吴鹏   倪敬书   洪海鸥   李晓静   姚蓓   郑浩然   花昌义   王霞   张元志   张洋   王贻坤   董美丽  

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皮肤胆固醇可作为评价动脉粥样硬化的重要指标之一，现有的研究主要基于实验室活检分析，缺少快速、无创检测技术和装备。针对以皮肤胆固醇为评价指标的动脉粥样硬化早期快速筛查需求，研究了基于荧光光谱法的皮肤胆固醇快速无创检测方法，研发了一种皮肤胆固醇无创检测系统。为提高测量的准确性和稳定性，系统对温度引起的检测试剂荧光效率的波动进行了修正，结合气相色谱法对测量结果的准确性进行验证，并通过检测正常人群和动脉粥样硬化高风险人群的皮肤胆固醇含量，明确系统的临床应用价值。结果表明，462~520nm的平均荧光强度与温度的相关系数r=-0.995（p<0.0001），可据此建立温度校准曲线对温度差异引起的荧光波动进行修正。校正后系统测量的皮肤胆固醇与气相色谱测量值的相关性显著，相关系数r=0.905(p<0.0001)。在动脉粥样硬化高风险人群的筛查实验中，动脉粥样硬化高风险人群和正常人群的皮肤胆固醇检测结果具有显著差异（P=0.0004）。与现有技术相比，基于荧光光谱法的皮肤胆固醇检测技术具有测量快速、无创等优势，为大规模开展动脉粥样硬化的早期风险筛查提供了先进技术手段。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第03期 pp.0307001      

陆卫   顾有林   方佳节   胡以华   丁婉莹   王新宇   陈曦  

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基于弹道粒子-团簇模型，模拟多分散生物凝聚粒子模型，利用离散偶极子近似方法，计算不同孔隙率、不同原始颗粒数量、不同粒径分布方式多分散生物凝聚粒子模型的消光系数，分析孔隙率、颗粒数和粒径分布对凝聚粒子消光特性的影响。结果表明，多分散生物凝聚粒子的消光系数随孔隙率的增大而减小；凝聚粒子包含的原始颗粒数量越多，粒径分布的均值越大，消光系数越大；粒径分布的方差对消光系数没有明显的影响。研究结果为全面理解生物凝聚粒子的消光性能提供参考，为生物消光材料的制备提供参考，通过改变生物凝聚粒子的孔隙率，原始颗粒数量和粒径分布方式来提高生物材料的消光性能。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第04期 pp.0401008      

黄翔东   Biyao Wang   刘琨  

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在实际光纤周界安防系统中，既要求判断入侵事件类别，又要求对各类事件发生的可能性做全面评估。对此提出一种基于ARMA建模与Sigmoid概率拟合的入侵事件识别方法。在判断入侵事件类别方面，将光纤振动信号的ARMA建模系数与信号自身过零率相结合而构造出特征向量，并将其馈入支持向量机，实现对攀爬、敲击、晃动、剪切、脚踢和撞击六种常见的入侵动作的识别；在评估各类事件的发生可能性方面，引入Sigmoid模型对训练模式的SVM各输出值做参数拟合，进而将测试样本的SVM值代入各自Sigmoid模型即可完成。现场实验表明：该方法对六类常见入侵事件的平均识别率达到87.14%，且可提供各类事件的发生概率参考值，因而具有较高实际价值。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1006004      

易倩   钟浩宇   刘龙   刘文龙   易兵  

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车轮廓形动态检测时线激光传感器只能安装在轨道旁作业，无法保证线激光测量平面与车轮表面交线通过车轮轮心，导致采集到的大量车轮廓形数据产生仿射变形，难以用传统迭代最近邻方法（ICP）准确匹配来保证测量精确性与鲁棒性。本文提出一种基于感兴趣域的加权尺度迭代最近邻算法(ROI-RSICP)，实现存在仿射畸变的磨耗车轮廓形精确测量。首先，根据车轮廓形磨耗特征和大量车轮磨耗数据，采用PointNet深度学习网络，将采集的车轮廓形点集分成磨耗感兴趣区域（ROI）和非磨耗两部分；然后，通过对磨耗ROI和非磨耗区域赋予不同权重值，提出ROI-RSICP方法，实现仿射畸变磨耗车轮廓形与标准廓形的精确配准；最后，通过豪斯多夫距离算法实现车轮磨耗可视化。实验对比了ICP算法、Scaling ICP算法、ROI-RSICP算法以及第四种检查器的测量结果，验证了本文算法对仿射畸变磨耗车轮廓形动态检测的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第11期 pp.1104006      

常京新   王双喜   杨元维   高贤君  

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提出了一种针对高分辨率遥感影像中分类法提取的建筑物轮廓不规则问题而设计的逐级优化规整建筑物轮廓的方法。根据分类验证思想提取的建筑物初始结果，首先提取建筑物初始轮廓进行多边形拟合，并获取与建筑物轴线倾斜程度相一致的最佳拟合外接矩形，然后将建筑物轮廓线段与最佳拟合外接矩形边界进行等分并比较两者之间的单向Hausdorff距离，对距离较小且满足替换条件的轮廓线段等分点利用对应的最佳拟合外接矩形边界等分点进行替换，实现轮廓初步规整优化；接着利用Shi-Tomasi算法对建筑物局部无法规整的复杂轮廓区域进行特征角点提取、匹配、排序与剔除，进一步对边缘特征点进行有序连接与重构实现轮廓深度优化，最终提高边缘表达准确度和提取精度。通过对多幅遥感影像进行实验对比分析，结果表明本文方法不仅适用于不同分类方法提取的建筑物结果的轮廓优化，有效提高建筑物轮廓的边缘表达精度，而且相比于轮廓优化参照方法，逐级优化能更准确地适应复杂建筑物轮廓的细节变化，优化精度整体较优，使建筑物边缘准确性、规整程度得到有效改善，能更真实准确地反映建筑物的真实形状。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1010002      

王晨   周游   鲁棋   徐天柱   刘世杰  

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为了抑制环境振动引入的测量误差，实现对球面光学元件面形的动态检测，提出了一种基于微偏振片阵列的反射式针孔点衍射干涉仪。该干涉系统使用短相干激光光源获得两束相干光，调节偏振光的光强比使干涉条纹对比度可调，利用集成微偏振片阵列的CCD相机采集单帧图像就可获得4幅移相干涉图，从而实现动态检测。使用该检测装置和ZYGO干涉仪测量同一凹面镜样品，两种方法得到的面形结果吻合较好，验证了新技术测量结果的准确性。在实验测量平台上外加电动机产生振动条件对抗振特性进行了验证，当振动速度低于16 μm·s-1时，都能得到较准确的面形测量结果，表明该系统具有较高的抗振性能，为偏振移相动态检测的环境振动要求提供了一定的参考。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1004003      

臧益鹏   许振宇   夏晖晖   黄安   何亚柏   阚瑞峰  

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在吸收光谱燃烧流场诊断中，吸收分子谱线参数的准确性直接影响流场参数测量的精度。本文对燃烧诊断研究中主要探针水汽分子的吸收谱线参数进行高精度校准。实验利用波长为1469nm的近红外半导体激光器作为光源，采用高灵敏的免标定波长调制技术，结合自行搭建的实验室高温测量系统，获得了900-1500K 温度范围内所选谱线的调制吸收光谱。利用非线性最小二乘L-M拟合算法对H2O吸收光谱进行拟合，精确获得了所选谱线6807.83cm-1和6808.04cm-1的线强、自展宽系数和温度依赖系数，对比HITRAN/HITEMP数据库相应光谱参数，线强的相对偏差为3.91%与-5.40%，自展宽系数的相对偏差为3.01%与-6.49%，温度依赖系数为0.5213与0.4567，其中线强的实验结果不确定度为1.05%与1.96%。文章提出的免标定波长调制光谱参数标定法在高温光谱测量中具有检测灵敏度高、光谱信噪比较好等优点，有利于提高光谱参数校准的精度，将为燃烧流场参数的精确反演奠定谱线基础。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1011001      

赵国辉   李国扬   唐顺兴   姜有恩   汪小超   范薇   李学春  

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惯性约束聚变(ICF)装置通常由多束激光组成，打靶物理效果与激光脉冲同步精度控制高度相关,因此精确测量不同束激光脉冲的时间延时非常有意义。为此本文提出针对高功率激光装置的高精度光路时延测量新方案，可实现1皮秒级的时延测量精度。本文采用光强度调制鉴相方案,使用直接数字频率合成器(DDS)和激光驱动器产生频率稳定的调制激光，注入待测光路，在待测光路后进行光电转换、放大，另外引入参考本振信号作为混频器相位参考信号，利用混频器测量待测光路信号与参考本振信号的相位差，从而获得光路延时信息。主要特点如下，首先，提出了在本振信号链路三段移相的差分式检测方法，优化鉴相点，提高测量精度。第二，在单段采用短时两相位点测量模式，可有效地降低光源功率波动、光路中光强波动、光电探测及放大电路增益波动、温度变化导致相位差漂移等带来的测量误差。第三，在每个相位点多次测量采样，根据测量的平均值计算相位差，推导时间差。本文详细分析了测量电压和被测时延之间的函数关系，分析了影响测量精度的因素，构建验证系统，完成了实验验证。实验结果表明：方案可以在4纳秒内的时延的测量精度达1皮秒，可大幅提升现有高功率激光装置的同步测量精度。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1004002      

杨竣淇   王照勇   蔡海文   叶青   叶蕾   卢斌   唐飞   谢振斌  

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大遗址、古墓葬群等大范围重点区域面临地下盗掘等非法行为的安全威胁，而且地下盗掘隐蔽性强、不易被察觉，常规手段难以充分发挥作用。分布式光纤声传感技术可以实时获取光纤沿线的扰动信息，具有灵敏度高、监测距离长、定位精度高、布设方便等独特优势，有望实现大遗址、古墓葬群的分布式全天候盗掘监测与安全防范。近期，本团队率先将这项技术应用于三星堆遗址三号坑的盗掘监测中，通过现场测试初步验证了技术可行性。我们相信，这一技术将在大规模文物防盗掘工作中发挥重要作用，成为一项不可或缺的补充手段。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第07期 pp.0716001      

王震   谢文青   豆奥举   华有杰   叶仁广   蔡沐之   徐时清   张军杰  

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本文采用高温熔融法制备了Tm3+离子单掺杂及Ho3+/Yb3+共掺杂的碲锗酸盐玻璃，并研究了其在2μm波段的发光性能。在808nm激光二极管泵浦下，在Tm3+单掺杂的碲锗酸盐玻璃中获得了1.81μm波长的发光，荧光半高宽达211nm，发射截面为6.32×10-21cm2。在980 nm激光二极管泵浦下，在Ho3+/Yb3+共掺杂的碲锗酸盐玻璃中获得了2.03μm波长的发光，其中最大半高宽为170 nm，发射截面为3.2×10-21cm2。研究表明，稀土离子掺杂的碲锗玻璃不仅具有优良的物化性能，而且具有优良的中红外2μm发光性能，在中红外激光玻璃光纤材料领域具有潜在的应用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1003004      

宋力   顿爱欢   王哲   吴伦哲   彭冰   徐学科  

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大气等离子体抛光(Atmospheric Pressure Plasma Processing,APPP)作为一种非接触式化学刻蚀加工方法，具有效率高、成本低、精度高等优点，可以作为碳化硅（Silicon Carbide，SiC）加工的一种有效手段。本文基于APPP气体放电理论和尖端电场畸变效应，分析电极结构对等离子体放电稳定性和去除函数的影响，理论推导了APPP加工SiC的最优电极尖端半径，并通过实验验证了上述结论。在最优电极的基础上，系统分析了不同加工参数下APPP刻蚀SiC的去除函数特性。通过优化电极结构和工艺参数，对直径?50mm，初始面形误差峰谷值PV(Peak-to-Value)为475.846nm，均方根RMS(Root-Mean-Square)为124.771nm的无压烧结碳化硅（Pressureless Sintered Silicon Carbide,S-SiC）进行加工。加工21分钟后，S-SiC工件PV值降低至103.510nm，RMS值降低至12.148nm，RMS收敛率达90.26％。实验结果显示，APPP加工SiC比大多数传统加工方法效率更高。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1002002      

袁丽   孔德明   张晓丹   孔令富   焦慧慧   王立彬   孔德翰  

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乳化溢油是溢油进入海域之后与海水相互作用产生的一种溢油污染形态。尝试从荧光光谱的角度出发，以柴油和煤油为实验对象，开展轻质油乳化物荧光特性变化规律的实验研究。结果表明：轻质油的乳化，会经历不同阶段，随油水比分布的不断变化，将对激光照射发射荧光光谱产生不同的影响。不同阶段的光谱曲线对比分析得出：乳化过程存在荧光峰数目增多，荧光峰位偏移，谱峰的比值改变，峰值有增有减等一系列光谱变化特征。这些变化的特征构成轻质油乳化的荧光特性变化规律。该规律可为实际乳化溢油的探测识别和状态评估提供一定依据。由于轻质油组分的差异，相同荧光特性变化趋势下的变化程度会有不同，想要实现乳化溢油的精准监测，后续还需结合具体油种考虑。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1011003      

杨宝   缪培贤   史彦超   冯 浩   张金海   崔敬忠   刘志栋  

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报道了时序控制的抽运-检测型铷原子磁力仪中二能级磁共振物理过程的经典理论和实验研究。该原子磁力仪的工作原理是线偏振光通过处于外磁场环境中被极化的原子介质后，由于铷原子对线偏振光中左、右圆偏成分不同的吸收，导致光的偏振方向会产生与磁场相关的转动。理论上采用二能级磁共振经典物理图像描述射频场与原子作用的物理过程，采用旋转坐标系推导了相关表达式，并在实验室坐标系中给出原子磁力仪输出信号的表达式，指出铷原子磁力仪的输出信号与原子磁矩在探测光方向上的投影矢量有关，并通过实验研究验证了理论分析结果。本文的研究内容有助于人们加深对磁共振经典物理图像的理解，同时理解时序控制的抽运-检测型铷原子磁力仪的工作原理和参数设置。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1012001      

陈振宜   王锦添   陈娜   刘书朋   王廷云  

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为了研究羟基磷灰石(HAP)纳米颗粒与硒化镉量子点(CdSe QD)的共轭物(HAP-QD)作为生物纳米温度探针的可能性，本文将CdSe QD与HAP纳米颗粒进行化学偶联得到HAP-QD共轭物，并进一步研究了HAP-QD荧光谱的温度特性。通过化学共价偶联法将CdSe QD与HAP进行共价偶联时，首先，需要使用硅烷偶联剂KH550对HAP表面作氨基修饰。然后，在偶联活化剂的作用下将表面修饰有羧基的CdSe QD与表面修饰有氨基的HAP进行共价偶联得到HAP-QD共轭物。最后，在298~318 K(25~45 ℃)细胞生理温度范围内的不同温度下测得CdSe QD和HAP-QD的荧光谱，实验结果表明，HAP-QD的荧光谱峰位随着温度升高出现红移且具有良好的线性关系，因此，HAP-QD可以作为一种纳米尺度荧光温度探针。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1006002      

黄尧   赵南京   孟德硕   左兆陆   程钊   陈宇男   陈晓伟  

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多环芳烃是一类有毒害的持久性有机污染物，我国土壤中多环芳烃污染形势严峻，实现土壤中多环芳烃组分的快速识别对环境质量评估和污染治理具有重要意义。采用荧光分光光度计直接获取了土壤中多环芳烃的三维荧光光谱，并利用非平滑非负矩阵分解对其进行解析，结果表明：非负矩阵分解能够从混叠光谱中提取出单一多环芳烃的荧光光谱信号。在随机初始值下，非平滑非负矩阵分解优于交替式非负最小二乘的标准非负矩阵分解，解析光谱与参考光谱的相似系数均在0.82以上。特别是在农田土壤中，蒽和菲的解析光谱与标准参考光谱的相似系数分别由0.758、0.912、0.845（NMF/ANLS）提高到0.907、0.926、0.913（nsNMF）。三维荧光光谱结合非平滑非负矩阵分解能够实现土壤多环芳烃组分的快速识别。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1011002      

王筠  

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本文应用传输矩阵法和等效介质理论研究拓扑绝缘体材料与Sinc函数型光子晶体分界面上的Kerr效应和Faraday效应，研究发现在某些频率处两种线极化波的反射波极化平面都有可能发生近似旋转，其附近周期结构等效介电常数也有突变；进一步研究还发现透射波极化面旋转角随频率变化曲线与周期结构(BAB)n等效磁导率频率曲线变化相类似。以上结果都说明在拓扑绝缘体材料与函数型光子晶体分界面上的Kerr效应和Faraday效应与入射波频率、周期结构的介电常数和磁导率等关系紧密。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1003002      

马一鸣   马立勇   秦泽政   孙明健  

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光热治疗作为一种非侵入式、靶向性的新型肿瘤治疗技术，由于治疗效率高、副作用小、病患痛苦小等优点被越来越多的应用于肿瘤治疗中，但现有的光热治疗技术缺少对靶区温度分布情况的实时监测，开环的治疗激光控制方式在增大治疗难度和病患痛苦的同时也会对病患病灶周边正常组织造成不可逆损伤。本文提出了一种基于光声温度精准调控的光热治疗方法。分析推导了基于光声图像的温度成像算法；本研究分析推导了基于光声图像的温度成像算法；提出了光声温度敏感因子的概念，并设计了基于光声温度敏感因子的闭环温度控制算法。搭建了一套基于光声温度精准调控的新型光热治疗系统并进行了仿体实验。实验结果表明，基于光声温度精准调控的光热治疗方法可实现靶区温度的非接触式精准测量与控制功能，系统调节时间在10s以内且温度控制稳态误差为0.7℃。研究结果表明基于光声温度精准调控的光热治疗方法可作为一种更为精准、高效的辅助手段应用于光热治疗领域。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1007001      

白杨   王振华   左娟娟   姜秀杰   张学卿  

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为解决现有甲板防滑涂层在高温、高速气流冲蚀等特殊服役条件下的使用及防护问题，本工作采用激光熔覆技术在Q235碳钢表面制备了316L不锈钢耐蚀底层和316L+（ZrO2-8%Y2O3）防滑面层。采用腐蚀电化学测试方法研究涂层在海洋环境中的腐蚀电化学行为，结合XRD、SEM等现代分析测试技术，对腐蚀后涂层的微观组织结构及涂层内部结构变化进行表征，分析涂层的腐蚀失效过程；对比分析涂层在不同温度（200℃、400℃、1000℃）条件下的耐高温性能，结合微观形貌分析，考察不同温度条件下涂层的微观组织结构变化。结果表明：该新型铁基复合涂层表现出了较好的耐腐蚀性能，其耐蚀性比碳钢基体高出了2个数量级；涂层在1000℃高温条件下，表面无明显的剥落、开裂现象，表现出了较好的耐高温性能。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1002001      

叶逸云   贾少辉   焦俊科   束学道  

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采用激光搅拌焊接技术对7075铝合金与碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）的对接焊工艺进行了试验研究，分析焊接工艺参数对接头连接强度的影响规律。对焊接接头的力学性能进行了检测分析，并分析了连接接头的形成机制和失效形式。结果表明，焊接工艺参数对于接头强度的影响从大到小依次为焊接速度、离焦量、激光功率、搅拌振幅、搅拌频率和夹具气压。在最佳参数下得到的接头抗拉载荷达到了585.8N，连接强度为11.7MPa，在此情况下接头断裂发生在CFRTP表层，接头失效形式为CFRTP基体的撕裂。测量了实验时接头处的温度变化规律，温度过高或过低都会降低接头的强度。适当降低焊接速度能延长接头高温的时间，增加接头的强度。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1002003      

陶冶   张素侠  

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光电复合缆是系留无人机的生命线，它起到了电力传输和信号传输的作用。缆绳内部张力过大会出现断裂情况，为了掌握缆绳内部的张力分布，需要对缆绳应变进行测量。细长复合缆绳大幅快速运动过程中，很容易出现局部弯曲。在使用光纤布拉格光栅传感器（FBG，Fiber Bragg Granting）测量复合缆绳轴向应变过程中发现，随着缆绳的弯曲，反射谱的反射峰会出现分裂现象。本文通过材料力学理论分析了复合缆绳弯曲时反射峰发生分裂的原因，是复合缆绳组成材料不同，内部发生相互挤压，导致光纤布拉格光栅受到横向力，进而导致反射谱的反射峰发生分裂。采用实验方法对理论分析结果进行了验证，并提出了一种改进测量的方法，避免了粘胶和缆绳内部剪力对测量的影响，提高了轴向应变测量的准确性。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1010004      

孙子茗   刘德安   韩璐   朱健强  

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本文提出了一种基于电光效应的新型光参量放大方案。理论上分析了随着氘化率的变化DKDP晶体增益带宽的特性，重点研究了70%和95%两种氘化率的DKDP晶体,在不同电场强度下增益带宽变化特征。在885nm中心波长处,70%氘化率的DKDP在1.67×105V/m场强下，增益带宽从90nm拓宽至124nm；在808nm中心波长处,95%氘化率的DKDP中施加1×105V/m场强,增益带宽从52nm增至68nm。本文的研究表明线性电光效应应用在光学参量放大系统中可以有效拓宽系统的增益带宽，并且可以通过电光调制来调整增益谱中心波长以进行连续波长调谐,这在高能超短激光系统中具有很大的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1008001      

陈晓龙   何宇   徐中巍   郭晓晨   叶韧   刘恺   杨依枫   沈辉   张海波   于春雷   何兵   胡丽丽   周军  

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基于掺镱光纤激光放大器理论模型，分析了光纤放大器中掺镱光纤缠绕半径对模式传输损耗的影响以及掺镱光纤长度对系统光-光转换效率的影响。结合实验中采用的掺镱光纤特点，对掺镱光纤的缠绕半径及光纤长度进行了优化设计。基于主振荡放大结构：种子光源输出功率为170 W，光束质量M2x=1.10，M2y=1.05；放大器采用双端抽运的方式，使用自研30/600 μm掺镱光纤，最终实现了输出功率为10.14 kW，中心波长为1070.36 nm，3 dB带宽为5.32 nm的全光纤激光输出，光束质量M2x=3.12，M2y=3.18。放大级最大光-光转换效率为87.9%，斜率效率为89.2%，输出激光信噪比＞45 dB。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1006001      

李跃新   孙建锋   周煜   卢智勇   蔡新雨   从海胜  

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目标微多普勒特征可作为目标识别的依据，其探测往往受到激光雷达自身在激光束方向上振动的影响，并且很难从测量结果中将本地振动的影响分离消除。本文提出了一种利用目标自身参考点来抑制本地干扰的方法，通过分析目标待测位置和参考位置回波与本振的拍频信号，进行补偿处理后，可达到抑制本地振动、目标相对运动干扰的目的。实验结果表明，该方法对本地振动和目标相对运动干扰的抑制具有显著的效果，补偿相对精度小于5%，补偿后得到的微多普勒特征能较好的反映目标真实微振动形式。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第10期 pp.1010001      

刘伯勋   焦翔   谭小红   朱健强  

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为了改善氧化铈抛光液的性能，在不破坏钕玻璃表面质量的前提下提高钕玻璃的抛光效率，选择在氧化铈抛光液中加入阴离子表面活性剂雷米邦a。本文研究了改性后的抛光液对氧化铈抛光液中粒子粒径、钕玻璃的材料去除率和抛光后钕玻璃表面质量的影响，研究了加入不同质量分数雷米邦a的抛光液在不同pH值下对钕玻璃抛光速率和抛光质量的影响。结果表明：雷米邦a能够抑制抛光液中纳米粒子的团聚，降低氧化铈的中位粒径，提高抛光效率。当二氧化铈质量分数为3%，pH为6.5、雷米邦a用量为0.30%wt时材料去除率达到最大值169nm/min；pH为7、雷米邦a用量为0.20%wt时钕玻璃的表面粗糙度达到最小值0.9nm；

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第09期 pp.0903002      

袁野   柴小力   杨成奥   张一   尚金铭   谢圣文   李森森   张宇   徐应强   牛智川   宿星亮  

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设计制备了GaSb基I型InGaAsSb量子阱2.75mm波长激光器。采用AlGaInAsSb五元势垒有效降低势垒的价带能级并提高价带带阶，使量子阱发光波长红移至2.75mm波段。通过优化分子束外延生长参数，得到高发光效率量子阱激光器外延材料，在此基础上设计制备了1.5mm腔长、50um条宽、中心波长2.75mm的FP腔结构激光器，实现了室温连续激射，其最大输出功率60mW、阈值电流533A/cm-2。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第07期 pp.0701006      

李湧江   刘晓龙   孙便便   孟冬冬  

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实验研究1064nm皮秒激光在1kHz、10kHz、100kHz重频下辐照CCD和CMOS图像传感器的干扰和损伤现象，以及不同层次损伤下CCD和CMOS的成像质量变化。分析了与CCD对比，CMOS在干扰阶段未出现串音，损伤阶段出现竖横线损伤的原因。在干扰阶段，CCD和CMOS饱和阈值无明显差别，而相比于CCD，CMOS完全失效的阈值要高一个数量级，说明CMOS在抗激光损伤方面更具优势。实验结果表明：图像传感器的激光干扰效果在光积分时间一定时，由激光平均功率密度决定，而损伤效果则由激光峰值功率密度决定。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第08期 pp.0801006      

王蔚松   王新宇   李盼园   史祎诗  

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针对单镜头激光三角法存在原理上的光条遮挡问题，研究了一种解决光条遮挡问题的双镜头激光面型测量方法。首先通过实验观察并探究了光条在传感器中的分布现象及形成原因，分析了物体表面形貌、光学系统与光条分布的关系，以及光条分布对三维重建产生的影响，然后基于直入射激光三角法原理设计了双镜头测量系统，应用形态学处理结合灰度重心法等多种算法提取光条中心坐标，最后基于方差最小化关联融合双镜头数据。实验结果表明，双镜头能够解决由于光条遮挡造成的大面积形貌缺失的问题，能够将待测物体表面形貌完整包络重建，数据缺失占比小于0.5%。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第07期 pp.0704003      

崔宸   武美萍   程伟  

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对激光熔覆后的钴基涂层进行不同温度下的热处理，通过电化学测试和摩擦磨损试验，研究涂层的耐磨性和耐腐蚀性能，利用扫描电子显微镜、X射线衍射、显微硬度计等对涂层进行分析。结果表明，热处理能够有效减小涂层内部残余应力，消除裂纹、孔洞等缺陷；在相变演化中，FCC型Co相逐渐转变为HCP型Co相；经过900℃×1h热处理后涂层的近表面硬度是未处理涂层的1.5倍，约为1300HV0.1；未处理stellite-6涂层的摩擦系数为0.42，磨损的机理主要表现为塑性变形、犁沟及脆性剥落，热处理后涂层摩擦系数降至0.29，磨损机理主要为磨粒磨损和黏着磨损；未处理涂层与热处理后涂层的自腐蚀电位在3.3×10-3A·cm-2左右，自腐蚀电位在-0.29V左右，单个容抗弧特征近乎重合。结论 对激光熔覆制备的钴基涂层进行后处理，能够有效提高涂层的硬度及耐磨性，这是由于热处理后生成的M7C3和M23C6型碳化物具有强化合金的作用，促进细小等枝晶及共晶组织的生长；然而热处理过程中发生的再结晶和晶粒尺寸大小变化、马氏体相变对钴基涂层的耐腐蚀性能影响不大。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第05期 pp.0502011      

李金珠   田爱玲   刘丙才   王红军   朱学亮  

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为探索半透明非掺杂型异质结在薄膜太阳能电池中的应用，采用直流磁控溅射技术在氧化铟锡（ITO）衬底上沉积氧化亚铜（Cu2O）和氧化锌（ZnO）透明氧化物半导体薄膜，构成亚微米级的非掺杂型p-Cu2O/n-ZnO异质结器件。使用扫描电镜、X射线衍射仪、光谱仪和太阳能模拟器，研究在不同氩/氧比的条件下制备的Cu2O层对异质结的材料特性、光学特性及光电特性的影响。实验结果表明：具有氩/氧比为32：23的Cu2O层的p-Cu2O/n-ZnO异质结，其电流密度可达4.433mA/cm2，可用于薄膜太阳能电池。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第05期 pp.0503002      

齐振佳   张晓星   王豫跃   霍浩   王宏   张金智   张安峰  

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在TC4粉末中加入不同含量的B粉末进行激光增材制造试验，研究了B对激光增材制造TC4微观组织及性能的影响。结果表明，通过添加微量的B可有效的细化原始柱状晶和晶内板条α相。当B含量为0.05wt.%时，原始柱状晶的生长被限制，柱状晶宽度明显降低，当B含量为0.1%时，原始柱状晶大量转变为等轴晶，晶内板条α集束尺寸减小。对比没有添加B的激光增材制造TC4，含B0.05%的TC4塑性有了明显提高但是对强度的影响不大，各向异性得到有效消除。

       PDF全文        中国激光 ，年第卷第期 pp.      

宋刚   于培妮   李涛涛   刘黎明  

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本文以镁/钢对接接头为研究对象，选用组合热源模型模拟激光诱导TIG电弧复合热源的作用，考虑激光与TIG电弧的耦合效应及Fe-Ni固溶区的形成，利用ANSYS软件，对焊接温度场分布和热循环曲线进行模拟计算。研究结果表明：所得模拟结果与实验结果吻合良好，验证了所建立热源模型的准确性及适用性。镁/钢对接焊接头的峰值温度可达2249 ℃，焊接高温区作用于镍夹层及其邻近的钢母材，促进了界面冶金反应及元素扩散，为Fe-Ni固溶区、高熔点AlNi相及双固溶体结构的界面层的形成提供了温度条件。液态镁合金熔池停留时间为0.28 s，保证其在钢侧进行充分地润湿铺展，实现接头的良好成形，同时在熔池的搅拌作用下，AlNi强化相弥散分布使得镁合金焊缝强度增加。

       PDF全文        中国激光 ，年第卷第期 pp.      

朱瑞   陶春先   余振   张伟丽   易葵  

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线性渐变透过率薄膜是光刻系统中光可变衰减器的关键元件。本文基于采用电子束蒸发实现了近线性248nm渐变透过率光学薄膜的设计与制备。通过对敏感度的计算和优化，基于减反膜基础膜系实现了低敏感非规整膜系的设计。采用紫外光控—晶控组合的高精度膜厚监控，控制精度达到0.3%，误差容忍度达到0.5%。采用JGS1熔融石英基片、Al2O3和SiO2膜料制备的透射膜，在248nm S偏振光照射下，在入射角21°-35°范围内实现了透过率从10%到97.8％的线形调控，满足了光可变衰减器的性能需求。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第05期 pp.0503001      

李伟   王逍   胡必龙   母杰   曾小明   左言磊   蒋东镔   粟敬钦   王晓东   吴朝辉  

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在光学参量啁啾脉冲放大（OPCPA）过程中，产生的闲频光与信号光具有相反的啁啾特性，该现象称为啁啾反转。利用“负色散展宽-啁啾反转-能量放大-负色散压缩”的方式可以获得高能量超短脉冲，这种方式称为光学参量啁啾反转脉冲放大（OPRCPA）。在OPRCPA系统中，展宽器和压缩器都可使用平行光栅对，从而避免了常规展宽器中较大的谱剪切效应，简化展宽器结构。本文分析了OPRCPA系统中各阶色散对输出脉冲的影响，提出了用棱栅对补偿系统三阶色散的方案。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第05期 pp.0501002      

刘安丽   隋长有   李发智   张屹  

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光谱强度、电子密度为陶瓷激光增材制造等离子体的两个重要特征。孔隙裂纹缺陷直接影响着陶瓷件的性能。本文搭建了等离子体监测平台，利用阈值分割法对孔隙缺陷进行提取。通过分析等离子体羽辉和谱线特征，研究了工艺参数对等离子体谱线强度和电子密度的影响，获得了等离子体特征与成形缺陷的相关性。结果表明：相比金属材料，氧化铝陶瓷蒸汽电离形成的等离子体羽辉喷发更高，面积更大。等离子体谱线强度随激光功率和扫描速度的增大而升高，随送粉速率的增大而降低；电子密度随激光功率、扫描速度和送粉速率的增大而升高。成形过程中，等离子体谱线强度、电子密度与孔隙、裂纹两类成形缺陷具有强相关性。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第05期 pp.0502001      

李江涛   沙文   郑春厚  

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摘要：快速准确检测出复合肥生产时元素含量，指导厂家生产具有重要意义。对支持向量机（SVM：Support Vector Machine）常用寻优方式进行深度分析对比，以复合肥中磷（P）,氮（N），钾（K）元素含量定量分析为例，针对传统网格搜索法（GSM:Grid Search Method）,遗传算法（GA：Genetic Algorithm）,粒子群算法（PSO: Particle Swarm Optimization）,最小二乘法（LS：Least Squares）四种寻优方式作对比研究。使用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术获取安徽徽隆集团提供的58个复合肥样品特征谱线并采用Matlab进行洛伦兹拟合得到光谱强度，用Kennard-Stone(K-S)选取训练集（43个）和测试集（15个），以相关系数（R2），绝对误差，训练时间（t）作为评价四种方式指标进行对比研究。结果表明，LS-SVM相较于其他算法在时间上更短，误差最小，更适合复合肥中元素的快速定量分析。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1111002      

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      

陶渊博   李四海  

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针对棱镜式激光陀螺稳频精度较低的现象，系统地研究了棱镜式激光陀螺的稳频原理。理论分析了光强调谐特性及稳频执行机构的特征，建立了棱镜式激光陀螺稳频控制系统理论模型。在频域下分析了系统稳态性能及动态性能，分析结果表明，系统在定温及慢变温作用下具有不同程度稳态误差且调节时间过长，从而导致稳频精度下降。提高系统型别，采用按温度补偿的复合控制系统，实现了对温度所引起的稳频误差的全补偿，提高了系统的稳频精度。按三阶最佳设计使系统具有快速性及抗高频干扰能力。实验结果表明，改善后的稳频控制系统比原稳频控制系统稳频精度提高一个数量级，陀螺精度提高28%以上。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第6期 pp.0601006      

金琰   李波   张欣   吴丽娟   张群莉   姚建华   刘蓉  

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本文利用超音速激光沉积技术在316L基体上制备了WC/SS316L复合沉积层，并利用SEM、显微硬度仪、XRD、电化学工作站等分析了复合沉积层中颗粒的沉积行为、界面结合、组织结构特征以及在电化学环境下的失效机理。研究结果表明：由于激光辐照软化的作用，SS316L颗粒在高速撞击过程中具有较好的塑性变形能力，能够实现有效沉积。在激光辐照热量和高速粒子塑性变形做功转化的热量双重作用下，超音速激光沉积层较单一冷喷沉积层具有更好的界面结合行为。由于高速粒子塑性变形产生了加工硬化现象，沉积层中SS316L的显微硬度较原始粉末明显提高。在电化学腐蚀环境下，WC与SS316L界面较易发生腐蚀行为，这是由于二者之间存在微孔隙以及形成原电池,加速了沉积层的失效。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第1期 pp.0102001      

马云   陈磊   朱文华   刘一鸣   李建欣  

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为了实现光学元件位相缺陷的大视场、高分辨率、动态检测，设计了一种动态泰曼干涉仪。该干涉仪采用短相干激光器结合迈克尔逊干涉结构产生一对相位延迟的正交偏振光作为光源，通过匹配偏振型泰曼干涉仪干涉腔的相位差，补偿参考光与测试光之间的位相延迟。利用偏振相机瞬时采集四幅移相量依次相差 的干涉图，通过移相算法即可求解得到位相缺陷的信息。利用平面波角谱理论进行仿真，分析了二次衍射对测量结果的影响；利用琼斯矩阵法分析了偏振器件误差对测量结果的影响。实验检测了一块激光毁伤的光学平板，测试结果与Veeco NT9100白光干涉仪测量结果相比，其相对误差为2.4%。此外，采用所述方法对强激光系统中光学平晶的位相疵病进行检测，测试结果为199.2nm（PV）。结果表明，该干涉仪能够有效应用于光学元件位相缺陷的检测。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第12期 pp.1206004      

卜敏   胡双双   陶兆禾   金卫凤   王亚伟  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第10期 pp.1007002      

付秀华   姜洪妍   张静   熊仕富   郭凯   孙兵  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0903002      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0901011      

范新坤   张磊   宋延嵩   江伦   吴凯  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0906009      

齐白玉   陈思颖   张寅超（北理）   陈和   郭磐  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0910003      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0903001      

吕晓萌   黄永箴   邹灵秀   杨跃德   肖金龙  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0901010      

董雅宾   周志英   李俊燕   刘瑶瑶  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0912002      

高立许   卢克清   赵冲   惠娟利   陈卫军  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0908001      

方文兵   赵斌   林海枫   陈玮冬   李丙轩   张戈  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0901008      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0912001      

张烈山   张晓琳   刘刚   李开琴   唐文彦  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0906006      

邹岩   姜梦华   惠勇凌   雷訇   李强  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0901004      

何荣斌   刘崇   季来林   刘栋   朱宝强  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0901007      

杨爱华   刘德安   高雅茹   缪洁   朱健强  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0901006      

邓志强   石世宏   周斌   傅戈雁   王聪  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0902005      

杨桂栓   陈涛   陈虹  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0902004      

敖珺   梁积卫   马春波   曹桂兴   李聪   沈宇飞  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0906007      

陈颖   杨依枫   郑也   陈晓龙   刘恺   何兵   吴庆彪  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0906004      

丁浩   徐家乐   谭文胜   黄舒   周建忠  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0902003      

尹广玥   游利兵   王庆胜   褚状状   陈亮   方晓东  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0906002      

李苏宇   费德厚   金明星  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0902002      

肖振楠   刘婷婷   廖文和   张长东   杨涛  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0902001      

刘亲厚   冯国英   邓国亮   王国振   龙凤琼  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第9期 pp.0905001      

周学凯   米高阳   刘森   胡席远   王春明  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0802006      

张勋   李若杨   赵泽洋   米高阳   王春明   胡席远  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0802008      

单宝华   霍晓洋   刘洋  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0804003      

张雪   葛文琦   余锦   刘殿敏   常慧   樊仲维  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801012      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703022      

李洪飞   梁涛   谢爽   汪胜平   叶能   徐明生  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703020      

孙云辉   周建忠   盛杰   黄舒   徐苏强   李京   徐高峰  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0802003      

赵畅   李蓉   杨荟楠   沈成兴   蔡小舒   骆城芳  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0811002      

刘小欣   程序   王华明   李佳  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0802004      

高鹏飞   李晓辉   罗文峰   邹德峰   柴通   庞星星  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703018      

吴琼   任志君   金洪震  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0805002      

张博   曹毅   王玲   李涤尘   康建峰   孙畅宁   杨东  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0802005      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801010      

陈少杰   张亮   王建宇  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0806004      

李晋华   张敏娟   张德龙  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0811001      

徐强   潘丰   黄莉   王杏涛   韩一平   吴振森  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0805001      

谭诗文   李建郎   Ueda Ken-Ichi  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801005      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801008      

马利男   谭杨   陈峰  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703015      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801004      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801007      

房刘杨   姚延松   闫华   张培磊   高秋实   秦阳  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0802001      

刘伟   金东臣   孙若愚   张倩   侯玉斌   沈默   刘江   王璞  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801006      

钱牧云   余有龙  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0806001      

董怡静   朱小磊   马秀华   李世光   谢小兵   张俊旋  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801003      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0801002      

刘洪喜   董涛   张晓伟   刘子峰   石海  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0802002      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第8期 pp.0803001      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0701007      

黄晟   靖旭   谭逢富   何枫   张巳龙   程知   侯再红  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0710001      

孙昀杰   周建忠   黄舒   盛杰   樊玉杰   陈松玲  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0702003      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0706002      

闫仁鹏   于欣   李旭东   周劼   于俊华   周忠祥  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0701004      

刘萌   闫玉蓉   汪徐德   罗爱平   徐文成   罗智超  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703012      

王晓章   蒋军彪   李毅   李睿   张辉   李晓   龙鹏翼   唐峰  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0706003      

苏静   靳丕铦   卫毅笑   卢华东   彭堃墀  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0701006      

李辉   冯继东   谭荣清   张阔海   李志永   马芳  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0701003      

王向林   胡晓鸿   徐鹏   张伟   杨直   王屹山  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0701002      

惠宇   武君胜   鱼滨   李孟鸽   杜静  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0707001      

杨奕   孙青   邓玉强   冯美琦   赵昆  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0604006      

郭永瑞   卢华东   苏静   彭堃墀  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601007      

刘琪   孟俊清   祖继锋   蒋静   陈思露   陈卫标  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601005      

吴浩煜   时雷   马挺   马金栋   路桥   孙青   毛庆和  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601008      

杨菲菲   缪洁   谢雨江   刘德安   朱健强  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0604005      

杜盛喆   朱忠彬   刘尧香   王铁军   李儒新  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601009      

刘玉红   刘宁亮   陈建军  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0606003      

王诗淼   王晶   刘军（本所）   李儒新  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0607003      

沈默   孙若愚   金东臣   刘伟   洪畅   刘江   王璞  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601006      

沈吉   曹念文  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0610003      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703003      

黄海涛   李敏   金琳   王辉   刘翩   沈德元  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703006      

胡飞   赵九龙   吴媛媛   马红彦   王世革   黄明贤  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703004      

刘正武   程序   李佳   王华明  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0702002      

刘文军   杨春玉   刘孟丽   于维天   张玉佳  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第7期 pp.0703007      

郭亚晶   唐顺兴   姜秀青   朱宝强   林尊琪  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第37卷第6期 pp.0612003      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第37卷第6期 pp.0614005      

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

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0610002      

金超群   杨宝喜   胡小邦   张方   马健   黄惠杰  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0604002      

黄成斌   胡贵军  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0606002      

王贞福   李特   杨国文   宋云菲  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601004      

吴国龙   任方成   姚建华   毛伟   李辉文  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0602006      

徐高峰   周建忠   孟宪凯   黄舒   孙云辉  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0602005      

王聪   石世宏   方琴琴   傅戈雁   鹿霖   周亮  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0602004      

姜俊   刘晋桥   徐颖   于颜豪  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0602002      

韩高策   李志永   谭荣清   黄伟   李辉  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0601002      

安坤   刘军（本所）   王晶   梁东  

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

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0607002      

于佳禾   师浩森   宋有建   曹辉   胡明列   王清月  

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双飞秒激光绝对距离测量系统具有测量精度高、更新速率快的优点，然而测量过程中的高斯白噪声会造成测距精度的降低。本文报道了一种基于卡尔曼滤波技术的提高双飞秒激光绝对距离测量精度的方法，即通过建立卡尔曼滤波状态空间模型得到测量结果的最优状态估计，大幅度降低随机过程引入的测量精度损失，同时可以得到速度信息估计值。实验结果表明，目标静止时卡尔曼滤波技术可将测量标准差降低近一个数量级；目标匀速运动时，稳定状态下三维状态空间模型估计的速度标准差约4 μm/s。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第6期 pp.0610001      

李志全   岳中   白兰迪   冯丹丹   刘同磊   顾而丹   李文超  

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本文设计了一种新颖的混合双肋型表面等离子体波导结构，基于有限元法对该波导在工作波长1550nm下的传输特性进行了数值仿真和优化分析。研究了该结构的电场分布、传输损耗、归一化模场面积、品质因子、增益系数。结果表明：通过最优参数设计，其有效模场面积达到0.00015，同时品质因子为135，增益系数为1286cm-1，具有较低的损耗。与矩形金属脊混合波导结构相比，本文所设计的结构具有更强的光场限制能力，可以获得更好的波导传输效果。这种波导结构是未来解决光电集成技术高速化、小型化、集成化的一个重要途径。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0513001      

赵聪   陈晓冬   张佳琛   汪毅   贾忠伟   陈向志   郁道银  

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针对冠脉病变检测算法普遍存在的异常截面识别率低、无法排除特殊结构影响等问题，提出了一种基于一类支持向量机的冠脉病变检测方法，并使用冠脉截面重采样和基于最大互信息特征选择方法提高了算法识别正确率。该方法首先基于梯度通量对冠脉源截面进行三次样条插值重采样，然后构造出截面的多尺度特征，接着使用最大互信息结合特征冗余度去除进行特征选择，最后使用特征数据训练一类支持向量机模型进而完成冠脉病变检测。实验显示，在1128个冠脉截面数据的测试结果中，本文使用的一类支持向量机算法在完全识别异常截面的情况下对正常截面的识别正确率达到了53.5%，远高于同类型LPU-SVM算法对应的19.6%；而冠脉截面重采样也使得30个特征下算法对正常截面的识别正确率由21.7%提高到了53.2%。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0504006      

戴俊   高隽   范之国  

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摘要 为了研究偏振光的后向散射偏振保持特性，通过蒙特卡洛方法对多次散射进行建模仿真，比较分析了在不同尺度粒子的散射介质中，线偏振光与圆偏振光后向散射偏振保持能力的相对大小；运用Rayleigh散射和Mie散射理论对线偏振光与圆偏振光，每次散射时偏振态的微观变化进行了对比研究。结果表明，后向散射偏振保持能力与入射光的偏振态和粒子尺度均有关；Rayleigh散射粒子时，因为每次散射时圆偏振光转变为其相反偏振态的可能性是线偏振光的两倍，所以线偏振光比圆偏振光有更强的偏振保持能力；Mie散射粒子时，因为线偏振光后向散射旋转参考平面改变了偏振方向，而圆偏振光改变参考平面不影响其旋性，所以圆偏振光比线偏振光有更强的偏振保持能力。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0505002      

陆俊   刘征征   刘彦琪   许毅   冷雨欣  

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为了获得更高重复频率的飞秒激光脉冲，我们将突发运行模式引入到飞秒碟片再生放大系统中。通过将再生腔设计成长为9.3m的长腔使得激光系统输出了5倍于电光调制频率、接近衍射极限的激光脉冲，在5KHz电光调制频率、98W吸收泵浦功率的条件下，获得了最高10.7W、光谱半高全宽1.18nm、脉冲半高全宽777fs的双曲正割脉冲输出。放大器的光光转换效率随着电光调制频率的提高而增加，其转换效率从0.5KHz时的12.4%提高到5KHz时的25.3%。激光的输出稳定性在18-20℃的温度区间内随着水冷温度的降低而增强，激光系统输出功率的均方根从20℃的0.93%变为18℃的0.52%。该研究结果对于设计稳定、高重频、高功率的飞秒激光系统具有参考价值。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0501008      

王志平   曹银花   刘友强   郭丽敏   刘学胜   成健   王智勇  

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研制了一款基于蓝光LD的平板显示背光模组，该模组主要包括导光模块以及导光板两部分。研究过程中采用导光模块与导光板分开设计优化的方案，设计出了传播过程中横向各部分规则分布，纵向各部分一致分布的一款导光模块以及出光分布均匀的导光板网点设计，并采用激光打点方式制作出导光板样品。通过理论模拟得到整个模组的照度均匀度可以达到89.02%，边角平均值可以达到102.74%。通过实验测量得到照度均匀度可达到79.61%，边角平均值可达到100.10%。该背光模组结构简单，可以为液晶显示提供背光照明，是一款全新的激光平板显示背光源设计。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0505003      

刘关玉   欧尚明   王爱民   张志刚  

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我们报道了一套自启动良好的基于偏置相移放大环路反射镜的全保偏锁模光纤激光器，搭建了全保偏锁模振荡器，通过三级掺镱光纤放大获得了平均功率为2.4W，重复频率为20.3MHz，脉冲宽度为97fs的脉冲序列输出.由于振荡器是全保偏光纤结构，锁模具有良好的抗环境稳定性。 关键词 保偏光纤；激光器；锁模

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0501011      

贺少勃   陈林（绵阳）   陈远斌   刘建国   刘勇   祖小涛  

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本文对我国应用于ICF激光驱动器的新型N41大口径钕玻璃片在高增益条件下的热效应进行了系统研究。实验研究结果表明，在小信号净增益系数达到5.25%/cm的高增益情况下，385mm×385mm口径范围内两片双程热致动态波前畸变PV值约为0.84λ，处于变形镜校正范围之内；基于目前设计冷却方案，剩余波前畸变恢复时间约为2.5小时，满足系统设计4小时/发的要求；发次运行完成7小时后仍存在气体对流引入的微小畸变，理论预测结果与实验结果一致，为我国下一代ICF激光驱动器片状放大器系统的研制提供了实验参考。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0501007      

王小林   吕品   张汉伟   谭姝丹   肖虎   段磊   宋云波   陶汝茂   史尘   周宇峰   马鹏飞   粟荣涛   周朴   许晓军   徐帆江  

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目前，国际上多家单位对高功率光纤激光开展理论和实验研究，在理论研究方面，各家基本采用自行编写的程序代码的进行数值模拟，一般难以为工业激光用户提供直接参考。为了开发一款全国产、界面友好、使用简单、能够指导科研和产业设计的光纤激光仿真软件，从2014年1月开始了光纤激光仿真软件开发研究。在光纤激光理论研究的基础上，初步开发了能够对高功率掺镱光纤激光器进行仿真的软件See Fiber laser和能够对光纤激光器相关参数进行计算的光纤激光工具集软件FTool。对两个软件的部分理论模型、基本功能和简单算例进行介绍，相关的基础理论研究和软件开发希望能够一定程度降低光纤激光器的研究和设计难度。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0506002      

陈颖   高光珍   蔡廷栋  

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乙烯气体是石油化工产业中的基本化工原料，具有爆炸性，也常被作为煤层自燃的标识性气体。为实现对低浓度乙烯气体的检测，搭建了基于近红外可调谐二极管激光器的低成本光声光谱测量系统，通过对C2H4位于近红外波段吸收谱线的分析，选择了C2H4位于1620.44 nm处的跃迁作为传感谱线，并结合波长调制吸收技术，使用光声池的共振频率作为激光器的调制频率，利用传感谱线的二次谐波信号实现了对C2H4气体浓度的反演。实验结果表明系统对于乙烯气体的测量准确度为0.688%，系统探测极限达到了11.6 ppmv，对同一样品在30分钟之内连续测量验证了系统良好的稳定性，所有实验结果显示了系统在C2H4气体痕量探测方面的应用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0511001      

唐书凯   多丽萍   金玉奇   王增强   于海军   王元虎   李留成   李国富   周冬建   汪健   曹靖   桑凤亭  

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对D2为燃料、NF3为氧化剂的纯化学燃烧驱动HBr化学激光进行了实验研究。泵浦反应为H + Br2 -> HBr(v≤6,J) + Br，通过反应F+H2->HF+H提供H原子，F原子则由D2/NF3混合气体燃烧热解生成。激光提取所需的低温低压和快速流动条件由超音速流动系统完成。以全反反射镜和部分反射（98%）输出镜组成的稳定腔进行了能量提取，获得了P2(4)、P2(5)、P3(5)和P3(6)的稳定激光输出，最大激光输出功率为14.3W。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0501005      

刘锐   吴龟灵   苏斐然   金钲韬   陈建平  

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平衡探测器的两路输入通路在增益和时延上的不一致会对基于平衡探测的光模数转换（PADC）系统的性能产生影响。本文针对基于平衡探测的光模数转换系统构建了数学模型，理论给出了系统有效比特位（ENOB）与平衡探测器两输入通路的增益和时延不一致的关系，并且仿真分析了增益和时延不一致对系统ENOB的影响，同时进行了相应的实验验证。结果表明：在相同调制深度下，系统的ENOB随着平衡探测器两输入通路的相对增益和相对时延的增加而减小。当平衡探测器两输入通路在增益和时延上完全一致时，系统的ENOB随着调制深度的增加而逐渐减小；当平衡探测两输入通路在增益和时延上存在偏差时，系统的ENOB随着调制深度的增加先增大后减小。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0506001      

任勇   武强   邹江林   陈乐   肖荣诗  

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摘要 本文采用IPG YLS-6000光纤激光同轴保护焊接奥氏体不锈钢，利用WinLWM激光焊接监测系统同步采集焊接过程中的光信号（红外光信号T、紫外及可见光信号P），并结合羽辉的形貌，研究不同焊接条件（功率、离焦量、搭接间隙、焊缝位置）对焊缝成形及光信号强度的影响规律。研究结果表明：随着激光功率的增加光信号逐渐增大，当离焦量从?6 mm增加到6 mm时光信号先减小后增大，并且光信号可反映焊缝熔深变化；光信号可检测出搭接间隙和焊缝位置变化引起的焊缝塌陷、弧坑、搭接焊缝未熔合等缺陷，并且通过分析计算P信号可判断焊接质量异常区的准确位置；焊接过程中光信号的强度同羽辉体积正相关。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0502003      

雷成敏   陈子伦   冷进勇   谷炎然   侯静  

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本文基于拉锥-熔合法，研制了一种高功率全光纤(2+1)×1侧面泵浦合束器。利用仿真软件建立理论模型，对合束器耦合效率进行了计算，并成功制备出这种侧面泵浦合束器。经测试，该合束器在泵浦功率为600W时，两泵浦臂耦合效率分别为98.2%和96.3%，信号光插入损耗约为0.11dB左右。利用该合束器, 搭建了千瓦级光纤激光放大器,双向泵浦光功率达到1.8 kW时, 在1080nm处获得的激光输出为1.426 kW。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0501002      

白洋   邹峰   王子薇   王兆坤   李秋瑞   漆云凤   何兵   周军（大）  

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报道了基于主振荡功率放大（MOPA）结构的高峰值功率574 kHz重复频率皮秒脉冲光纤激光系统。系统种子源采用半导体可饱和吸收镜（SESAM）被动锁模光纤激光器，重复频率29.87 MHz。采用预放并结合声光调制器（AOM）进行选单降频至574 kHz。主放大级采用棒状光子晶体光纤（PCF），基于其大模场、高增益的特点直接放大30 ps脉冲，并有效抑制了自相位调制效应引起的光谱展宽，研究得出主放级5 dB光谱线宽与光脉冲峰值功率成比例关系。系统最终输出了近衍射极限的3.4 MW峰值功率皮秒脉冲(20 W时，光束质量因子M2=1.01 )，最高平均功率为21.86 W，对应的脉冲宽度为11.1 ps，中心波长1030.74 nm，5 dB光谱线宽1.75 nm。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0501004      

薛兴泰   赵研英   李荣凤   耿易星   卢海洋   颜学庆  

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在北京大学200TW激光系统上，测量经可编程声光色散滤波器不同程度光谱调制后放大器输出脉冲的频域分布，并设计一个与脉冲中心波长、光谱宽度等参数相关的光谱调制函数拟合实验测得光谱数据。该函数形式简单，适用于不同的激光系统。对实验系统中种子脉冲光谱调制后经放大器输出的光谱结果进行了数值模拟，对比研究普通种子脉冲和光谱调制脉冲经放大器增益后时域空间内的物理性质；讨论了光谱调制对系统最终输出脉冲峰值功率的影响。计算结果表明：光谱调制会导致脉冲旁瓣的产生，降低系统输出脉冲的有效能量和飞秒对比度；系统输出脉冲为平顶光谱时，其有效输出峰值功率最大。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0501001      

陈影   孙文磊   黄勇   黄海波  

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根据激光熔覆工艺特性针对曲面零件提出了一种路径规划的方法，从而提高曲面零件加工效率，改善熔覆质量。激光熔覆有效加工离焦量范围由熔覆光粉作用模型及同轴送粉实验决定，采用三维扫描仪获取熔覆曲面点云数据并应用点云切片法得到熔覆路径上的点集， 利用等弓高稀疏轨迹点集，对熔覆表面拟合NURBS曲面分析其微分几何特性以确定加工点的法矢量并按该方向偏置一定距离得到枪头运动轨迹点，利用机器人柔性加工特点使激光枪头做连续变姿态复杂运动，加工过程中始终保持激光枪头与熔覆曲面上加工点法矢一致，通过进行熔覆实验及对实验样件做定量分析，得出曲面上的熔覆层质量良好，从而验证了该方法的可靠性和实用性，为其他曲面零件的熔覆修复再制造提供一定的参考。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0502001      

韩晓辉   陈静   阚盈   陈怀宁   赵瑞荣  

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以不锈钢薄板非熔透CO2激光搭接焊和光纤激光搭接焊获得的实际焊缝形状为参照，采用表面高斯+柱状体热源复合模型，针对CO2和光纤激光焊两种方法，分别确定热源比例系数（柱状热源占总热源之比）为0.85和0.70。其余四个热源描述参数，包括高斯热源半径和深度，柱状热源半径和深度进行正确设定，就可以获得各种焊接功率和焊接速度情况下，不同厚度的搭接接头焊缝形状表征参量（缝宽、熔宽和熔深）的变化规律。模拟计算结果与试验结果符合很好，本文结果为后期指导生产实际提供了一定参考。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0502002      

李磊   张波   夏彦文   彭志涛   董军   孙志红  

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提出了一种基于自聚焦透镜耦合单模光纤测量调频小宽带脉冲时间波形的技术方案。理论分析和实验结果表明:自聚焦耦合光纤取样方式的光谱耦合效率随透镜与光束夹角增大而减小但彼此不分离，取样过程不会引入附加的FM-to-AM效应，耦合效率下降一半时允许的光束角漂量为1mrad。该技术方案除具有便于集成低成本、抗光束扰动能力和电磁干扰能力强等优点外，还通过自聚焦透镜扩大了取样面积，有效提高了取样能量并抑制了光束截面能量起伏对测量系统的不良影响。该技术方案为高功率激光装置脉冲波形测量技术的改进研究提供了一定的理论和实验基础。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0504002      

赵天琪   魏东   孙甫   丁欣   张贵忠   Jianquan Yao  

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在充Kr气的空心Kagome结构光子晶体光纤中，输入超短脉冲，产生中红外波段的色散波，利用单向脉冲传输方程作了数值模拟和分析。主要探讨了两种输入脉冲：中心波长为1.4μm的高斯型脉冲和在此基础上加入其双倍频叠加产生的双色近锯齿波脉冲。两种情况下都产生了多个色散波，并且符合相位匹配条件。为优化色散波的产生，使用了近锯齿波做泵浦，观察到泵浦输入光纤之时即激发出色散波。当充入光纤的Kr气因泵浦光压缩而二次电离时，已产生的色散波发生转换变为新的更长波长的色散波。这种新的色散波现象可以通过等离子体修正的相位匹配条件解释，故对中红外波段超短脉冲的产生，以及色散波理论的更深入探讨，都具有重要参考价值。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0508001      

雷泽民   孙晓艳   卢兴强  

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高功率激光驱动装置中为了提高靶面的光强强度，通常需要多路激光组束打靶，目前主要采用2*2集束的方式，根据使用透镜的种类，可以分为离轴楔形透镜和非离轴楔形透镜两种。采用非离轴透镜的集束聚焦系统在理想条件下形成的焦斑有非常好的质量，基于这种聚焦系统的光传输模型，对其在实际安装调试过程中，各种误差对焦斑造成的影响进行了仿真研究。研究结果表明：反射镜角度和透镜平移这两个因素对系统的焦斑质量影响很大，需要精密的调试。透镜角度和透镜焦距误差则影响较小，现有条件比较容易满足。研究所得结果对增加光束相干合成集束方案的认识和指导实际系统的安装调试有重要意义。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第5期 pp.0505001      

聂昕   张朝阳   刘皋   陆海强   庄鸿武   戴学仁   焦健  

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为了揭示脉冲激光力效应对定域电沉积铜晶粒和表面质量的影响，构建了脉冲激光电化学复合沉积实验系统，并进行了理论分析和实验验证。将激光光斑与工具阳极前段重合，照射沉积区域制备沉积体试样，对沉积层过程中的力效应进行检测，最后采用扫描电子显微镜对沉积体的表面形貌进行观察对比。结果表明，激光力效应与电沉积液相互作用，能产生独特的微区搅拌效应，改善了液相传质环境，抑制了加工区域的浓差极化，增大了阴极过电位，提高了形核率，达到了定域电沉积晶粒细化的目地。在激光能量越大时，沉积体晶粒越细，沉积体表面质量也获得了进一步提高。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402013      

张汉伟   王小林   杨保来   史尘   粟荣涛   马鹏飞   周朴   许晓军   陈金宝   刘泽金  

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全光纤结构的激光振荡器具有结构简单、稳定性好、成本低廉，是目前光纤激光工业市场使用较多的一类激光器方案。2016年7月，国防科学技术大学实现的2.5kW振荡器，其输出光谱的受激拉曼散射（SRS）光谱较强，在20dB左右。本文在2.5kW振荡器的基础上，综合运用了多种非线性效应和模式不稳定（TMI）的抑制措施，降低SRS、抑制TMI，首次使得全光纤振荡器的输出功率突破3kW，激光器光光效率为70%。结果表明输出激光中无泵浦光、ASE，与信号相比、受激拉曼散射在29dB以下。在最高输出功率时，测得的光束质量M2约为1.4，实验中并未发现模式不稳定效应。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0415001      

粟荣涛   马鹏飞   王小林   张汉伟   杨保来   史尘   周朴   许晓军   陈金宝   刘泽金  

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线偏振窄线宽光纤放大器在非线性频率变换、光束合成等领域有着广泛的应用。相对于非保偏光纤，保偏光纤中非线性效应更强，且模式不稳定（TMI）阈值更低。因此，要基于保偏光纤实现高功率全光纤线偏振激光输出，比实现非线偏振窄线宽激光更具挑战性。本文采用噪声相位调制展宽单频率激光线宽，通过优化放大器结构抑制TMI，最终获得了输出功率2.43 kW，消光比为18.3 dB的线偏振窄线宽光纤激光输出。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0315001      

陈金宝   曹涧秋   潘志勇   余宇   应汉辕   奚小明   王泽锋   陈子伦   许晓军  

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高功率光纤振荡器具有结构简单、性能稳定、便携性好、成本低等优点而备受关注。特别是随着高亮度半导体抽运光源的发展，光纤振荡器的输出功率已达到两千瓦水平。现阶段，高功率光纤激光器均采用双包层掺镱光纤和端面抽运方案，其功率拓展主要受到抽运光耦合能力和受激拉曼散射效应的限制，此外，输出端残余抽运光的处理也是一个难点。分布式侧面耦合包层抽运光纤与双包层光纤相比，具有更好的功率拓展能力。2016年国防科学技术大学利用自主研发的分布式侧面耦合包层抽运光纤，国际上首次搭建了两千瓦多级级联分布式侧面抽运光纤振荡器；并引入末级反向抽运方案，实现了对输出端残余抽运光的良好抑制。其结构示意图如图1所示。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0415002      

王朝阳   金尚忠   李烨   林弋戈   方占军  

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本文描述了一套自行搭建的光纤相位噪声抑制系统，通过环外自拍频测量得到的噪声本底秒级稳定度为6.8×10-18，2000 s平均时间后达到2.3×10-19。利用该系统实现1.6 km实际光纤链路的传输，传输后环外自拍频信号秒级稳定度达1.2×10-17。基于连接两个实验室的808 m实际光纤链路，将此系统应用于两套商品1.5 μm超稳激光系统的比对，通过拍频测量获得单台激光系统的线宽0.54±0.15 Hz，秒级频率稳定度为1.2×10-15。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0404001      

丁志丹   杨飞   蔡海文   余胜武   王书楠   侯培培   孙建锋   王廷云  

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研究了基于微光学结构差分真时延网络的光学多波束形成中参数结构与波束形成性能的关系，并在此基础上通过优化改进微光学结构差分真时延网络的参数结构优化了时延网络的初相位以及幅相一致性，并通过优化改进天线单元的参数结构优化了各个天线单元的方向图，系统解决了合成波束容易出现栅瓣、波束较宽的问题，最终实现了一种基于微光学阵列差分真时延网络的光学多波束合成系统，得到了栅瓣被抑制，旁瓣消光比大于10dB，带宽为35°(@3.8GHz)和29°(@4.9GHz)，指向误差小于1.5o，频率覆盖范围为2~6 GHz的光学多波束合成系统，在光学相控阵雷达中具有重要的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0406004      

陈晓莞   李芳   林文虎   金鑫   华学明  

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热成形硼钢Usibor1500钢板激光拼焊时，钢板表面铝硅镀层影响焊缝组织与性能。针对Usibor1500激光拼焊板待焊区上、下表面镀层，本文设计了九种不同组合模式进行了激光拼焊试验。研究了不同铝硅镀层存在状态下Usibor1500激光拼焊后和热成形后焊接接头的金相特征，并采用室温拉伸试验测试热成形后焊接接头的力学性能。试验结果表明，拼焊后的焊缝区为粗大板条马氏体和不均匀的第二相，在光学显微镜下呈白色；白色相随着去除镀层部位的增加而减少。试样断裂模式与焊缝中白色相的分布情况相关。镀层存在状态对激光拼焊板性能有着显著影响，上表面镀层的去除，接头性能显著提升；随着下表面镀层去除部位的增多，接头性能提升，且在拼焊板上下表面镀层全部去除的情况下，接头的抗拉强度达到最大值。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402011      

关凯珉   刘晋桥   徐颖   于颜豪  

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液相激光烧蚀法制备纳米材料具有绿色环保、适用材料广及可制备复合材料等优点，受到国际学术界的广泛关注，但是较低的制备效率限制了它进一步发展。本文中，我们将微流控技术与液相激光烧蚀法相结合，在硅基微流控芯片中实现了快速高效制备晶格型(400 nm-800 nm)和圆球型（100 nm-300 nm）硅纳米结构。通过扫描电子显微镜、吸收光谱、发射光谱对其形貌结构及分布情况进行了测试表征，获得了微流控流速、激光烧蚀功率与纳米粒子制备效率之间的关系。该方法将液相激光烧蚀法的最高制备效率提高了30%以上，达到87.5 mg/min，为将来液相激光烧蚀法工业化生产提供一种新的技术路线。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402006      

王强   焦俊科   昝少平   张文武  

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为了提高CFRTP/不锈钢激光连接数值模拟的准确性，本文在试验的基础上拟合出接触热导率计算公式。建立了考虑界面接触热阻的三维有限元传热模型，理论仿真结果与试验结果进行了对比分析。结果表明，相比较传统模型，热接触模型更符合实际，可以用来描述夹具压力对激光连接效果的影响；在激光功率339W、夹具压力0.1MPa时，传统模型计算的相对误差为12.3%，考虑接触热导率的热接触模型则把相对误差则减小到2.8%；该模型对提高激光直接连接数值模拟的准确性和工艺参数的优化选择具有重要价值。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402002      

罗志良   谢小柱   魏昕   胡伟   任庆磊   江伟  

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激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石具有无重凝层、微裂纹少、热影响区较小等优势，但激光诱导背向湿式刻蚀加工机理复杂。声发射技术具有无需接触被测物体、敏感于 动态缺陷等优点，广泛应用于加工过程检测研究领域。本文利用声发射仪对脉冲光纤激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石的过程进行实验研究。研究结果表明：激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石过程中检测到的声发射信号包含丰富的特征信息，利用声发射信号的幅度、能量计数和撞击计数等特征参数可以对激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石过程进行表征。蓝宝石未被切穿时声发射信号表现为声发射事件少，幅度大，主要在90~100dB之间，能量计数比较大，撞击计数比较小；蓝宝石被切穿后声发射信号表现为，声发射事件多，幅度小，介于40~80dB之间，能量计数基本为零，撞击计数突变较大。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402003      

覃荷瑛   朱万旭   张贺丽   周智   欧进萍  

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利用光纤光栅监测钢绞线的受力状况时，设计了一种在钢绞线中心丝上设置凹槽并在中心丝张拉持荷状态下嵌入光纤光栅的智能钢绞线，使光纤光栅传感器在服役前产生一定压应变，以解决了光纤光栅传感器封装成活率低以及监测量程不够的两大技术难题。通过对嵌入式传感器与基体应变传递率的理论分析，对该凹槽的截面尺寸、粘结长度以及封装材料—环氧树脂的弹性模量提出了设计要求。在此基础上以中心丝持荷大小为变化参数对光纤光栅智能钢绞线进行不同监测量程的张拉试验，其结果表明试验数据具有良好的线性度和重复性；并当中心丝持荷值达到中心丝极限力的30%以上时，光纤光栅传感器完全能跟踪监测钢绞线的屈服力，并接近极限力，实现对钢绞线全生命周期的监测。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0410001      

涂志伟   魏祥野   刘畅   李贺龙   李爱武   徐淮良  

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本文在实验上利用飞秒激光大气成丝高强激光诱导荧光非线性光谱对碘单质升华过程进行了研究。研究结果发现飞秒光丝可诱导升华到空气中的碘分子产生清晰特征荧光谱。通过监测碘分子在341.6nm（D-X1?g+跃迁）处的荧光谱线，利用时间分辨测量方法观察到碘分子荧光强度随着加热温度以及测量位置与固态碘样品距离的变化而明显变化，展示了光丝诱导荧光光谱技术应用于探索物态变化规律的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0411001      

黄俊   李聪   王克鸿   李乐乐  

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为了获得激光焊接工艺参数对离体生物组织融合效果的影响规律，设计试验探究了激光功率、激光扫描方式等参数对离体皮肤切口融合形貌及抗张强度的影响，并对工艺参数进行了优化。结果表明，采用小功率长时间工艺规范焊接离体皮肤组织，组织切口融合效果较好、抗张强度较高，并且可以减小不可逆的热损伤；采用分段扫描焊接方式，可以加强切口附近成分的活性，减少切口热损伤。在此基础上，采用优化的工艺参数进行可靠性试验，并对切口抗张强度进行了测试。结果表明，在该工艺条件下，组织切口可实现全层融合，并且无烧损、碳化等缺陷，与连续激光焊接工艺相比，焊接时间可减少30-40%，焊后组织切口抗张强度可达0.38MPa，满足强度要求。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0407001      

黄冠   耿超   李枫   李新阳  

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在自由空间激光通信系统中，实现高效、高稳定的空间光至单模光纤耦合是保证通信系统低误码率的重要前提。本文提出了基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）平台的空间激光至单模光纤自适应耦合控制技术。以自适应光纤耦合器作为光束接收器件和像差校正器件，使用基于随机并行梯度下降（SPGD）算法的FPGA平台实现光纤端面对聚焦光斑的自适应跟踪，算法的双边迭代速率达到了3kHz。实验结果表明，该控制系统可补偿单模光纤接收端面最大约9μm的静态对准偏差（对应空间光束的最大可校正静态角偏差为600μrad），对于模拟大气湍流造成的耦合效率下降具有150Hz的校正带宽。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0406001      

吴庆阳   曾增   张佰春   吴泽俊   郑国梁   李景镇  

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针对现有的360度三维测量系统的结构复杂，标定要求高，测量时间长等问题提出了一种结构简单，测量速度快的单传感器360度三维测量系统，和一种操作方便，精度较高的标定方法。该系统由条纹投影系统，摄像机，两个前表面反射镜组成。测量时，物体点云数据由三部分组成，前表面通过摄像机获取，对应于拍到图片的中间区域，左右两面分别由左右两块前表面反射的平面镜获取，分别对应图片的左右两区域。标定时先对不含反射镜的系统进行标定，然后加入两套反射镜，利用透过式投影屏完成对左右两套系统的二次标定，从而获得基于全局坐标系下的物体的三维数据。实验表明，该系统搭建成本较低，标定精度较高，重建速度快，非常适合现场标定。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0404002      

闫晓东   汤富领   薛红涛   张宏伟   杨建平   任妮   刘孝丽  

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为了研究移动脉冲激光刻蚀单/双层金属/聚酰亚胺基复合材料的规律，利用有限元方法建立的移动纳秒脉冲激光刻蚀的通用模型，讨论了移动速度对刻蚀深度的影响，并分析了金属铝薄膜或双层金属膜在移动脉冲激光作用下的温度变化规律。结果表明：随着激光的移动，刻蚀深度开始时不断增加，但增加幅度逐渐减小，刻蚀深度逐渐趋于一定值，达到最大刻蚀深度；金属与基底材料界面处相对于金属薄膜靠近光源处的温度变化在时间上有一定的滞后，基底温度在激光关闭后温度可继续上升；刻蚀双层金属膜时，下层选用热导率较大的金属，以及增加下层金属薄膜厚度有利于保护聚酰亚胺基底。模拟结果为理解实际刻蚀过程提供了帮助。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402001      

程煜   黄大杰   范薇  

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本文通过分析电寻址空间光调制器的单个像素点的位相畸变与振幅调制度的关系，实现了振幅调制所带来的位相畸变的精确计算，可以提前预估位相畸变对整个激光系统的波前影响，并进行了实验验证；理论分析了黑栅效应对光束近场整形效果的影响，并提出了通过优化空间滤波器的小孔参数获得最佳整形效果的技术方案；为了提升近场整形精度，空间光调制器的开口率越高越好。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0405001      

李占国   尤明慧   曹振   王勇   高欣   李再金   李特   刘国军   曲轶  

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量子点单光子源发射的单光子在理想情况下是由单个量子点发光实现的，当前，用来制作实现量子点单光子发射器件主要是通过自组织生长方法在图形（pattern）衬底上结合光学微腔实现的如何克服基本物理因素限制设计新颖易隔离结构是研究的主要方面。 本文采用的Pyramid图形衬底制备量子点的技术是一种具有极高定位生长和光学特性，易于隔离和制备单光子源的量子点制备技术。Pyramid图形衬底不但可以解决多个量子点占据现象的问题，而且这种量子点在尺寸、形状和三个维度对称性上对光子都具有非常高的收集、发射效率。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0413001      

李敏   张旺   华学明   李芳  

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研究大功率光纤激光加入到脉冲GMAW焊接过程后焊接等离子体及熔滴过渡动行为的动态过程对解释光纤激光+脉冲GMAW复合焊接这一方法的内在机理及获取优化控制策略有重要意义，本文搭建了同步LabVIEW电信号分析系统、高速摄影图像采集分析系统、通过将大功率光纤激光与脉冲GMAW电弧进行复合，研究了高功率光纤激光+脉冲GMAW复合焊等离子体的动态行为，熔滴过渡模式，电信号特征。研究结果显示，与CO2激光相比，高功率光纤激光焊接过程中采用纯Ar即可以作为保护气体,但是GMAW-P电弧与光纤激光复合后会导致激光等离子体膨胀增大，GMAW-P焊接加入大功率光纤激光后电弧的弧长会变短，并且存在单一脉冲GMAW弧长>电弧引导复合模式弧长>激光引导复合模式的规律;从电压概率密度分析可以看出激光引导（Laser-leading）模式相较于电弧引导（Arc-leading）模式过程稳定性更差。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402008      

曾盼林   王晓南   章顺虎   王海生   张敏   陈长军  

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利用6kW光纤激光器对5mm厚700MPa级Nb-Ti微合金化C-Mn钢进行了焊接试验，研究了保护气类型（N2/Ar/空气环境）对焊接接头组织性能的影响。研究表明：在相同的激光焊接热输入条件下，三种保护气焊接条件下均可获得全熔透焊缝，但N2保护条件下焊缝区凹陷最为明显；三种情况下焊缝区组织均以板条马氏体为主，但空气环境下焊接时焊缝区形成少量由含钛氧化物诱发的针状铁素体；三种情况下，粗晶区、细晶区和混晶区组织无明显差异，但是粗晶区的原始奥氏体晶粒尺寸有所变化；空气环境下焊接焊缝中夹杂物数量明显多于N2和Ar保护焊缝，且大尺寸（100nm以上）的夹杂物比例较高，部分夹杂物成为了针状铁素体非均匀形核的形核点；三种情况下，焊接接头的平均显微硬度均高于母材，但是空气环境下焊接的焊缝平均硬度略小于N2或Ar保护的焊缝；三种情况下的焊接接头强度均高于母材，冲击功差异不明显且与母材接近。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第4期 pp.0402004      

刘荣荣   朱基千   王静雅   刘军芳   苏良碧   唐飞   姜大朋   钱小波   吴庆辉  

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在1060-1100℃温度范围内对Nd,Y:SrF2激光晶体进行了退火实验。在不同的温度和退火时间下，采用双晶摇摆曲线、抗弯强度测试、应力分布测试以及波前畸变图谱对晶体的质量进行了表征。改变退火条件可以优化晶体的结晶性能，机械性能，应力分布以及光学均匀性。退火温度为1080摄氏度，退火时间为36h时，双晶摇摆曲线的半高宽最窄，应力分布下降的程度最明显，波前畸变图谱的退火波纹变得更加光滑和规整。对于这个体系，在一定限制条件下，此退火条件最优。详细内容将在文中展开论述。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0303005      

杨曼   邢力允   高卫栋   顾月清  

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探讨光敏剂锌酞菁（ZnPc）体外光动力治疗（PDT）抗肿瘤细胞的量效关系，为合理使用ZnPc提供参考。采用人脑胶质瘤细胞（U87细胞）作为研究对象，用MTT实验考察细胞存活率。采用单一变量的研究方法，分别考察了ZnPc浓度、激光功率密度、光照时间、体系氧含量和组织厚度等参量与U87肿瘤细胞存活率的具体关系。利用DPBF和DCFH-DA活性氧探针分别检测了ZnPc-PDT过程中的单线态氧的产量，并通过倒置显微镜观察经ZnPc-PDT治疗后的细胞形态和死亡细胞比例。结果表明，随着参量设置的变化，ZnPc-PDT对U87细胞的杀伤力具有差异，通过调节参量，可达到较好的ZnPc-PDT治疗效果。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0307001      

王依   卢启鹏   高云国  

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极紫外光刻系统中的碳污染会降低多层膜反射率，在保证元件性能的前提下，碳清洗工艺的选择将是一项重要课题。通过对不同清洗工艺的原理分析，揭示了不同工艺对多层膜反射率的影响主要体现在膜层氧化、刻蚀及表面粗糙度劣化等方面。基于时域有限差分方法及总积分散射理论，研究了不同影响因素与多层膜反射率的关系。结果表明，膜层氧化及表面粗糙度劣化是导致多层膜反射率下降的主要因素，而刻蚀对反射率的影响相对较小。基于以上分析结果，射频氢等离子体及原子氢清洗技术，在去除光学元件表面沉积碳的同时，不会显著降低光学元件性能，可优先考虑采用。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0303004      

刘百麟   周佐新   李健   谭立英  

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光学天线是空间激光通信的核心组件，对温度场的稳定性和均匀性要求甚高，天线口径大及GEO空间外热流复杂聚变，增大了天线温度场热控技术的挑战性。针对光学天线构型特点和外热流变化规律，基于光、机、热一体化协同设计基础，采取空间高效热防护技术与光学镜面辅助温控结合的技术途径，实现了大口径光通信天线温度场的稳定性与均匀性长期精稳控制，并通过热试验验证。试验结果表明，强日照期采取避光策略情况下，满足光通信天线温度场指标要求的时长大于14.3h/天，温度场分布稳定控制在21.4℃～26.2℃，主镜热差≤1.3℃，主镜与次镜之间热差≤3.8℃，优于稳定性与均匀性指标要求。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0306003      

李俐群   王建东   吴潮潮   章敏   赵维刚  

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本文采用激光熔化沉积方法制造Ti6Al4V合金单墙体，研究了多层连续沉积过程工艺参数对熔池尺寸稳定性、沉积层微观组织生长特性的影响规律，并基于有限元模拟方法，计算了不同工艺条件下熔池的温度场及熔体的冷却速率。结果表明，在前几层的熔化沉积过程，熔池尺寸会因基体散热条件的改变发生明显变化，基于有限元计算方法对每层热输入进行优化，可以实现熔池尺寸稳定性的准确控制。相比激光功率，扫描速度对沉积层定向生长特性及晶粒尺寸的影响更为显著，随扫描速度的改变，沉积层组织很容易实现从柱状晶到等轴晶的改变，本实验条件下，熔池冷却速率高于135.3℃/s时，方可形成定向生长的柱状晶。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0302009      

李进宝   商硕   孙有政   郭快快   刘常升  

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激光直接金属沉积成形技术的深入研究和广泛应用迫切需求一种标准化的方法，对不同设备、不同材料的激光直接沉积技术参数进行规范，以便于探讨工艺参数的影响规律、选择范围、节约试验时间和成本。本文采用Inconel625球形合金粉末进行了激光直接金属沉积，对成形参数进行无量纲化，得到了以接触角α为几何形貌评价参数的成形加工图，并对激光成形参数与单道沉积层几何形貌的影响关系进行分析讨论。其结果表明：特征能量密度比为0.5~0.7时，原料粉末完全融化且不产生过多的能量剩余，沉积层呈现平滑的椭圆形；送粉率是控制沉积层高度的首要因素；在送粉率恒定情况下，激光功率对熔池深度影响较大。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0302010      

张雷   赵馨   佟首峰   姜会林   李勃  

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大气湍流是影响机载激光通信系统性能的重要因素之一。针对飞机平台的特点，采用哈特曼传感器（S-H）与指向、捕获、跟踪（PAT）伺服单元等搭建了机载大气湍流参数测量系统，利用差分像运动法（DIMM）对加格达奇地区不同海拔高度的大气折射率结构常数进行了飞行测量，得到了随高度变化的大气湍流廓线。对白天大气相干长度进行了分时段测量，获得了加格达奇地区白天大气湍流参数随时间的变化情况。实验结果表明：在Kolmogorov湍流条件下，加格达奇地区白天海拔1-6km的大气湍流廓线与广义Hufnagel_Valley模型相近似，该地区大气边界层顶层高度在海拔2.2-2.8km左右；在同一海拔高度条件下，清晨-上午时段的大气相干长度测量结果好于午后时段，更加适合开展机载激光通信活动。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0304002      

朱晟昦   谭策   王琰   高源   董碧成   马翰林   刘海  

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设计了一种基于表面等离子体共振效应(SPR)以及缺陷耦合机理的新型光子晶体光纤传感器。结构的不同之处在于光子晶体光纤包层的特定空气孔内表层被镀上金属薄膜，同时改变另一空气孔直径形成缺陷，并在这两空气孔中填充磁流体材料。最后分析磁流体的折射率与温度、磁场的依赖关系，实现对温度和磁场的同时测量。实验结果表明，当温度升高，耦合谐振峰与SPR损耗峰均出现蓝移，若磁场增强则同时红移。耦合谐振峰与SPR损耗峰的温度灵敏度能达到-1.338nm/°C和-1.575nm/°C，磁场灵敏度则为4.333nm/mT和2.816nm/mT。该传感器结构既保持了SPR传感的高灵敏度，又实现了磁场/温度的双参数精确测量。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0310001      

程鸿   吕倩倩   张文君   邓会龙   高要利  

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针对传统的基于光强传输方程相位恢复方法中需要通过移动待测物体或者CCD实现图像采集所造成的速度慢、精确度低等问题，提出了一种新的基于硅基液晶变焦透镜的相位恢复方法。首先，在硅基液晶上加载具有不同焦距的透镜相位分布图，使其实现变焦透镜的功能；然后通过本文所设计的系统在同一成像平面上采集不同散焦距离的光强图像；最后求解光强传输方程从而得到相位信息。该方法只需要改变硅基液晶上所加载的相位分布图即可形成不同的散焦图像，避免了传统方法机械移动所造成的误差。模拟实验与真实实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0304001      

赵致童   邹永刚   张贺   马晓辉  

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由于激光光谱为线谱，色饱和度高，光电效率高等特点，将激光作为背光源应用于液晶显示器成为当前研究的热点。将红绿蓝三色激光经光纤耦合混合输出白光激光可应用于液晶显示器。由于普通光纤耦合模块是光纤端面发光，每个模块只能发射一束激光，每个显示器需要多个发光点，这就需要多个模块，增加了系统复杂程度和成本。本文设计并研究了对光纤侧面加工使光纤侧面发光的方法，使一个光纤耦合模块可具有多个发光点。模拟分析了对光纤侧面加工的不同孔深、孔面积、孔几何结构等参数对出光光场的影响，得到了各个出光点对应光场照度最大值在5%均齐度范围内的均齐光场。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0301004      

邢孟琪   李铸国   孙军浩   张旺  

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本文采用内径为2mm的喷嘴对8mm厚的SUS 304不锈钢板光纤激光焊接的光斑中心进行吹气，用高速摄影设备对匙孔、熔池与金属蒸汽行为进行观察，并对焊缝熔深和焊缝成形进行分析。结果表明，在激光功率、焊接速度、离焦量、喷嘴位置等参数一定的情况下，焊缝熔深随着侧吹气体气流量的增大而增加。侧吹气体可以明显打开匙孔和维持匙孔稳定性，并扩大熔池面积。气流量大小对焊缝成形有较大影响。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0302012      

程力勇   米高阳   黎硕   胡席远   王春明  

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激光钎焊的接头形貌对性能有极大影响，本文提出一种利用近红外辐射信号，并结合PCA-SVM模型，用于预测接头形貌的识别方法，进而实现对工艺参数的优化。通过采集激光钎焊过程中的近红外辐射信号，研究信号的变化规律与焊缝成形形貌的相关性；提取信号的六种时域特征参数，对参数进行主成分分析（PCA），获得接头形貌综合评定指标；最后，利用支持向量机（SVM）根据信号的输入特征进行分类预测。结果表明，近红外辐射信号能够反映焊接过程中状态的变化，不同缺陷的特征变化具有较大差异，存在清晰的识别度。基于PCA-SVM的预测模型，能够准确识别焊缝成形形貌，准确率高达96.6%。这对实际生产中激光钎焊质量监测具有很好的应用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0302004      

黄建衡   梁国文   李冀  

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飞秒激光加工是一种“冷加工”技术，能克服热效应的影响，使加工材料的边缘非常整齐和精确，对高熔点和硬脆材料的微细加工优势显著。为制备一种由金属靶和金刚石构成的X射线源微结构阵列阳极，本文提出采用飞秒激光加工技术加工金刚石微结构阵列，通过实验研究了飞秒脉冲激光加工金刚石材料的工艺参量，重点分析了激光聚焦物镜、激光脉冲能量、重复扫描次数对金刚石微结构形貌和尺寸的影响，得到了符合制作要求的加工参量，并依据加工参量制作出了槽宽为20μm、槽深达45μm的高质量金刚石微结构阵列，测得其表面可承受电子束轰击的最大功率密度为12W/mm2。该阵列将可用于制备微阵列阳极X射线源，为实现X射线大视场相衬成像提供关键的光源器件。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0302007      

王予   赵长明   杨苏辉   张海洋   关哲  

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设计了太阳光直接泵浦1064nm激光放大器，并首次实现了太阳光泵浦下的激光放大。该激光放大器采用菲涅尔透镜和金属锥型腔相结合的太阳光汇聚系统，工作物质为圆盘状Nd:YAG和Nd/Cr:YAG晶体。分析了固体激光放大的原理。通过tracePro仿真太阳光汇聚系统，计算了工作物质表面的泵浦光功率密度。基于Nd:YAG与Nd/Cr:YAG的光学与物理参数，用LASCAD仿真了工作物质内部的温度分布，验证了设计的可行性。在900W/m2太阳辐射和种籽光最大功率300mW的实验条件下，最大激光输出为475.1mW。对比分析了不同的太阳光汇聚系统和不同工作物质的放大实验数据，探讨了后续改进的方向。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0301003      

张文斌   刘亚飞   李德阳   马凤英   弓巧侠   杜艳丽  

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基于迈克尔逊干涉仪的非相干数字全息系统能够得到物体在非相干光照明下的全息图。本文对基于迈克尔逊干涉仪的非相干数字全息显微成像系统进行了研究。理论上：利用标量衍射理论计算了该系统的点扩散函数，获得了此系统横向放大率及重建距离的具体表达式；实验上：搭建了基于迈克尔逊干涉仪的非相干数字全息显微成像系统的实验光路，利用CCD记录全息图，用广义相移数字全息干涉术去除孪生像与零级像，并用角谱算法得到了清晰的重建像。实现了分辨率板和洋葱表皮细胞等样品的非相干全息显微成像，验证了该系统的可行性。分辨率板的成像实验证明，该系统的横向分辨率可达512lp/mm。微米洁面刷软毛的成像实验证明，该系统具有呈现物体三维结构的特性。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0309001      

马国龙   李俐群   陈彦宾   赵恒  

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本文采用双光束光纤激光焊接方法对特殊的十字交叉型接头进行焊接研究，从焊缝成行、力学性能和微观组织方面，系统研究了光斑排布方式和热输入对双光束焊接十字交叉型接头焊接特性的影响规律。试验结果表明，采用双光束激光焊接方法可成功实现十字交叉型接头的焊接，获得成形良好、力学性能满足使用要求的接头。在热输入大于120KJ/m时可实现接合面的完全熔合。接头抗拉强度随热输入增大而增大；在热输入相同条件下，串行排布接头抗拉强度明显大于并行排布；在热输入约为140KJ/m时接头强度达到母材的96.5%。双光束串行排布时焊缝成形和力学性能均优于并行排布。焊缝重熔区显微硬度高于未重熔区，这归因于重熔后焊缝中析出更多的渗碳体。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0302002      

杨胶溪   靳延鹏   李子阳   张光睿   贾无名   常万庆  

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摘要：为进一步提高Inconel690合金管表面耐蚀性和耐磨性，本文采用3500W CO2 slab(DC035)激光设备，辅助以高纯氮气在690传热管表面进行激光熔凝渗氮处理,研究了激光熔凝渗氮对690合金组织及性能的影响。采用扫描电子显微镜、X 射线衍射和显微硬度计对熔凝渗氮试样进行了微观组织、相组成和显微硬度的分析与测试，并使用电化学工作站进行耐蚀性能分析。研究结果表明：氮化层具有较高冶金质量且无裂纹、气孔等缺陷，组织分布均匀、晶粒细小；渗氮层内主要由CrN、γ相等物相组成。690合金管经过渗氮处理后对Cl-表现出较好的腐蚀抗性，但是轻微降低了在OH-的溶液中的耐蚀性能；690合金管激光熔凝渗氮后的显微硬度最高达到253HV。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0302001      

付杰   樊仲维   郭喜庆   赵天卓   连富强  

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为了改善激光诱导击穿光谱质量，本文使用具有时间分辨功能的光谱仪采集激光诱导钢靶等离子体光谱，研究了钢靶等离子体辐射光谱时域分布特性。结果表明，光谱强度和背景强度随延时皆呈指数衰减变弱，原子谱线强度在前4μs内衰减更快但寿命较长，而离子谱线存在寿命较短；采集延时对不同谱线的信噪比影响不一样，Mn I 403.08nm、Cr I 428.97nm、Cr II 458.82nm、Fe I 430.79nm和Fe II 503.57nm谱线得到的最佳延时分别为8μs、2μs、0μs、2μs和4μs；采用双线法和Boltzmann plot方法计算等离子体温度、Saha-Boltzmann方程计算电子密度，验证了在0～10μs范围内采集到的光谱信号满足局部热平衡状态。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0311001      

冯源   郝永芹   王宪涛   刘国军   晏长岭   张家斌   李再金   李洋  

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根据分布布拉格反射镜distributed Bragg reflector(DBR)的工作原理，优化量子阱和分布布拉格反射镜（DBR）结构，采用Crosslight 计算机模拟软件模拟了垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）的反射谱和量子阱增益谱，确定量子阱组分、厚度以及反射镜的对数。采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）外延生长并制备了850nm顶发射VCSEL。测试结果表明，阱宽为5nm的In0.075Ga0.925As/Al0.35Ga0.65As量子阱，在室温下激射波长在840nm左右，设计的顶发射VCSEL结构通过Ocean Optics Spectra Suite软件验证，得到室温下的光谱中心波长在850nm附近，证实了结构设计的正确性。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0301005      

刘畅   余锦  

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针对固体激光增益模块紧凑化、简单化的设计需求，建立了单侧LD叠阵泵浦Nd:YAG晶体棒的模型，利用Tracepro软件对陶瓷聚光腔内Nd:YAG晶体棒泵浦光对吸收分布情况进行了数值模拟。分析了聚光腔形状、晶体棒半径和掺杂浓度及其他影响因素对聚光效率及增益均匀性的影响。研究表明，聚光效率随聚光腔横截面积近似呈线性变化，0.5atm.%掺杂浓度半径2mm的Nd:YAG晶体棒可以实现光斑半径约为1.0mm的近基模输出；晶体棒均匀泵浦区域半径占比U型腔半径约为0.5时泵浦光吸收较为均匀。在文中所使用的结构下，LD叠阵单侧泵浦Nd:YAG晶体的泵浦结构可以获得65%的聚光效率，增益均匀性优于0.65。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0301001      

魏昊波   魏晓峰   王德恩   张晓璐   袁强   薛峤   张鑫   杨英   赵军普   代万俊   胡东霞  

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双脉冲双向传输放大构型中两束激光沿主放大器空间对称的两个方向同时进行传输放大，有效增加了系统储能提取率，在惯性约束聚变激光驱动器领域具有极大的应用价值。通过建立等效光路的方法，推导出了两束激光脉冲在传输放大时波前畸变的叠加过程，并利用神光-Ⅲ主机装置中的实测数据进行了数值模拟。结果表明双向传输放大构型下两束脉冲的波前面形存在一定差异，波前像差集中在低频段，且三、四程放大时空间滤波器小孔处脉冲和输出脉冲的波前畸变较大，为保证输出光束质量和空间滤波器安全过孔，必须对主放大器内的波前像差进行补偿控制。这些结论将为双脉冲双向传输放大构型下波前控制方案的设计提供理论依据。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第3期 pp.0305001      

侯慧鹏   梁永朝   何艳丽   雷力明   李雅莉  

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本文采用选区激光选区熔化(SLM)技术加工哈氏合金试样并进行后处理，观察并分析了成形态、热处理态、热处理+热等静压态试样的宏观/微观组织特征并测试了室温/高温拉伸性能。结果表明，成形态的横向/纵向出现微裂纹，未出现析出物；去应力退火后，横向组织为等轴晶，纵向为交错分布的细柱状晶区和粗柱状晶区，柱状晶长度约2~12倍层厚，晶粒内部存在的两种形态差异显著的析出物；热等静压处理后，晶粒显著长大，析出物显著均匀化，室温拉伸性能达到锻件标准。相比于纵向，横向拉伸性能具有高强度低塑性的特征。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0202007      

卢宇   李中梁   王向朝   南楠   王瑄  

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研制了一套探头末端直径为1mm的血管内扫频光学相干层析成像（IV-OCT）系统。为了确保探头内格林透镜的中轴线与安装在微型电机轴上的直角棱镜的中轴线对准，制作了尺寸匹配的塑料套管；将格林透镜插入塑料套管后与微型电机一同安装于聚四氟乙烯(PTFE)管中，制成了末端直径为1mm的探头。对光源自带的k-clock信号进行硬件滤波以去除其中的直流分量和谐波分量，提高了系统分辨率。对等波数域间隔重采样后的干涉光谱数据进行加窗、FFT、取对数、背景去除后，将得到的多个A-scan数据进行坐标变换，重建得到圆形扫描的样品图像。实测系统纵向分辨率11.8um，横向分辨率24um，成像帧速30帧/秒。利用研制的IV-OCT系统，实现了管状白胶带、小葱葱管、藕、离体鸭血管样品的OCT成像。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0207001      

杨昌盛   陈丹   赵齐来   冯洲明   钱奇   杨中民   徐善辉  

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2.0 μm波段掺铥连续单频光纤激光器因具有输出线宽窄、相干性好、噪声低、输出波长可调谐等特点，在高精度测量、高分辨率光谱学、激光雷达、激光医疗等领域有着广泛应用前景，近年来成为了激光器领域的研究热点。从两个方面介绍了当前2.0 μm波段掺铥连续单频光纤激光器的实验研究进展，一方面以实现单频光纤激光的关键技术为主线，总结了不同腔结构掺铥单频光纤激光振荡器的研究现状与发展方向；另一方面基于种子源主振荡功率放大（MOPA）结构进行单频激光功率放大，总结了高功率掺铥MOPA单频光纤激光器的国内外研究进展。此外，归纳了本课题组在高掺杂铥锗酸盐玻璃光纤的制作、2.0 μm波段单频光纤激光振荡器的构建以及单频激光功率放大的部分研究工作。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201002      

赵磊   李超   黎玥   王琳   张昊宇  

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本文提出一种全光纤结构超连续谱光源。为得到高功率超连续谱输出，脉宽为12ps、中心波长为1064nm的脉冲信号，在芯径10mm掺镱光纤中被放大至189W，用做泵浦源。同时，在脉冲信号放大过程中，使用窄带滤波器、级间隔离器、反向泵浦抑止自发辐射与非线性效应。脉冲信号放大后，注入长度为0.5m的光子晶体光纤（PCF），产生光谱范围为460nm~1700nm、功率为102.8W超连续谱输出，这是目前为止，在此光谱范围，基于商用光子晶体光纤的最高输出功率报道。由于量子亏损和传输损耗，当泵浦功率从1.5W提高至189W时，超连续谱光-光斜率效率从90%降低至30%。考虑到斜率效率快速下降，在此光谱范围，输出功率（102.8W）已接近输出极限，若期望进一步提高输出功率，需要对结构、材料、器件等进行优化。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201016      

冷进勇   肖虎   周朴   张汉伟   许将明   吴坚   刘泽金  

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针对半导体泵浦的掺镱光纤激光器功率进一步提升面临的主要问题，分析了级联泵浦方案在实现更高功率输出方面的优势和不足。简要回顾了光纤级联泵浦技术的发展历程，重点介绍了掺镱光纤激光级联泵浦的关键技术、研究现状和最新进展。针对级联泵浦面临的泵浦吸收和非线性效应问题，分析了下一步的研究方案和技术路线。最后对级联泵浦技术有望获得的新应用进行了简要介绍。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201019      

卜祥宝   师红星   程昭晨   彭志刚   刘江   王璞  

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报道了采用自建1908 nm掺铥光纤激光器泵浦的中红外可调谐窄线宽Cr:ZnSe激光器。该激光器为X型腔结构，6.8 W泵浦功率下连续光最大输出功率1.6 W，对应斜效率26.7%，中心波长2420 nm。采用Littrow结构实现了2284 nm至2716 nm的连续可调谐，调谐范围432 nm，线宽0.13 nm；5 W泵浦功率下采用输出比22% 的耦合输出镜在2350 nm至2510 nm范围内获得了大于500 mW的输出。采用Littman结构实现了2305 nm至2658 nm的连续可调谐，调谐范围353 nm，线宽小于0.05 nm；5 W泵浦功率下可在2350-2520 nm范围内实现300 mW以上输出。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201005      

向勇   李恪宇   王伟   冯斌   韩伟   王芳  

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针对惯性约束聚变激光装置终端光学系统中使用的大口径KDP超薄晶体的面形畸变，本文探索了一种“低应力”新型夹持方法――四周回形全紧固夹持法。本文先从谐波装换模型和晶体准直两方面，分析了晶体面形畸变将降低三倍频效率和导致准直光斑弥散，并总结和提出了“晶体面形总畸变小于5μm”和“晶体装夹畸变小于加工畸变”的两项控制目标；然后，再根据力学模型，设计了四周回形全紧固夹持法的精密装配结构，并对该结构进行了精密加工控制和有限元分析，并进行了实验验证。验证结果表明，利用“低应力”新型夹持方法，晶体装配后的总面形畸变小于5μm，说明该方法能够满足晶体的面形畸变控制目标。此工作可为惯性约束聚变激光装置的高效谐波转换和装置的高效率运行奠定良好的基础。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0208001      

郑也   杨依枫   赵翔   公维超   柏刚   张璟璞   刘恺   陈晓龙   赵纯   漆云凤   晋云霞   何兵   周军（大）  

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随着高功率、高亮度激光光源在工业、国防和能源等应用领域的不断拓展，在光束质量、热管理、转换效率和方便使用等方面具有独特优势的高功率光纤激光器受到广泛重视。然而，由于热损伤和非线性效应等因素的制约，单根光纤激光器的单模输出功率受到一定限制。将多个光纤激光器的输出通过一定的方式进行光束合成，是实现更高功率激光输出的必然选择。近年来，国内外针对高功率光纤激光阵列的相干和非相干光束合成技术开展了大量探索研究。采用色散光学元件将不同波长的光纤激光合成一束激光输出的光谱合成技术是实现高功率、高亮度光纤激光系统的有效技术途径。本文主要对高功率光纤激光的光谱合成技术进行了介绍，首先介绍了光谱合成技术的发展历程和研究现状，给出了几类常见的光谱合成系统的基本原理、关键要素和优缺点，然后介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在窄线宽光纤激光及其光谱合成方面的最新进展，采用自研的窄线宽光纤激光器和衍射光栅，实现了11.27 kW的高光束质量的光谱合成输出。最后对高功率光纤激光光谱合成技术的发展前景进行了展望。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201018      

肖起榕   张大勇（华北光电所）   王泽晖   黄昱升   张利明   巩马理   闫平   李丹  

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高光纤激光器是目前激光器研究中的一个热点。泵浦耦合功率将直接决定激光器的输出功率。本文分析了光纤激光泵浦耦合技术的研究现状，从端面泵浦耦合和侧面泵浦耦合两大基本结构出发，详细阐述了各种光纤激光泵浦耦合器的技术方案和特点，并进行综合比较，针对现存问题以及今后的研究方向提出了建议。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201012      

金亮   张贺   徐英添   赵鑫   徐莉   邹永刚   李洋   徐成阳   何广龙   马晓辉  

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本文报道了一种主振荡光纤放大系统（MOFA），围绕提高峰值功率和增大系统重复频率调制范围两方面进行了实验研究。实验采用电脉冲和声光调制的方式对光脉冲序列进行调制，抑制了半导体种子源在小信号放大时产生的放大自发辐射效应（ASE）和自激振荡，摆脱了种子源对系统重复频率的限制，使系统在1 kHz ~ 200 kHz范围内连续可调。而且，在声光调制器对光脉冲调制过程中，声光Q开关有效减小了放大过程中由于自相位调制引起的光谱展宽。另外，为了进一步提高光纤激光系统的峰值功率和输出光束质量，实验采用大模场棒状光子晶体光纤作为增益介质，有效提高了模场面积、降低了纤芯数值孔径， 抑制了因峰值功率过高引起的非线性效应，提高了光脉冲的峰值功率和输出光束质量，最终实现了脉冲宽度为1.12 ns、峰值功率达到2.01 MW的稳定光脉冲输出，M2x=1.54，M2y=1.63。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201008      

周泰斗   梁小宝   赵磊   王琳   李超   罗韵   王建军   景峰  

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基于衍射理论，建立了用体布拉格光栅实现高功率光纤激光光谱合成的物理模型。在考虑入射光束参数和体布拉格光栅色散的情况下，分析了任意光束经过体布拉格光栅衍射的光场分布，计算得到光束衍射后的二阶距意义下的束腰和光束质量M2因子，并定量分析了体布拉格光栅色散、入射光束尺寸、谱宽和入射光束质量M2对衍射后光束质量的影响，研究结果表明，体布拉格光栅周期越小，色散越严重；入射子束尺寸越大、谱宽越宽、初始光束质量越差，衍射后的输出光束质量劣化越明显。该模型解析地给出了光束衍射后的光束质量表示，可方便快捷的得到光束衍射后的光束质量。实验数据与分析结果进行了比较并显示了良好的一致性。

       PDF全文        中国激光 ，2017年第44卷第2期 pp.0201017      

张珊   黄战华   李桂芳   王崇禧   赵健   赵宁波   蔡怀宇   张尹馨