靠性强，具有很好的实用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第05期 pp.052802      

江慧绿   李 超宏   廖娜   厉以宇   陈浩  

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自适应光学扫描激光眼底成像系统研究是当前研究的一个热点。本文利用Badal系统、变形镜和夏克-哈特曼波前传感器设计了一种可调焦的自适应光学激光扫描眼底成像系统，通过视标引导，调节Badal系统中透镜间间距实现人眼低阶像差校正。根据系统调焦及工作原理，分析了Badal系统最佳参数，并对系统参数进行设计，采用Zemax光学软件对系统进行仿真及优化。仿真结果表明，设计的系统点列图光斑小于衍射极限，各屈光度斯特列尔比值均大于0.8，甚至低屈光度下的斯特列尔比可达0.95左右，不同屈光度下各视场MTF曲线接近衍射极限，正常人眼视网膜面上系统理论分辨率约为2.29μm，接近衍射极限分辨率（2.11μm），能够对-6m-1~+6m-1屈光不正的人群实现眼底视网膜清晰成像。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第02期 pp.022202      

杨连杰   李阳   孙俊杰   邹云  

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为了能从实验上直观地观察到表面波在缺陷上的反射与透射，采用激光超声可视化技术，研究了脉冲激光激励的表面波在不同深度缺陷上的反射和透射。实验得到了表面波在缺陷处的可视化声场，结果表明：随着缺陷深度的增加，表面波的反射系数呈现先增大后平缓的趋势，而透射系数呈现先减小后平缓的趋势。该研究结果为激光超声表面波定量检测材料表面缺陷奠定实验基础。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第04期 pp.041203      

王晓飞   张欣怡   徐馨荷  

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近红外光谱方法对于血液成分的无创检测有着重要意义。目前的研究大多是通过算法对单一因素进行分析以得到血液成分的测量结果。以血糖浓度为例，采用将动态光谱提取数据和非测量组分影响因素甘油三酯、胆固醇、球蛋白、白蛋白和年龄一同纳入预测模型的方式来提高血糖测量系统中的精度。血糖预测的模型建立通过支持向量算法，对比建模结果，考虑多因素模型预测值和血糖真值的建模结果优于未考虑非测量组份建模的预测结果。前者相关系数达到0.9627，均方根误差为0.13，比后者预测集相关系数提高14.23%，预测集均方根误差减少43.12%，相对误差在10%范围内的样本数量多8.33%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第04期 pp.041701      

岳靖   刘国军   付浩  

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图像质量评价的目的是获得与人类视觉系统主观得分相吻合的客观评价方法。彩色图像的表示是彩色图像质量评价的一个重点和难点。针对彩色图像的表示，研究者们提出将其由RGB转换到其他色度空间，这些表示在转换过程中都会有颜色信息的损失。因此，如何能够准确的不破坏颜色结构信息的基础上表示彩色图像成为彩色图像质量评价的重要前提。本文将参考图像与失真图像表示为纯四元数矩阵，提出四元数谱余量方法用于检测两幅图像的视觉显著性区域，然后融合四元数梯度特征作为彩色图像质量评价的两个指标。为了凸显人类视觉显著区域，又将视觉显著性作为评价指标的权值进行处理。最后，在TID2013与CSIQ数据库中进行数值实验，通过计算四种客观评价指标Spearman等级相关系数（SROCC）、Kendall等级相关系数（KROCC）、Pearson线性相关系数（PLCC）及均方误差平方根（RMSE）来度量主观评价与客观评价的一致性。结果表明，本文的算法在TID2013上的实验结果达到0.8169，与主流的一些算法相比，具有一定的竞争力，并且与人的主观评价相匹配。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第03期 pp.031009      

王旭   孟德龙   李小康   张玲娟   陈天威  

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提出了一种基于自注入锁定实现光纤光栅传感解调的方法。解调系统采用光纤激光器结构，通过自注入锁定的方法将激光器的输出激光锁定在传感光栅的反射波长处。利用啁啾光纤光栅的色散特性，将激光器波长的变化转化为谐振腔腔长的变化，通过激光拍频完成对激光波长变化的测量，达到了传感解调的目的。对系统结构和测量原理进行了详细的阐述，并以温度传感为例进行了实验研究。基于自注入锁定的光纤光栅传感解调方案不仅具有解调系统简单、稳定性好、传感距离不受限制等优点，并对现有的光纤光栅传感系统具有良好的兼容性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第03期 pp.030606      

冯晨霄   汪西莉  

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本文在全卷积网络基础上提出了一种图像分割模型以获取目标分割结果，模型包含两个结构相同的深层神经网络分支，每个分支采用卷积-反卷积的结构实现特征提取和从特征恢复目标区域；两个分支接收不同的输入，将来源于两个分支的结果通过加权融合得到最终的分割结果。模型融合了不同图像源的多级尺度特征，在训练样本数有限的情况下，通过数据增强使训练得到的模型鲁棒性更强。在光学图像数据集Weizmann Horse和遥感影像数据集vaihigen上进行实验并与相关文献比较，结果表明所提模型具有更高的目标分割完整度和最优的分割性能。在训练数据有限、形态各异，尺度变化较大等的遥感影像建筑物分割中取得了理想的结果，表明模型可应用于复杂的遥感影像目标分割。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第01期 pp.011008      

杨玉峰   蒋明争   张颖   张欢  

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本文设计了基于单光源的可见光全双工通信系统，实现了可见光通信兼具照明和通信的功能。利用“猫眼”逆向调制器对下行光信号进行二次调制，将上行信息调制到下行光信号上并反射回主动端。实验表明：单光源可以实现全双工可见光通信链路，并且使上下行链路的通信相互独立，互不干扰，通信效果良好。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第01期 pp.010603      

罗佳文   王雪敏   沈昌乐   蒋涛   湛治强   邹蕊矫   彭丽萍   黎维华   吴卫东  

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太赫兹量子级联激光器（THz QCL）是一种紧凑、相干的固体连续辐射源，具有重要的潜在应用价值，是当前国际上研究的热点之一。目前，THz QCL面临进一步提高输出功率的困难，而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径，因此，相关研究就显得尤为重要。由于针对THz QCL阵列耦合的研究很少，因此，本文首先概述了中红外量子级联激光器的阵列耦合结构，希望对THz QCL阵列的研究提供参考，然后，分析了THz QCL的现有阵列耦合结构，最后，总结并讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第01期 pp.010004      

刘亚楠   孙荣禄   牛伟   张天刚   谭金花  

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在Ti811钛合金表面激光熔覆TC4和Ni60粉末成功制备了与基体呈冶金结合的Ti基复合涂层，系统的研究了涂层的物相组成、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能，结合Bramfitt二维点阵错配度理论分析了TiB2-TiC复合镶嵌结构的形成机理。结果表明，涂层主要由增强相TiC和TiB2、金属间化合物Ti2Ni和基底α-Ti组成，TiB2的(0001)面和TiC的(111)面之间的错配度仅为1.057%，TiB2可以成为TiC的最有效异质形核核心，形成TiB2-TiC复合结构。由于弥散强化、固溶强化和细晶强化效应，涂层的显微硬度可达617HV0.5，为基体Ti811硬度的1.62倍。涂层的磨损体积、磨损深度和平均摩擦系数分别为175×10-3mm3、80.13μm、0.39，磨损体积率较基体下降了约26%，涂层具有良好的耐磨损性能。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第01期 pp.0103001      

李辉   范庭轩   怀英   贾淑芹   李留成  

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燃烧驱动溴化氢化学激光器(HBr)作为中红外高能化学激光的重要组成部分，具有重要的研究意义和战略应用价值。掌握合理和准确的化学反应机理是研究和设计化学激光的关键，也是探究反应器真实过程的直观表达。本文采用数值方法分析了HBr化学激光器反应机理，辨析影响增益产生过程的主导反应和关键参数。根据机理分析结果，设计并利用计算流体力学研究了一种HBr化学激光增益发生器，数值演示了一种从化学反应出发进行化学激光关键部件设计的科学思路。确定了温度对HBr(υ)不同振动态的布居有效性调控，并提出了初始反应温度在500 K左右下能够获得高振动态HBr(υ)的输出。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第11期 pp.1114002      

曹洋   赵琳   彭云   马成勇   田志凌   钟敏霖  

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采用光纤激光器对新一代汽车用0.1C-5Mn钢进行了激光焊接。研究了100J/mm、25J/mm两种热输入下接头组织演变规律，并对接头硬度、拉伸和成形性能进行了分析研究。结果表明，两种热输入下焊缝区均为马氏体组织，热影响区由细小马氏体贝氏体混合组织、奥氏体和铁素体组织组成。焊缝区马氏体板条宽度和奥氏体柱状晶宽度在高热输入下较宽。两种热输入下焊缝区平均硬度均高于母材硬度，且高热输入焊缝区平均硬度比低热输入焊缝区平均硬度低28；当热输入为100J/mm时，亚临界热影响区由于碳化物析出而有轻微软化趋势，与之相反当热输入降低至为25J/mm时，热影响区没有出现软化。接头拉伸结果表明，两种热输入下接头拉伸试样均断裂在母材区，断口为韧性断裂，且接头抗拉强度均高于母材强度。杯突试验结果表明，接头杯突裂纹在焊缝区启裂并垂直于焊缝向母材区扩展。平行于轧向焊接拼焊板成形性能优于垂直与轧向焊接；热输入为25J/mm时成形比达到母材的57%，优于热输入为100J/mm的拼焊板成形性能。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第11期 pp.1114001      

甘霖   张合  

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针对激光近程全向动态探测问题，提出了基于光路复用机理的激光近程动态扫描探测方法。基于重尾函数建立了脉冲激光发射波形数学模型，推导了脉冲激光近程动态探测冲击响应及回波方程。建立了脉冲激光测距概率统计分布模型，研究了脉冲激光发射功率、激光发射脉宽、阈值检测电压、等效均方根噪声电压以及激光出射角对测距概率分布的影响机理。结果表明：随着发射功率的增加，测距精度提高且分布曲线逐渐偏离真实值；测距精度随着激光发射脉宽的增加而递减；随着阈值的提高，曲线分布形态发生改变且随着阈值电压的提高而向右移动；距离测量分布随着等效均方根噪声电压的增加而脉宽增加、幅值减小；随着激光出射角度的增加，测距分布曲线向右移动，测距精度随之降低。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第11期 pp.1112001      

吕浩   迟学芬   陈洁  

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本文研究了收发端皆采用大规模线性MIMO阵列的地对地基站间短距离斜程自由空间光通信（FSO）的上下行信道差异。将上下行皆近似为球面波，构建了线性阵列斜程上下行大气损耗、光强闪烁、波束扩展和指向误差四部分模型，分析了大气损耗、空间相干长度、接收端波束宽度和指向误差抖动方差上下行差异。而后根据四部分模型联合构建了线性阵列间独立不同分布的上下行信道整体模型，并计算了上下行相对均方误差（MSRE）及等增益合并（EGC）下的误比特率（BER）。仿真结果表明：上下行大气损耗相同，而相干长度、指向误差抖动方差和接收端波束宽度差异随间隔距离及波长呈单调性变化；上下行相对均方误差随间隔距离及波长呈非单调性变化；上行误比特率恒大于下行。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第09期 pp.0906004      

王洋   孟祥月   张磊   付跃刚   顾志远  

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为了满足手机市场对高像质的超广角镜头的需求，结合曲面传感器的发展现状，本文设计了一款基于同心透镜的1300万像素曲面像面超广角手机镜头。应用初级像差理论编程计算光学系统的初始结构，通过Zemax光学设计软件进行优化设计，得到符合设计参数要求的手机镜头。该镜头由四片同心透镜组成，焦距为3.3mm，F数为1.83，视场角为100°，总长5.18mm。最终设计结果，在223lp/mm处，0.7视场的MTF值均大于0.58，全视场的MTF值均大于0.50；在446lp/mm处，0.7视场的MTF值均大于0.30，全视场的MTF值均大于0.17。各个视场的弥散斑半径均小于2.3um。相对照度值在全视场内均大于0.65，该镜头成像质量良好。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1022001      

周凤麒   高恩多   张镇斌   刘志敏  

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采用时域有限差分法研究了基于不同宽度的双狭缝复合光栅光学传输特性。结果表明：相位共振劈裂现象可以通过调制狭缝宽度实现，而且可以实现在多个频率同时调制，所有模式都出现了明显尖锐的相位共振劈裂,其中一些劈裂谷底几乎趋近于0。另外，基于电磁场分布、F-P共振和相位共振机制对产生的机理进行了定性的描述和解释。其次，实现了光从两个狭缝中任意一个狭缝通过的可能，也可以选择劈裂低谷来实现禁带的设计。这些结果可以被用来设计光通道选择器，频率选择器、滤波器、光开关。相比较于传统的复合光栅，基于两个不同宽度狭缝的复合光栅具有结构简单、单一材料、容易实现、设计和分析等优势，而且能够同时在多频率实现相位共振并进行调制。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1024001      

王苗   杭超  

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研究了电磁感应透明条件下五能级M型原子体系中探测光脉冲的非线性传播。发现当探测光脉冲的脉宽较大时，探测光的色散效应可以忽略，脉冲内具有不同的偏振方向和不同边带的四个分量可以发生四波混频，相互交换能量；当探测光脉冲的脉宽较短时，探测光的色散效应必须考虑，四个分量可以形成一种全新的四分量超慢光孤子。此外，产生这种四分量超慢光孤子的输入功率为微瓦量级，远远低于光纤中产生矢量光孤子所需的输入能量。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1019001      

秦晓琼   方祖捷   应康   魏芳   王照勇   叶青   潘政清   蔡海文   瞿荣辉  

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设计了两种用于单纵模光纤激光器的窄线宽全光纤环滤波器，其由超低反光纤光栅和1个（或2个）２×２光纤耦合器构成。首先从理论上推导出两种滤波器的反射率表达式，并且对其反射率、窄线宽和群时延特性进行了详细地数值分析和实验验证。研究结果表明：由超低反光纤光栅和低分光比耦合器构成的单环滤波器具有高反射率、超窄线宽和高群时延特性，显示了良好的慢光效应；另外双环滤波器不仅保持了窄线宽良好特性，还因游标效应，共振幅度得到调制，具有相对单环结构更大的有效自由光谱范围（FSR）和边模抑制比（SMSR）以及不易跳模等特点。文章研究的光纤环形滤波器具有窄线宽、结构紧凑和低成本等优点，可用作光纤激光器的反射腔镜，进一步压窄激光器线宽，其中双环滤波器线宽更窄，模式更稳定。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006001      

李晓倩   高寿飞   汪滢莹   王璞  

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光子晶体光纤因具有设计自由、导光机制新颖的优势引起人们广泛的关注。相比于带隙型光子晶体光纤和Kagome光纤，空芯反谐振光纤由于具有结构简单、单模导光、传输谱宽且损耗低的性能，成为光纤光学领域的研究热点。在紫外/红外光传输、高功率激光传输、非线性光学及传感等领域都有很好的应用。但是其要真正得到广泛应用，必须要能和普通单模光纤简便、低损耗地熔接。通过引入一段实芯大模场光纤，研究了空芯反谐振光纤和普通单模光纤之间的熔接问题，将两者的熔接损耗由直接熔接的3 dB降至0.844 dB。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006002      

侯继达   熊聪   祁琼   刘素平   马骁宇  

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基于分离的非对称大光腔结构，本文对905 nm外延叠层三有源区大功率脉冲半导体激光器的外延结构进行优化设计。通过对近场光场模式、自由载流子吸收损耗、相邻发光区之间的距离以及掺杂浓度分布等关键参数的优化，提高了器件的峰值脉冲功率，降低内损耗和远场垂直发散角。所研制的1 mm腔长、100 μm条宽的三有源区大功率半导体激光器，在150 ns脉宽和6.67 kHz重复频率的条件下，实现了34.5 A脉冲电流驱动下122W的峰值脉冲功率输出。器件的斜率效率为3.54 W/A，单个发光区实现了折合91.75%的内量子效率和2.05 cm-1的内损耗，水平方向和垂直方向上的半峰高宽远场发散角分别为7.8° × 27.6°。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1014001      

贺小伟   孙怡   卫潇   卢笛   曹欣   侯榆青  

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由于具有广泛临床可用的放射性核素探针，切伦科夫荧光成像(Cerenkov Luminescence Imaging,CLI)成为近年来光学分子影像领域的研究热点。但是，放射性核素在衰变过程中产生大量高能射线会造成采集到的CLI图像存在大量脉冲噪声，严重影响基于CLI图像的定量分析和后序的三维重建等应用的研究。为了尽可能降低上述噪声，本文提出一种结合模糊局部信息C-均值聚类算法和整体变分模型的切伦科夫荧光图像去噪方法。数值仿真、物理仿体以及真实动物实验结果表明，本文提出的去噪方法与现阶段广泛使用的中值滤波方法相比，能够在有效去除噪声的同时保留切伦科夫荧光光源部位的形状细节。希望本文的研究能为CLI研究提供一个可行的数据预处理工具。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1017001      

王中昱   张连新   孙鹏飞   李建   尹承真  

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旋转扫掠是射流抛光中能获得较为理想的高斯型去除函数的一种加工方式，但是该方式中高斯型去除函数的生成过程以及工艺参数的优化选择缺乏相应的理论指导。为改变这一现状，提出了高斯型去除函数生成过程的数学建模分析方法。首先，基于环路积分的思路，建立了旋转扫掠生成去除函数的数学模型。随后，在此基础上明确了喷嘴高度为该模型中决定去除函数形貌的关键工艺参数，并验证了模型的正确性。最后，在该模型的指导下进一步探究了旋转扫掠生成高斯型去除函数的喷嘴高度范围以及相应高斯型去除函数的形貌变化规律，得到了当回转中心与定点斜入射去除函数最深点重合时所生成的去除函数为最接近理想高斯型的结论，对实际加工中工艺参数的优化具有理论指导意义。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1022002      

张佳斌   郭文平   夏珉   杨克成   李微  

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为了使船舶能够更加准确地入港和避免发生碰撞，本文提出了一种辅助船舶入港的LED导航系统。该系统用不同频率闪烁的三种颜色灯光将目标水域分区，使照射区域内的船舶通过灯光颜色和频率可以准确判定其位置和方向，进而辅助船舶快速准确地驶向目的地。为了实现该导航系统，本文设计了一种大功率LED的发射光学系统，其通过矩形集光器和线型菲涅尔透镜使LED出射光束为矩形。同时本文设计了控制光源闪烁的电路控制系统，其通过单片机、数模转换器和放大电路实现对光源闪烁频率的调制，并根据设计的系统制作出样机，在木兰湖进行了验证实验。实验现象证明了制作的光学系统样机与设计仿真结果相吻合，出射光束在水平方向发散角为6°。所设计的导航系统可以将目标水域利用颜色分区并对区域内船舶进行导航。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1022003      

孟瑜   苏雪梅   庞妍  

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本文提出了一种基于掺铒光纤动态光栅与光纤Bragg光栅的Fabry-Perot腔，它是由一个掺铒光纤动态光栅和一个光纤Bragg光栅构成。文章建立了二能级掺铒光纤动态光栅模型，根据半经典相互作用理论和传输矩阵理论，计算出掺铒光纤动态光栅以及该Fabry-Perot腔的透过率和反射率，并分析探测场拉比频率、掺铒光纤长度、光纤Bragg光栅的折射率调制深度以及Fabry-Perot腔的腔长等参数改变时对动态光栅和Fabry-Perot腔反射谱的影响。这种Fabry-Perot腔的一个重要性质是它的输出光谱可以通过调节探测场的拉比频率、探测场波长等参数进行动态调制。相比于由两个光纤Bragg光栅构成的Fabry-Perot腔，可调的系统比固定的系统更加灵活，并且能够克服Fabry-Perot腔两端的光纤Bragg光栅不对称的缺点（如不同的Bragg波长，折射率调制深度等），更有利于Fabry-Perot腔的模式选择。该光纤Fabry-Perot腔可以应用于光纤通信的光信号处理或光纤传感领域。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006003      

朱海荣   朱海   蔡鹏   王旺   李惟羽  

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初始的光学隐蔽深度模型是在海水光学性质均匀的条件下建立的，针对光学性质均匀水体假定条件下的光学隐蔽深度模型(OCD)缺乏普适性的缺点，基于海水中对比度传输方程，在垂向方向上把海水划分为多个光学性质相似的均匀层，并依此建立非均匀海水条件下光学隐蔽深度模型(OCD_LAYER)。计算并分析了观测天顶角、海水体衰减系数和潜器表面反射率对非均匀海水条件下水下光学隐蔽深度模型的影响。使用潜模和光学隐蔽深度测量系统在近岸完成模型的试验验证和效果分析。OCD模型的平均均方根误差1.28米，平均绝对误差1.25米，平均相对误差为51.12%，OCD_LAYER模型的平均均方根误差1.05米，平均绝对误差0.89米，平均相对误差为36.18%。试验结果表明，该文构建的模型具有更高的准确性，误差更低，结果更加可靠。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1001003      

方敬   滕树云   牛四杰   李登旺  

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通过分析临床医学图像中光学相干断层成像的相干斑噪声模型，提出一种基于局部分组主成分分析的光学相干断层图像降斑算法。根据相干图像的统计特征，利用同态滤波将乘性噪声转换为加性噪声。将训练集中的待处理像素及其邻域表示成子块向量，利用块相似性度量对子块进行分组表示后用于主成分分析。为有效抑制相干图像中病灶的噪声干扰，将该算法执行两次。实验表明，提出的算法获得了较高的峰值信噪比和结构相似性指数，图像质量得到了极大提升。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1017002      

史卫朝   郑建明   李言   李旭波   安倩楠  

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针对双向反射分布函数（BRDF）绝对测量过程中易受测量角范围限制，造成BRDF描述材料表面反射特性存在局限性的问题。提出了一种基于同轴光显微成像的加工表面BRDF测量方法，采用激光共聚焦显微镜获得了不同粗糙度样块表面的BRDF测量值。测量结果表明，样块表面BRDF会随着粗糙度及微观形貌不同而变化，该测量方法能够获得不同微面元的BRDF测量值。建立了BRDF参数模型，采用遗传算法对测量数据进行处理确定了最优模型参数，将模型计算结果与测量结果进行了误差分析，最大相对均方根误为9.97%。结果表明，建立的BRDF模型具有可行性，能准确地描述加工表面反射信息。研究结果将为显微成像条件下加工表面的三维重构奠定基础。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1029001      

程竹明   曾捷   常晨   宋雪刚   梁大开  

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冲击定位可以为结构冲击损伤提供准确的位置信息。针对光纤布拉格光栅传感器(FBG)存在解调频率低、需要样本训练的不足,本文提出一种利用光纤Sagnac传感技术实现结构冲击定位的方法。基于此方法的传感系统主要由宽带光源、光纤Sagnac干涉仪、光探测器以及数据采集与处理单元构成。当粘贴在结构表面的传感探头受到冲击应力波作用，Sagnac干涉仪相位受到调制，从而导致光强发生变化，并通过光探测器转换为电压信号输出。传感系统采样的时域信号首先经过小波降噪和去直流干扰处理，再利用Db4小波包进行能量特征提取与信号重构，从而获取应力波到达各传感器的时间，进而利用时差法进行冲击定位。为了对传感系统与算法进行验证，本文对长度为100cm的钢管结构进行了35次低速冲击实验，结果表明该方法可以有效地识别冲击位置，最大定位误差和最大均方根误差分别为0.65cm和0.36cm。研究结果为结构冲击定位提供了一种新的可靠方法。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006004      

杨东   李建玉   徐文清   魏合理   徐青山  

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数值模拟显示在太阳光前向5°小角范围内，不同视场信号比值变化对卷云的光学厚度和有效尺度敏感。研发了一种基于图像跟踪、自动快速变视场的太阳光度计(VFOVSP)，可快速测量窄视场到宽视场太阳的透射辐射，为地基测量卷云提供了一个新的技术手段。介绍了仪器的系统组成与测量原理。选择了大气窗口波段，Langley法标定后与POMO2光度计进行了对比，表明仪器测量精度可靠性。在不同的多云天气下，实验结果表明不同视场信号比值的变化与云的种类有关，为反演卷云的光学特性提供了可能。该仪器弥补了传统太阳光度计在有云天气下实时性、单一视场的探测的不足，能够实现在能够更好的满足实际科研需求。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1012001      

马红强   马时平   许悦雷   朱明明   吕超   辛鹏  

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针对栈式稀疏去噪自编码器在图像去噪上训练难度大、收敛速度慢和普适性差等问题，本文提出了一种基于栈式修正降噪自编码器的自适应图像去噪模型。该模型采用线性修正单元作为网络激活函数，并使用批归一化算法对网络中间层输入数据进行归一化处理；与以往图像降噪模型不同，本文通过训练来学习含噪图像和噪声之间的映射关系。为克服新模型不能有效处理不同种类噪声的问题，首先对其进行多通道并行训练，然后充分利用网络挖掘出的潜在数据特征集计算出最优通道权重，最后通过训练权重权重预测模型预测出各通道最优权重，从而实现自适应图像去噪。实验结果表明，所提方法不仅在收敛效果上好于栈式稀疏去噪自编码器，而且能够自适应处理未参与训练的噪声，具有更好地普适性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1010001      

芦瑞琪   任韧   郭亚如   薛丹丹   赵中霞  

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本文提出了一种双电子自旋与量子化的纳米机械谐振子之间的强耦合方案。我们以氮空位色心为例，其中双电子自旋可视为一种量子比特，由微波场驱动自旋，振动产生耦合，进而自旋与谐振子可以达到耦合。在大失谐的条件下，其耦合强度可通过改变微波场的频率和失谐度进行调节，可达到上千赫兹。其中，电子自旋与纳米机械振子相互耦合的哈密顿量可由Jaynes-Cummings (JC)模型描述，耦合强度达到100KHZ以上。通过纳米机械谐振子与自旋的强耦合作用，可以实现对双电子自旋的量子操作，观察谐振子的光谱不会改变自旋的状态，同时在操纵频率移动时可以制备双自旋的纠缠态。这种模型的建立会预测以及证明一些量子光学现象，同时为量子信息的传输和量子信息处理提供一定的理论支撑。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1027001      

王晓东   耿国华   易黄建   何雪磊   贺小伟  

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在面向精准医疗的分子影像领域，荧光分子断层成像（FMT）是当前的研究热点之一。由于FMT逆问题严重的病态性，背景荧光噪声会对重建结果产生巨大的负面影响。在深入研究基于有限元的FMT重建方法基础上，本文提出利用低秩矩阵填充技术克服背景荧光的方法。该方法将不同激发节点形成的外表面观测组成一个有元素缺失的观测矩阵，并利用低秩矩阵填充算法恢复该矩阵的缺失元素，同时抑制观测矩阵含有的背景荧光噪声。本文利用去噪后的观测矩阵建立了新的FMT逆问题模型，并利用其对荧光目标进行重建。单荧光和双荧光目标重建实验表明，基于去噪后FMT逆问题模型的重建结果获得了显著的改善。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1017003      

贺小伟   王潇   张海波   易黄建   侯榆青  

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有限投影荧光分子断层成像（FMT）通过较短的数据采集时间，可在动物体内快速重建出荧光目标的三维分布。然而，由于较少的投影数据使有限投影FMT具有严重的病态性。为了降低FMT重建的病态性并提高重建速度，考虑到FMT中光源稀疏分布的特性，本文提出一种结合平滑l0范数和可行区域的有限投影FMT重建方法，采用一种基于平滑l0范数的FMT重建算法，该算法利用一个连续函数去逼近l0范数，实现快速求解，同时结合可行区域作为有效的先验信息，从而提高重建精度。数字鼠模型重建结果表明，在3、6和9个激发点下，重建图像的位置误差都小于1mm，重建时间缩短，3个激发点下的重建时间为8s。物理实验的重建结果进一步表明了该方法在实际FMT重建上的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0907001      

陈玮冬   白如雪   林海枫   张莉珍   林州斌   张戈  

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本论文实验研究了具有单斜独居石结构的钒酸镧(m-LaVO4)晶体的室温拉曼光谱，首次报道了基于单斜钒酸镧(m-LaVO4)晶体作为拉曼增益介质的主动调Q内腔式脉冲拉曼激光器。受激拉曼变频实验以波长为808 nm的光纤耦合半导体激光器(LD)作为泵浦激发光源，Nd:YAG晶体为产生基频激光的增益介质，融石英声光调Q器为主动调Q元件，采用紧凑的法布里珀罗两镜平凹谐振腔有效地产生波长为1170.9 nm的一阶斯托克斯脉冲激光。当注入泵浦功率为6.51 W，脉冲重复频率为30 kHz时，实验产生最高的一阶斯托克斯脉冲激光平均功率为767 mW，相应的脉冲宽度为13.8 ns，单脉冲能量为25.6 μJ，峰值功率为1.85 kW。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0901003      

吉照宇   邓宇翔   张祖兴  

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本文提出和研究了一种可调谐多波长布里渊随机光纤激光器，激光器具有半开腔结构，一端利用3 dB耦合器构成全反端，另一端利用单模光纤中随机分布的瑞利散射作为反射，经掺铒光纤放大器放大后的布里渊泵浦光在单模光纤中形成级联的高阶受激布里渊散射，实现多波长布里渊随机激光产生。实验结果表明，当布里渊泵浦波长为1530 nm时，从该激光器获得了最多7个斯托克斯波长的随机激光输出。还通过改变布里渊泵浦功率及掺铒光纤泵浦激光功率，研究了其大小对多波长随机激光输出的影响。此外，通过改变布里渊泵浦激光波长，实现了多波长布里渊随机激光在50 nm（1515 nm~1565 nm）范围内调谐。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0901002      

张忠亚   沈百飞  

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本文采用3D Particle-In-Cell（PIC）数值模拟方法，研究高品质高能质子束经由脉冲电流螺线管传输并聚焦于远端的情况。模拟结果表明，初始时刻中心能量为250 MeV，能散度为10 %，空间发散角小于15 mrad的质子束，通过长度760 mm，中心磁感应强度为10.87 T的通电螺线管，可以被聚焦于距离质子源约2.5 m的远端，焦斑横截面直径约为1.2 mm，小于模拟初始时刻的1.8 mm，质子数目的损失小于3%。利用通电螺线管来传输和调控高能质子束流的方案是可行的，该方案可用于优化质子束流品质，促进激光驱动质子加速在癌症治疗等对质子束单能性和发散角要求较高的领域得到早日应用。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0905001      

刘晔   董子豪   秦琰琰   毛庆和  

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本文利用激光诱导液面自组装法制备金纳米棒光纤SERS探针，探讨制备过程中激光诱导功率和诱导时间等对探针灵敏度的影响。将优化条件下（70mW，7min）制备的光纤SERS探针与便携式拉曼光谱仪联用，实现福美双、甲基对硫磷两种农药残留的高灵敏度检测，检测灵敏度分别达到10-7M、5×10-7M；且探针具有良好的SERS检测重复性，相对标准方差RSD<6%。该激光诱导液面自组装法具有操作简单、成本低廉、探针制备时间短等优点，能够实现高灵敏度光纤SERS探针的重复、批量制备；优化制备的光纤SERS探针在多种农药残留检测应用中展现出良好的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804009      

张璐   向阳  

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光栅横向剪切干涉仪可以实现超高精度的光刻镜头系统波像差检测，为了实现超高精度的绝对检测，必须消除来自干涉仪的系统误差。本文针对光栅横向剪切干涉仪研究了旋转绝对检测的方法，并用36项泽尼克多项式标定出剪切装置的系统误差非对称项。实验分析表明，将面形检测的绝对算法应用在检测镜头系统波像差上，干涉仪在系统误差消除后可以达到相对理想的检测精度。本实验数据的重复性可以达到1.4nm的RMS。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804008      

李金伦   崔少辉   张振伟   倪海桥   牛智川  

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采用分子束外延技术制备了基于共振隧穿二极管的探测器样品，为提高探测响应度，探测器采用蝶形天线增强，并以0.2 THz入射频率为参考对天线结构进行了设计。测试采用输出功率为20 mW的太赫兹源，室温下在有无太赫兹波辐照时分别进行I-V测试，峰值电压1.398 V。对比最大电流值之差，计算得到探测器响应度20 mA/W，噪声等效功率15 nW/Hz0.5，并通过测量探测器对不同角度入射的太赫兹波响应，验证了天线对太赫兹电场的增强作用。实验为基于共振隧穿效应实现太赫兹波探测提供了新思路，并为片上太赫兹集成器件的研究奠定基础。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0814002      

雷耀   刘诚   程北   张雪洁   刘志刚  

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提出了基于强度传输方程（TIE）的光学元件激光损伤应力检测方法，通过采集损伤点区域的三幅聚焦位置附近的强度图像，直接计算出损伤点所产生的应力双折射相位分布，并在此基础上实现了对激光损伤应力的定量检测。相比较于其他相位测量技术，TIE方法在恢复的相位结果中不会出现幅度为 的相位跃变,而且由于可以采用非相干光照明，其具有光路结构简单、操作方便和测量速度快等优势，适用于光学元件损伤的快速检测。对石英玻璃在二氧化碳激光器作用下所产生的系列损伤点进行了实际验证测量，测量结果完全符合理论预期。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0904002      

王剑南   刘杰涛   李伟   孙雪莹   郭成飞   邵晓鹏  

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基于光学传输矩阵实现透过散射介质进行聚焦和成像是近年来光学领域的热点研究问题。为了测量得到散射介质的光学传输矩阵，并利用其传输矩阵研究散射介质的特殊性质，首先结合三步相移测量方法，进行了测量磨砂玻璃的光学传输矩阵的实验，分析了哈达玛基和笛卡尔基下的光学传输矩阵的特征值分布特点。然后，基于笛卡尔基下的光学传输矩阵以及相位共轭的思想，实现了透过散射介质的单点聚焦和多点聚焦，验证了散射介质的聚焦点可控特性。此外，还研究了相机处于不同位置时透过散射介质的聚焦性质，测量了光学系统的焦深，基于聚焦点可控性质以及光学系统焦深，验证了已知光学传输矩阵的磨砂玻璃的类透镜性质。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804007      

董守增   陈晓龙   赵翔   谢可迪   何兵   漆云凤   周军（大）   张建华  

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针对高功率光纤激光器在空间等特殊环境下无水冷却的热管理要求，设计并研制了一种基于相变材料冷却的高功率光纤包层光滤除器。采用正十八烷作为相变材料吸收包层光滤除器的产热，利用Ansys的Fluent模块仿真分析相变材料的相变过程及滤除器温度分布特性，实验上采用316 ml纯度为99%的正十八烷对200 W级滤除器进行热管理，在室温为25.6 ℃，滤除的包层光为206 W的情况下，该滤除器可稳定安全工作360 s，实验和仿真结果基本吻合。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0906001      

刘小溪   王学锋   王军龙   朱占达   郑也   李磐  

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实验研究了两路光纤激光器外腔反馈型光谱组束，采用透射式衍射光栅作为组束元件，实现了1060nm波长激光与1080nm波长激光的光谱组束输出。输出光束组束方向光束质量为1.328，非组束方向光束质量为1.257，输出功率为57.3W，光-光效率为91.7%。采用该组束方案可以降低单路激光器线宽的要求，同时验证了多路激光进行组束的可行性，通过增加组束光束个数可以进一步提高组束输出功率。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801009      

樊燚   林兆祥   程学武   詹伟强  

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脉冲激光谱型是大气风温探测激光雷达的重要参数之一，由于激光的重复频率通常几十赫兹(重复周期几十毫秒)，而脉冲激光宽度仅为几个纳秒，因此脉冲激光的线宽测量比连续光激光困难得多。本文构造一套基于法布里-珀罗干涉仪（FPI）、窄脉冲信号门积分平均器、模数采样器等的激光脉冲谱型测量系统，并完成钠层风温激光雷达脉冲激光线宽的测量。测量出脉冲染料激光器(PDA)的输出线宽约为123MHz，与国外测量结果120MHz基本一致。脉冲激光谱型的精确测量，为激光雷达风温反演提供科学有效数据。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804006      

李寒霜   李博   王淑荣  

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为了考察光电倍增管的性能，以满足空间遥感仪器在轨应用需求。利用氘灯、真空紫外单色仪、光电倍增管等构建了一套基于标准真空光电管的量子效率定标系统，依据光电倍增管的阴极量子效率测量原理，将光电倍增管改造成无电子束倍增的光电管，实现由标准真空光电管到光电管R2078的标准传递，并在此基础上，国内首次实现了150-300 nm紫外-真空紫外波段光电管量子效率直接测量。测量结果表明，光电管R2078由于其融石英窗口材料，使其在155 nm处透过率最小，获取的量子效率最小；在紫外波长230 nm处量子效率最大。并对测量结果进行不确定分析与估计，总的合成不确定度为3.4%。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804005      

周艳宗   王冲   魏天问   上官明佳   夏海云  

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针对相干激光雷达远场回波信号信噪比低，提取困难的问题，提出了脉冲编码技术，以改善系统信噪比，增大雷达探测距离。研究了相干激光雷达系统中Golay码的编码和解码原理，理论分析了采用脉冲编码技术对系统信噪比的提升。基于大气分层模型仿真生成了相干激光雷达时域回波信号。基于Golay码解码原理得到了脉冲编码系统的风速结果，仿真结果表明，时间分辨率为1s，距离分辨率为60m的情况下，使用Golay编码脉冲作为相干激光雷达的探测脉冲，在0~5.3km范围，风速误差小于3m/s。在相同的测量时间内，相比于传统脉冲相干激光雷达，探测距离提高了2.5km，提高了远场弱信号的信噪比。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0810004      

程佳静   庞拂飞   朱姗   张小贝   王廷云  

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本文提出了一种基于纳米膜涂覆的外包层腐蚀双包层光纤（DCF）复合结构传感器。该结构可以通过调控腐蚀时间和纳米膜涂覆厚度改变传感器的耦合模式、谐振波长、最佳折射率传感区间等传感器参数。理论分析了DCF外包层厚度减小情况下，DCF模式耦合特性以及折射率传感灵敏度的变化情况。实验中通过在外包层直径为59 μm的DCF上涂覆2000层的Al2O3纳米膜，实现了在1.336~1.356折射率范围内1200 nm/RIU的灵敏度，这是未经腐蚀和涂覆DCF的24倍。该传感器具有灵敏度高、一致性好、耦合模式可控、传感器参数可定制化等优点，有望在生物医学和化学检测等领域实现极大的应用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0810003      

王小林   陶汝茂   杨保来   史尘   张汉伟   周朴   许晓军  

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研究了掺镱全光纤振荡器中的模式不稳定效应（TMI）与受激拉曼散射（SRS）之间的关系。实验发现，在纤芯直径为20μm的单端泵浦1.5kW级全光纤振荡器中，当SRS达到一定阈值时，TMI突然出现，激光器输出功率突然下降，减少的输出功率由包层光滤出器件倾泻到谐振腔外。实验发现SRS光谱增强、输出功率下降与包层光滤出器温度上升存在一定的关联；通过缩短光纤长度抑制SRS，可以将单端泵浦振荡器的模式不稳定阈值提升到大于2kW以上；同时对纤芯直径为25μm的双端泵浦振荡器进行研究，同样通过抑制SRS提升了TMI阈值，获得了大于5kW的激光功率输出。实验结果初步验证了在非线性较强的情况下，SRS是导致TMI的原因，通过抑制SRS可以提升TMI阈值。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801008      

杨松   郝强   曾和平  

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实验采用共振增强式非线性折射率调制技术实现了非线性放大环形镜锁模掺镱全保偏光纤激光器重复频率的精确锁定。通过在激光器非线性环内加入一个能提供线性相移的非互易性元件，有效减小了锁模脉冲的泵浦阈值。进一步优化激光器的锁模泵浦功率和控制光纤非线性折射率的泵浦功率，激光器直接输出的最短脉冲为590 fs，重复频率为20.48 MHz，重复频率峰-峰值的波动范围小于0.4 mHz，相应的标准偏差为0.1 mHz。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801007      

刘西洋   孙凤莲   王君宇  

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以自保护药芯焊丝（OCr13Ni4MoN）为研究对象，借助高速摄像采集了激光-电弧复合热源堆焊的熔滴和电弧图像，利用汉诺威电弧分析仪记录了电弧的电信号，研究了自保护药芯焊丝激光-电弧复合热源堆焊的熔滴过渡行为。研究结果表明：激光的加入明显地减小了自保护药芯焊丝电弧斑点漂移概率，稳定了电弧，拉伸了电弧空间，改变了熔滴受力状态，使熔滴过渡行为发生改变。复合热源堆焊参数的选择，对自保护药芯焊丝的熔滴过渡影响显著。激光光斑直径的大小，决定了激光功率密度和作用范围，本试验条件下，光斑直径为2 mm时，有利于熔滴过渡和提高堆焊过程的稳定性。光丝的前后位置决定了激光对电弧的吸引方向，激光前置比激光后置时更有利于熔滴过渡和电弧稳定性的提高。光丝夹角决定了电磁收缩力的方向，光丝间距决定了激光能量的作用位置和热源耦合效果，本试验条件下，光丝夹角为30 °，光丝间距为+4 mm时，促进了熔滴过渡，稳定了堆焊电弧，改善了焊道金属表面铺展性。小光丝间距时，激光功率改变了焊丝端头熔化状态，当激光功率为4 kW时有利于熔滴过渡，熔滴过渡形式由排斥过度变为爆炸过渡。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802007      

胡海   仇伯仓   何晋国   汪卫敏   赵楚中   刘文斌   邝朗醒   白雪  

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本论文描述了设计与制作的高性能976 nm波长、宽条大功率半导体激光芯片。我们采用对非对称宽波导外延结构设计并采用金属有机化学气相外延技术生长了低损耗、高效率的外延材料。制备了190 μm发光区域宽度、4 mm腔长、波长976 nm的半导体激光芯片，封装为chip-on-submount器件。测试表明，封装后器件在室温下阈值电流为1.05 A，斜率效率为1.12 W/A，最高电光转换效率接近69%。在40℃、19.5 W功率输出时电光转换效率仍然达到60%。9个器件在40℃温度和15A电流下老化了4740小时,无器件失效，而且老化前和老化后的腔面光学灾变功率均超过41 W（受限于测试设备的最大电流），证明该976 nm激光芯片具极高的稳定性和可靠性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801006      

杨尚   宋艳洁   李隆普   宗楠   薄勇   沈建平   韦玮   彭钦军   许祖彦  

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本文对低温下885 nm泵浦Nd:YAG晶体946 nm准三能级激光性能进行了研究。将激光上下能级波尔兹曼分布分数f1、f2作为温度的函数引入激光速率方程，定性地分析了低温下的小信号增益和激光阈值的变化规律。利用搭建的低温冷却系统，研究了在不同晶体温度下946 nm激光的输出性能，在210 K时获得了最大165 mW的激光输出，斜效率36%，相比于常温下斜效率提高了71%。观察到并分析了低温下1061 nm增益增强的现象。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801005      

缪涛   郑继红   王康妮   刘悠嵘   黄新荣   朱天赟  

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本文利用了柱面波与平面波干涉形成一种二维全息聚合物分散液晶（H-PDLC）变间距光栅。为了使聚合物与液晶分离的更加彻底，实验采用曝光强度为16mW∕cm^2的532nm的激光，并且两次曝光时间为2s/60s，通过将样品二次曝光旋转60°形成二维六角晶格H-PDLC变间距光栅。本文分别研究了光栅的理论周期变化范围、衍射特性、电控特性以及影响光栅周期变化的参数分析。我们测得在半径为6mm的圆形范围内，光栅的周期变化区间为1.804μm至2.281μm，并且与理论计算得到结果基本一致。在没有加载电压的情况下，一级衍射效率达到18.3%，当加载电压达到90V时，中心透射效率由15.6%增加至73%。该光栅具有变周期和电控特性，所以在衍射光学具有潜在的应用价值，例如用于染料掺杂的2D H-PDLC光栅的可调谐多波长有机激光器的研究。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0809001      

姚建华   刘克元   叶正挺   方铮   张群莉   杨高林  

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通过激光重熔实现合金的非晶化是选区激光熔化制备非晶合金的基础。本文采用额定功率为500W的光纤激光器对晶态Ti47Cu38Zr7.5Fe2.5Sn2Si1Ag2的合金基体进行激光重熔实验，研究了不同工艺对激光重熔时熔池的形貌以及熔池晶化的影响。实验结果表明，单道激光重熔的熔池内容易获得非晶组织，并且随着扫描速度的降低熔池的形貌逐渐从球冠状向漏斗状转变。搭接重熔中，扫描宽度较大时，重熔区内有熔道搭接造成的热影响区晶化带，扫描宽度较小时，重熔区内基本为非晶态。这是由于扫描长度较小时热累积效应显著，熔池展宽和扫描宽度接近。在面扫描的过程中由于热累积，匙孔效应更加的突出，熔池的熔深显著增加，同时在熔池的底部会有少量的气孔。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802006      

赵楚韩   张洪明   宋健  

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随着室内定位服务需求的增长，室内定位技术成为当下的研究热点。为了实现低成本，低复杂度以及高精度的室内定位系统，本文提出了基于指纹的室内可见光定位方法。该方法利用可见光发光二极管（LED）作为信号源，根据接收到的可见光信号强度信息，结合三角定位算法和指纹定位算法，实现室内高精度定位。定位过程主要分为两步：第一步，通过三角定位算法确定移动目标粗略的位置范围；第二步，以该位置范围作为限制条件，使用指纹定位算法实现更精确定位。实验结果表明，该方法与传统的基于可见光信号强度的定位方法相比，平均定位精度提高了64.71%；同时，与传统的基于指纹的定位方法相比，可以在更低复杂度的情况下，实现更高精度定位。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0806002      

檀兵   黄敏   朱启兵   郭亚   张宏阳  

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激光诱导击穿光谱中通常含有丰富的元素特征谱峰，谱峰的准确识别是利用激光诱导击穿光谱技术进行元素定性、定量分析的前提和基础。论文针对传统谱峰元素识别方法准确率偏低、可靠性不足的缺点，提出了一种元素谱峰自动识别的新方法。该方法首先利用Voigt函数对实验光谱进行拟合，以克服谱峰重叠和噪声干扰；提取拟合谱峰的中心波长、光强、半高宽和谱峰质心作为谱峰特征参数向量；并将待识别光谱的谱峰特征参数向量与NIST标准谱线数据库中的元素谱线进行相似性分析，从而实现谱峰元素的自动识别。论文分别利用NIST标准数据库和茶叶样品LIBS光谱数据进行了实验研究，验证了该方法在LIBS谱峰元素识别上的有效性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0811002      

王琦   高春峰   聂晓明   周健   魏国   龙兴武  

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在陆用组合导航领域，激光多普勒测速仪能够为捷联惯导系统提供载车速度。为了抑制车辆颠簸及倾角变化对一维激光多普勒测速仪的影响，本文设计了二维激光多普勒测速仪。针对其使用过程中的误差参数，提出了差分GPS辅助的Kalman滤波标定方法并设计了车载组合导航实验验证该方法的有效性。补偿后的二维激光多普勒测速仪与陀螺数据航迹推算的最大水平位置误差与最大高度误差分别为5.5m和0.36m。实验结果表明，本文提出的标定方法是有效的，补偿后的二维激光多普勒测速仪能够大大提高导航水平定位精度，且能够给出高精度高度信息。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804004      

刘铁诚   张力   孙静   钟羽武   王中阳   郭新军   阮昊  

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大数据时代，超分辨光存储技术拥有广阔的应用前景。本文通过开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱及开孔Z扫描等探究二芳基乙烯的光学记录特性及参数，得到其非线性吸收系数为：3.46×10-13（m/W），双光子吸收转化阈值功率密度为：107.36GW/cm2，荧光淬灭阈值功率密度为：2.89 GW/cm2。结果表明二芳基乙烯具有光诱导-光抑制、非线性吸收以及荧光淬灭等特性，是优异的超分辨光存储备选材料，并基于测试参数，理论计算其在超分辨光存储中的分辨率。结果显示分辨率可以达到60.0nm，可实现λ/12的信息记录。在此基础上设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨光存储信息记录和读出方法。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0903001      

宋思雨   李中梁   高云华   余俊杰   南楠   王瑄   袁春晓   王向朝  

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微针经皮给药结合了注射和经皮给药两者的优势，可提高大分子药物的经皮吸收量，对皮肤几乎无损害，具有良好的发展前景。然而，此技术仍处于发展阶段，需要利用成像手段对微针刺入皮肤的深度、药物颗粒的吸收/释放行为等进行研究。本文搭建了一套扫频光学相干层析成像系统，利用圆环达曼光栅产生贝塞尔光束照射样品，在保证高横向分辨率的同时延长焦深，实测系统的横向分辨率为3.85μm，有效焦深为1.68mm，满足微针经皮给药的成像要求。利用该系统对溶解微针刺入皮肤前后进行成像，能够清晰看到微针的边缘、刺入深度和在皮肤上留下的微通道，并观察到了微针在皮肤内的溶解过程。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0807001      

卜凡涛   鲁云开   李民康   周常河  

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衍射光栅在各行各业有着广泛的应用，这就要求光栅必须具有很好的质量。在制作大尺寸光栅的各种方法中，激光直写具有明显优势，本课题组采用并行激光直写技术制作出尺寸100×100mm，线数为1780每毫米的光栅。首先对光栅进行理论分析，并找出正弦形光栅在效率最高时的槽深，用激光直写的方法制作出光栅，最后镀上一层金膜。本文主要对光栅的制作介绍和效率作测量，并预估光栅的均匀性。 测量得到16×16数据点，并分为4×5区域，对每一个小区域测量出效率值，用软件处理数据并给出效率分布图，其效率大部分都在90%左右，与理论值接近，而且效率分布很均匀，由此证明本课题组提出的并行激光直写方法可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0904001      

余洋   赵南京   孟德硕   马明俊   兰智高  

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为了提高土壤重金属激光诱导击穿光谱（LIBS）特征谱线的信背比（SBR）、稳定性并降低元素检测限，研究了土壤LIBS连续背景辐射以及Fe、Pb、Ca、Mg等4种元素特征分立谱线的偏振特性，对比分析了有、无偏振条件下元素特征谱线的相对标准偏差（RSD）、信背比与检测限。结果表明： Fe（404.581 nm）、Pb（405.78 nm）、Ca（422.67 nm）和Mg（518.361 nm）元素的特征谱线及其相应连续背景辐射的偏振度分别为0.27、0.17、0.25、0.23和0.70、0.64、0.69、0.67。偏振分辨LIBS技术使得4条特征谱线Fe（404.581 nm）、Pb（405.78 nm）、Ca（422.67 nm）和Mg（518.361 nm）的RSD分别降低了3.28％、2.2％、3.24％和1.34％。偏振分辨LIBS有效抑制了连续背景辐射，4种元素特征谱线的SBR分别提高了5.59、5.67、5.30、7.35倍。有、无偏振条件下，Pb元素的检测限分别为17.4 g.g-1和39.4 g.g-1，有偏振条件下的检测限降为无偏振时的0.44。以上研究结果为进一步提升土壤重金属的LIBS定量分析能力提供了数据支撑。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0811001      

孙佳钰   于天彪   赵雨   杨林   关闯  

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目前传统加工具有悬臂结构的薄壁件面临着巨大挑战，但是激光熔覆技术能够有效解决这一难题。本文通过建立周向倾斜薄壁圆环模型，得到了周向偏移量和倾斜角之间的关系；通过优选周向偏移角，基于激光熔覆（激光近净成形）技术获得了结构稳定，高度、宽度误差都较小的周向悬臂薄壁圆环。初选满足熔覆要求的样本3，其偏移角为0.5度，倾斜角为18.05度，较优的（周向偏移量，Z轴提成量）参数组合为（0.11，0.224）。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802004      

李奇思   梁庭   雷程   李旺旺   林立娜   杨娇燕   熊继军  

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本文使用355nm全固态紫外激光对硼硅玻璃进行直写刻蚀实验，采用单一变量法探究了激光能量密度、重复频率、扫描速度、扫描间距、扫描次数对刻蚀结果的影响。研究表明，能量密度过大或在有效刻蚀阈值附近时易引发严重的崩边裂损现象；等离子体屏蔽效应随能量密度增大而增强导致刻蚀深度下降；随着重复频率的降低，通道边缘碎裂现象逐渐减轻，刻蚀深度增大；缩短扫描间距可有效改善沟道底面的平整度；刻蚀深度随扫描次数的增加而增大，但同时沟道锥度也逐渐增加。基于实验结果分析得出较优加工参数，实现了宽度为84.76μm,刻蚀深度达178.3μm，底面较平整，有轻微崩边，沟道垂直度可达89.58°的L型微通道的直写刻蚀。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802003      

陈燕青   高炳攀   林炎章   居学尉   王杰   王向峰  

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本文基于时域有限差分法（FDTD），对金属线栅结构的太赫兹偏振特性进行了仿真分析，研究了占空比和金属层的厚度对偏振特性的影响,发现随厚度增加在0.1-10THz范围内出现的周期性高透射现象,这一现象或许可以用于制备可调多通太赫兹滤波器。基于飞秒激光微加工技术制备了周期性金属线栅太赫兹偏振片，并利用时域太赫兹光谱系统进行实验测试，实验结果与仿真结果相吻合，偏振片的消光比在40-45dB范围内，偏振度为1，显示了良好的偏振特性。这种加工技术具有流程简洁、制备快速的特点，可广泛应用于其它太赫兹器件的制备。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802005      

方玉亮   金振宇   刘忠   李正刚  

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大气湍流严重干扰地基天文观测和空间目标观测。随着多层共轭自适应光学(MCAO)等技术的发展，可以有效的改善湍流大气的干扰。为了MCAO的设计和性能优化，需要对址点的大气湍流轮廓线进行测量。目前湍流轮廓线测量方法有很多种，其中PML、S-DIMM+等基于面源目标像的相对运动方差或协方差统计反演的方法，具有分层分辨率高、测量精度高等优点。反演的线性方程组经过离散化获得，离散化误差导致观测视场不能太大，以PML为例，只能达到100角秒左右。较小的视场使方程数目受限，导致湍流轮廓线反演结果受运动方差或协方差测量误差的影响。本文以PML方法为研究实例，提出了分层积分系数矩阵方法，该方法明显改善了离散化误差，大幅提高了观测视场范围，降低协方差误差对测量结果的影响，提高了湍流轮廓线反演精度。数值模拟结果表明，分层积分系数矩阵PML方法，其视场可达到400角秒，测量误差也大幅度降低。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804003      

余皓   刘秉琦   鲁军   胡文刚   李刚   张帅  

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在设计三通道非成像氧气吸收被动测距系统过程中，确定各通道光电倍增管的绝对光谱响应度，对确保系统测距精度具有重要意义。为了克服光电倍增管灵敏度高易饱和而导致的单色光功率测量困难，提出一种光电倍增管绝对光谱响应度测量方法。利用积分球与可调狭缝构建通量可调的系统光源，利用响应度已知的标准探测器测量单色光源辐射功率，设计测量系统并对三根滨松H10722-01型光电倍增管模块进行了绝对光谱响应度测量。同时，为了检验该测量方法的有效性，在外场条件下开展了近程被动测距实验，将测量得到的光电倍增管绝对光谱响应度，作为三通道被动测距系统各通道的光谱响应度参数，在60m和100m距离上测距误差分别为6.17%和8.5%，实验结果证明了该绝对光谱响应度测量方法的有效性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804002      

杨野   邬融   孙明营   田玉婷   邵平   夏兰  

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为适应高功率激光系统的紧凑空间需求，本文将远近光场耦合方案应用于高功率激光准直技术中，自行设计并搭建出灵敏的小型准直光学系统。提出完备的测试方案，实施并验证了该方案的可行性，获得近场测量灵敏度为7.04 μm/pixel，远场测量灵敏度为18.14 ″/pixel，并得到远场变化对近场影响，用以优化光束校准。相比于传统近远场分离的准直系统，本方案在保证足够成像质量和分辨率的条件下，大幅缩减了光路和器件数量，同时远近光场相互影响和校准的反馈处理更便捷。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0805001      

信纪军   方超   杨武雄   王善林   戴文华   卫靖   吴杰峰   宋云涛  

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对IC10镍基单晶高温合金进行了激光焊工艺研究，分析了不同焊接速度下对接头焊缝成形、横截面形貌以及显微组织的影响。结果表明，随着焊接速度的降低，焊缝表面和背面宽度增加。焊缝横截面呈典型的“酒杯”状。焊缝主要为表层少量的细晶区以及胞状晶和柱状晶组成。不同焊接速度下，焊缝中均存在焊接裂纹，且沿着晶界进行扩展。接头中晶粒的生长方向趋于一致，从而增加了焊接接头的裂纹敏感性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802002      

王强龙   胡曙阳   王云新   杨旭东  

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光纤四分之一波片是光纤电流传感系统中的关键器件，本文提出并实现了一种新的四分之一波片制作方法。该方法将两段长度近似相等的高双折射光纤以轴间夹角90°进行熔接，然后拉伸其中一段光纤，使得它们的相位差为π/2从而制成四分之一波片。调节时，将正交熔接的光纤接入到3 dB耦合器构成高双折射光纤环镜，实时检测环镜的透过率以确定相位差。推导了检测系统的透过率公式，详细分析了调节过程中透过率曲线的变化规律，并根据透过率及透过率曲线的斜率来确定相位差。搭建了调节系统，验证了该方法的可行性。该方法具有准确度高、调节方便等优点。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0806001      

舒强   李成钰   林宏奂   黄志华   王波鹏   刘玙   李泽标   郭超   唐选   赵鹏飞   王建军   景峰  

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光纤激光在工业加工领域有着重要的应用，然而加工过程中工件表面反射激光对光纤激光器的可靠性提出了挑战，如何获得抗反射的高功率高光束质量光纤激光器是目前的难点。本文提出了一种新结构光纤激光器，通过采用振荡放大一体化结构，有效抑制了反射激光对光纤激光器稳定性的影响，在输出高功率同时还能保持高的光束质量。实验搭建该光纤激光器系统，实现了大于2kW输出，泵浦光和输出光之间的转换效率为81.6%，光束质量M2因子优于1.4。采用高反射金属材料验证考核了该激光器的抗反射性能，激光器在满功率输出下，能够长时间稳定工作。该光纤激光器在工业加工领域有着广泛的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801004      

刘其蒙   黄俊   王克鸿   周琦  

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基于响应面法设计方法，进行离体皮肤组织脉冲激光焊接工艺试验，获得组织切口的抗张强度和峰值温度数据，在单因子试验的基础上，以激光功率、光斑移动速度、激光频率作为三个影响因子，建立多元非线性数学回归模型，通过方差分析和回归分析得出该回归模型的 R2分别如下：切口抗张强度0.9131，切口峰值温度0.9985。模型分析结果表明，激光功率、光斑移动速度和激光频率三个因素的主效应和交互作用对切口性能有着很大的影响，其中对切口抗张强度影响最大的主效应是激光功率，交互效应是激光功率与光斑移动速度；对切口峰值温度影响最大的主效应是激光功率，交互效应是激光功率与光斑移动速度、激光功率与激光频率、光斑移动速度与激光频率。最后依据回归模型得出了最优激光工艺参数组合，试验验证表明，回归模型预测响应值与试验结果相吻合，且切口强度满足要求。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0807002      

刘继平   吴向尧  

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本文用平面波展开法研究了含点缺陷正方结构二维函数光子晶体的带隙结构、缺陷模式和缺陷模式的本征场分布。本文取介质柱的介电常数函数形式为，即介质柱折射率是空间位置的分布函数，其可通过电光效应和Kerr效应来实现，参数和的大小可通过改变对介质柱施加电场、光场的强度来改变。改变点缺陷介质柱的参数或的大小，我们发现通过调节二维函数光子晶体点缺陷介质柱参数和的大小，能够实现在不更换光子晶体介质柱的情况下，实现带隙结构、带隙位置、缺陷模式以及缺陷模式的本征场分布可调，该结论将为光学器件的设计提供重要的理论依据和新的设计方法。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0803001      

黎威   张永佳  

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针对?-OTDR传感系统中后向瑞利散射光非常微弱，从根源上影响了系统信噪比的缺点，设计了一种基于弱光栅阵列的增强 振动传感系统，在用于传感的光纤线路中融合了光纤光栅阵列，将反射率相对较大的弱光纤光栅反射信号代替?-OTDR系统中的瑞利散射信号，利用相邻弱光纤光栅反射信号之间干涉信号的强度变化来判断光纤线路上的振动事件并采用时分复用技术对振动点进行精确定位。实验结果表明该系统比?-OTDR系统在面向振动信号的检测与解调方面更为简便，同时亦能够覆盖整条光纤从而实现分布式测量，能够解调出频率范围为10 Hz-500 Hz的任意振动信号，应用于周界安防领域具有较强的实际意义与应用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0810001      

胡勇   王梁   李珏辉   张群莉   姚建华   Volodymyr Kovalenko  

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为减少熔覆层中气孔缺陷，采用在熔覆过程中同时耦合稳态磁场和稳态电场形成定向洛伦兹力的方法，增强激光熔覆熔池的排气能力。基于多物理场耦合原理及网格变形法，建立了定向洛伦兹力作用下的熔池模型。采用离散元法模拟熔池内的气泡运动，同时考虑气泡所受流体拖曳力、浮力以及外加洛伦兹力的作用。仿真及实验结果均表明，在相同熔覆工艺条件下，附加电流密度5×106 A/m2, 磁场强度0.6 T, 洛伦兹力向上时，熔池最高流速被抑制62.5%，流体对气泡拖曳能力降低，同时气泡运动方向发生向下偏转，熔覆层中气孔数量明显增多；洛伦兹力向下时，熔池最高流速被抑制25%，但气泡向上“浮力”增大，加速气泡从熔池中逸出，得到无气孔的致密熔覆层。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802001      

刘秋菊   王建磊   刘晶   李磊   陈汝风   施翔春  

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本文对大口径有源反射镜片状Nd:LuAG陶瓷激光增益介质在高功率二极管泵浦条件下的热效应及其引入的波前畸变进行了分析。片状Nd:LuAG陶瓷尺寸为Φ64mm×6mm，泵浦峰值功率为58.5KW，泵浦光斑大小为32mm×35mm，在激光光束入射角度为15°条件下进行仿真分析。仿真结果显示在泵浦状态时片状Nd:LuAG陶瓷的最高温度为55.6℃；在水平方向和垂直方向引入的负焦距分别为FH =-65.78m和FV =-77.28m；模拟放大后激光波前畸变峰谷值dpv=4.33λ（λ=1064nm），主要波前畸变为离焦量导致的像散。在此基础上搭建了相应的实验装置，测得泵浦状态下Nd:LuAG陶瓷的温度分布及引入的激光光束波前畸变。模拟分析数据与实验数据相吻合。通过模拟计算和实验分析为片状Nd:LuAG陶瓷激光放大系统的泵浦均匀性及激光光束质量控制等提供了重要的参考依据。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801002      

黄培   甘泽彪   李文启   於亮红   郭震   曹鹤   王建业   梁晓燕   李儒新  

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我们自行研制了一套能量输出稳定、光斑分布均匀、时域近方波形的四路钕玻璃泵浦源系统。系统能够输出基频能量4×180J@1053nm，倍频能量4×80J@526.5nm。主要结构包括四部分：前端种子源，再生放大器，钕玻璃棒放链，KDP倍频晶体。本系统采利用偏振片实现垂直偏振的两路基频光合束，经过第二类相位匹配KDP晶体进行倍频，获得了共线且同偏振的526.5nm倍频光，实现了用于150mm口径钛宝石放大器的结构紧凑的双脉冲泵浦源。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801001      

陈勇   程亚男   刘焕淋  

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利用FBG构建大型传感网络时，在相同带宽条件下，为了提高传感器的数量，尽可能多的写入光纤光栅，将导致部分光谱发生重叠，使FBG中心波长识别困难、解调精度降低。对此，本文提出一种改进粒子群优化算法以提高中心波长的识别精度。结合光谱形状复用技术构建重叠光谱模型，并搭建温度实验系统来获取重叠光谱信号;对粒子群算法中的权重因子和学习因子进行了改进，并对重叠光谱模型参数进行优化。仿真与实验结果表明，本文算法与并将其与6种优化算法进行对比，具有收敛速度快、运行时间短、波长识别精度高的特点，且波长解调误差均小于1pm，验证了算法的有效性和可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0710003      

施展   丁孟   陈迪俊   王迪   魏芳   张茜   李璇   蔡海文  

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相移光纤光栅是在光纤光栅的反射带内打开一个窄带透射峰，因此可以作为光纤在线窄带滤波器，在光纤激光器的领域发挥了重要作用。将相移光纤光栅插入到基于SOA的光纤环形激光器中，可以作为腔内滤波器选出单纵模。本文提出了一种基于SOA的光纤环形激光器，在一定范围内可以实现激光的单频输出，同时在这种激光器中发现了的一种新的脉冲不稳定现象。文章通过对比实验表明，产生这种现象是由相移光纤光栅的光热效应所导致的。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0701005      

赵存峰   毕德仓   姜丽媛   竹孝鹏   杜娟   李文冬   陈卫标  

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本文研究了光学鉴频器的精密温控方法及其对鉴频光学谱线，鉴频误差的影响。设计了双层温控结构及电路,采用三线制等长接法、双路电流源方向切换等减小引线电阻影响、消除了两路电流源失配。研究了基于FPGA的模拟和数字混合温度控制方法，通过不同温度设置点的控制实验表明温控精度达到0.0062℃，测量误差为0.0036℃。用单频紫外激光测试了该温控精度对光学鉴频器的谱线移动、透过率的影响边界，在该控制精度下的透过率谱线平移0.11MHz，造成速度测量误差0.0195m/s。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0704008      

薛祖钢   陈朋   田优梅   潘章豪   赵浙明   王训四   张培晴   戴世勋   聂秋华  

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随着红外光纤制备技术的不断发展，低损耗、高非线性且结构完美的红外硫系光纤不断涌现；本论文采用了传统的熔融淬冷法和动态蒸馏纯化工艺制备了As40Se58Te2和As40Se60两种玻璃样品；基于两次挤压法制备了完美芯包阶跃结构的硫系光纤预制棒；在聚合物的保护下拉制出了损耗较低的阶跃型单模硫系玻璃光纤。结果表明：蒸馏纯化工艺可有效去除硫系玻璃中大部分杂质；2%摩尔百分比的Se被Te替换可有效实现小数值孔径并达到单模传输条件；采用截断法对单模硫系光纤进行了损耗测试，其最低损耗为1.66 dB/m (6.06μm)，工作波段为2.5—12μm；以光参量放大器（OPA）为泵浦源获得了覆盖1.5—13.2μm（40 dB带宽）的超连续谱输出，光纤有较好的中远红外传输性能和极高的光学非线性性能。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0706004      

倪辰旖   张长东   刘婷婷   廖文和  

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针对激光选区熔化（selective laser melting，SLM）成形过程中易于发生翘曲变形的问题，本文建立热源-局部-结构件三级递进模型，以生死单元法模拟SLM成形中层层叠加的过程，并逐层施加固有应变，得到宏观结构件SLM成形的变形趋势预测结果。将仿真结果与实际成形件进行对比，结果表明固有应变有限元法能够有效预测SLM成形试件的变形量，为宏观结构件的变形预测提供了参考方法。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0702004      

丁腾   王雪辉   王关德   钱静   王何宁   娄孔昱   王玉莹   赵全忠  

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超短脉冲激光可以直接对玻璃进行焊接，不需要在两片玻璃之间添加吸收介质，不需要对材料进行热处理，应用前景广阔。本文利用飞秒激光热累积效应成功实现了石英玻璃之间的焊接，研究了激光重频和激光功率对玻璃焊接质量的影响。石英玻璃焊接区由三部分构成，包括顶部的圆形空腔，中部的熔融区域，底部线形损伤结构，石英玻璃的焊接强度是三部分结构共同作用的结果。实验表明：在保持激光重复频率为500 kHz时，熔融区面积随着激光功率的增大而增大，但是焊接强度出现了先增后减的趋势；在保持激光功率为4.14 W时，熔融区面积和焊接强度随激光重复频率增长而减小。此外，本文还实现了铝硅酸盐玻璃之间和钠钙玻璃之间的焊接，对不同成分玻璃的焊接端面形貌进行了对比。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0701007      

严颖   江少恩   易涛   易有根   丁永坤  

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在内爆物理实验中，多组激光脉冲在不同时刻与靶相互作用，产生若干瞬态物理过程。准确诊断这些激光与靶作用产生的瞬态过程之间时序关系，对于成功获取实验状态相关参数非常重要。本文提出了一种基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断方法，利用激光与金属靶相互作用时会产生强烈的电磁脉冲辐 射，可获得不同激光与靶作用过程的时序关系，为判断和控制不同激光-靶作用过程之间的时序提供重要依据。神光III主机大型激光装置上的实验测试表明，基于电磁辐射的内爆物理实验时序诊断方法可以准确确定预脉冲激光、主脉冲激光以及背光激光等与腔靶和平面背光靶之间作用的时序关系。该方法具有操作简单，测量精度高的优点，对于精确把握激光与靶相互作用过程的时间关系，提升实验精度有着重要意义。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0704007      

闫利   魏峰  

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以三维点云或模型表达的单体化建筑信息是目前城市规划、市政管理、数字城市建设等多个应用领域的关键信息要素。利用航空影像密集匹配点云，提出了一种针对复杂建筑区域的建筑物快速单体提取方法。在对点云进行滤波处理及水平点云提取和聚类基础上，将点云面域投影至二维平面格网化并结合立面信息及面域几何特征将非屋顶面的点云面域滤除，进一步基于栅格图像计算点云面域之间的拓扑关系得到各建筑单体的点云覆盖范围，最后实现建筑单体点云的提取。实验结果表明，本方法对建筑单体点云提取的召回率和查准率平均值分别为92.6%和89.9%，说明本方法能够有效支撑复杂区域的建筑物单体提取。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0710004      

蒋锐   贺炎亮   张小科   蔡瑶   刘俊敏   陈书青   李瑛   范滇元  

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超表面在柱矢量光（Cylindrical Vector Beam, CVB）产生方面具有效率高、器件精巧等优势，被广泛用于柱矢量光产生及相关应用。但是这种方法却有一个比较大的缺点：由于超表面的结构是固定的，因此生成的CVB的阶数是不可调的。本文在1550nm波段实验证明了一种通过模式的加减操作来高效调控CVB偏振阶数的方法。通过将两块超表面级联在一起，实现了CVB偏振阶数的减法运算，之后在这两块超表面之间插入一块半波片，通过反转CVB偏振阶数，实现了CVB偏振阶数的加法运算。最终实现了在-8到8范围内以2为步长的CVB偏振阶数调控操作，实验结果与琼斯矩阵的计算结果完全吻合。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0705001      

杨武雄   信纪军   方超   戴文华   卫靖   吴杰峰   宋云涛  

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采用超窄间隙激光焊接技术对100mm厚的SUS304不锈钢进行了焊接试验，并对接头的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明：超窄间隙激光焊接方法不仅可实现百毫米级及以上板厚的有效连接，而且获得成形良好，无气孔、裂纹、未熔合等缺陷的焊缝。接头的显微组织为奥氏体相和少量铁素体相组成，组织形貌主要由熔合线附近的胞状晶和焊缝中心区域细小的等轴晶组成。接头拉伸强度为658MPa，达到母材强度的94.3%。拉伸断裂位于熔合线附近胞状晶区，断裂形式为典型的延性断裂，断口形貌特征表现为细小均匀的韧窝和撕裂棱，并可在韧窝内发现纳米级氧化物增强颗粒。接头组织中等轴晶区的显微硬度值明显高于胞状晶区。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0702005      

杜娟   孙延光   陈迪俊   黄敏捷   杨中国   刘继桥   朱韧   侯霞   陈卫标  

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传统1064nm稳频固体激光器虽然能达到很高的频率稳定度和不确定度，但体积比较庞大，系统设计比较复杂。而对于一些激光频率稳定度要求不高的实际应用，如高光谱分辨气溶胶探测激光雷达，系统简单与缩小体积成为更关注的因素。建立了一套小型化的1064nm稳频激光器，该系统结构紧凑。通过高稳定的波长计进行监测，测量激光器10000s时间的阿伦偏差小于0.1MHz精度。该稳频激光器系统已被用作高光谱分辨气溶胶探测激光雷达单频脉冲源的种子激光器。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0701006      

王金梅   郑慧娟   郑培超   谭癸宁  

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为提高激光诱导击穿光谱技术(Laser-induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) 对中药材检测的灵敏度，搭建了正交再加热双脉冲激光诱导击穿光谱实验装置。以中药材黄连样品为研究对象，用特征谱线Fe I (358.16 nm)、Al I (396.15 nm)、 Ca II (393.37 nm)、CN (388.34 nm)的光谱强度和信背比来评估光谱特性，优化了探测延时，两束激光能量值及脉冲间隔等实验条件。获得最佳主脉冲激光能量是E1=15 mJ，再加热激光能量是E2=35 mJ，最佳探测延时和脉冲间隔分别为1.5 μs和4.4 μs，与单脉冲LIBS技术对比，再加热DP-LIBS技术对四条特征谱线(Fe、Al、 Ca 、CN)的光谱增强倍数分别为4.0、 5.5、10.0 和 3.5。对比分析了等离子体电子激发温度和电子密度以及随时间的演化特性，发现再加热DP-LIBS等离子体的电子激发温度和电子密度均比单脉冲有所提高。结果表明，再加热DP-LIBS可以有效提高LIBS的光谱强度，为再加热双脉冲LIBS用于中药材定量分析提供了依据。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0702006      

郑震   查冰婷   张合  

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为了解决目前目标识别方法的应用平台难以实现小体积、低成本的问题，利用线扫描完成激光引信的探测成像，得到了DHGF算法的样本矩阵，建立了基于激光线扫描成像引信的四元评价算法对于典型目标的目标识别模型，该模型使用德尔菲法确定目标轮廓相似度指标集；采用层次分析法确定指标权重分配；运用灰色理论确定评价灰类，得到单因素模糊评判矩阵；通过模糊数学理论得出目标识别的评价结果。该算法克服了在小样本数据的情况下，目标识别过程中的模糊性、不确定性等问题。完成了对典型目标的实例仿真，仿真结果表明该算法具备对典型目标的识别能力。研究可为激光扫描成像引信目标识别提供参考。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0704004      

陈考铭   杨春勇   吴庭明   倪文军   王润雨   侯金   陈少平  

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在阴影遮挡等非视距应用场景中，可见光通信系统的性能受限于严重的光功率衰减影响。本文基于仿生复眼的工作原理设计一种球面仿生复眼微透镜组和复合抛物面聚光器耦合的光学接收天线。通过利用TRACEPRO分析球面仿生复眼非成像特性，发现当探测面面积一定时，随着邻子眼光轴夹角减小，能量收集比率逐步提高，当邻子眼光轴夹角小于局部最优值时，能量收集比率达90%以上，接近最优。光轴夹角的局部最优值大小与探测器面积呈正相关。复眼大视场特性随邻子眼光轴夹角的增大而逐步丧失，最终趋近于单透镜特性。对于可见光通信非视距链路的应用，可获得天线增益达56.45，视场角大于90°。利用MATLAB对室内信道的数值分析，证明仿生复眼多级耦合光学天线在阴影遮挡严重的场景下依旧能保持较高的馈入光功率，与普通的单透镜天线相比，平均功率提高20dBm，表明本文设计的光学天线具有大视场和高增益特性，可有效提高室内可见光通信系统的抗阴影遮挡性能。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0704005      

刘金   王薇茜   程序   汤海波  

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本文对比分析了激光增材制造和锻造制备的Ti60A高温钛合金在600~800℃下氧化行为，探究了不同氧化温度对其增重及显微硬度影响规律。结果表明，合金表面氧化产物主要由TiO2和Al2O3 构成，氧化层的生成是氧向基体内扩散，Al和Ti元素向外扩散共同作用导致；相同实验条件下，沉积态合金氧化增重明显小于锻态，且试样表面氧化层更薄、更致密，氧元素扩散深度更窄，表现出较好的高温抗氧化性能。这是由于锻态合金晶粒尺寸较小，易于氧元素扩散的晶界数量多，且合金中α相含量较沉积态合金多，有利于固溶更多的氧元素，导致锻态合金抗氧化性能低于沉积态合金。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0702007      

戴晓琴   石全举   赵宇   许永波   雷剑波   周圣丰  

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在Ti-6Al-4V（TC4）基材表面激光熔化沉积Ni-20Cr和TC4粉末，原位合成NiTi基金属间化合物涂层，研究了其微结构特征、显微硬度和电化学腐蚀性能。结果表明，涂层主要由NiTi、Ni3Ti、NiTi2和Ni4Ti3等金属间化合物组成；激光熔化沉积的快速冷却极易形成细晶强化、固溶有过饱和Al与Cr的固溶强化、高硬度金属间化合物形成的第二相强化，使涂层显微硬度达到800HV0.2，相对于TC4基材提高了约1.3倍。但是，在3.5%NaCl溶液中进行电化学腐蚀性能测试时，涂层表面生成不均匀钝化膜，导致钝化膜对氯离子吸收程度不同而发生大量点蚀，其耐蚀性能与TC4基材相比略有下降。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0702008      

王彦华   秦林   任欢   王军民  

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随着物理精密测量技术的发展，激光器频率稳定性和线宽的需求指标不断提升，改善激光器声音响应特性，消除环境振动、声音扰动对激光器频率的干扰成为重要问题。对于输出频率易受环境干扰的光栅外腔反馈半导体激光器，通过优化系统动态特性，利用光栅和电流两通道反馈，偏振光谱无调制稳频系统的谐振频率可扩展到155kHz，大大抑制了低频随机干扰引起的激光频率波动，此时可将在频率120Hz处的激光器频率起伏抑制到开环时的1/13570。利用偏振光谱，还可以测量原子跃迁中心频率附近小范围内激光频率的起伏。通过直接测量不同频率声致振动激励下激光器的响应特性，可对比研究激光器隔音机壳的隔音效果。实验表明，对于不同频率的声音激励，隔音后激光器的声音响应存在91倍的差异。这可为机械结构和隔音系统的设计提供实验依据，并有望成为声音精密测量的基础。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0701004      

李威   刘伟民   周黎明   程凌浩   关柏鸥  

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本文提出并设计了一种基于正交光相干接收的光载波上下边带信号分离技术，可用于布里渊分布式光纤传感系统中，实现对斯托克斯光和反斯托克光的无损伤分离。该技术采用正交光相干接收技术，保留了光场的相位信息，因此可以使光载波的上下边带在不同的输出端口处于相干叠加或者相干抵消的状态，从而实现上下边带的分离。理论分析和实验结果表明，该技术能够将光载波的上下边带分别从两个端口输出，且输出信号功率与输入信号功率保持线性关系，具有很好的线性度。分离之后的上边带光信号和下边带光信号之间的串扰小于-20 dB。相较于通常使用的光学滤波器的方法，该技术没有温度敏感器件，因此具有很好的稳定性和可靠性

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第7期 pp.0706003      

谢敏   戴晓琴   赵淑珍   许永波   石全举   雷剑波   周圣丰