1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
研制了一款输入输出均为50 μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的（6+1）×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响，纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光束质量的影响。合束器的制作中，使用半掺氟的薄壁玻璃管提高泵浦臂性能，泵浦耦合效率大于98.5%，无主动制冷情况下温升小于10 ℃/kW。采用包层腐蚀变径技术保证信号光纤在组束过程中纤芯不变形，并通过光束质量因子反馈对准熔接，实现了高光束质量保持的合束器的研制，光束质量退化比仅为3.4%。在合束器信号光纤尾端制作包层光滤除器并熔接端帽构成一体化器件，应用于单级主振荡功率放大结构的窄线宽激光系统中，实现了4.1 kW近单模输出，拉曼抑制比为40.5 dB。
泵浦/信号合束器 高功率光纤激光 光束质量
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室，湖南 长沙 410073
包层光滤除器（CPS）能将光纤中包层光滤除，保证大功率光纤激光系统的高光束质量和稳定性，是大功率光纤激光系统稳定运行的重要核心器件之一。本文基于分段腐蚀法，设计了一种新的可实现双向滤除的弱-强-弱CPS制备方案。在无主动制冷、激光输入功率为2051 W的情况下，分别测试了正反向输入时的CPS性能，CPS局部最高温度为31.2 ℃，温升速率为3.5 ℃/kW，滤除效率为20.1 dB。对CPS进行双向设计，可以将光纤包层中的回返光均匀滤除，进一步提升光纤激光器系统的安全性与可靠性。该研究可为大功率光纤激光系统提供重要的器件支撑。
激光器 光纤激光器 包层光滤除器 分段腐蚀 大功率 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714003
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院，长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室，长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室，长沙 410073
在高功率光纤激光系统中，包层光滤除器能将光纤中包层光滤除以保证输出激光光束质量，光纤端帽通过对输出激光扩束降低输出光纤端面的光功率密度，从而保护光纤端面不受损坏，两者都是高功率光纤激光系统稳定运行的重要核心器件。将包层光滤除器和光纤端帽进行一体化设计，制备了一体化高功率光纤包层光滤除器和光纤端帽并分别应用于20 kW合束系统和单纤系统中，输出功率达到20 kW时，端帽的最高温度约为40 ℃，温升速率约为0.8 ℃/kW。
光纤激光器 高功率 包层光滤除器 光纤端帽 fiber laser high power cladding power stripper fiber end-cap 强激光与粒子束
2022, 34(11): 111001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
中国激光
2022, 49(20): 2016002
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
3 大功率光纤激光湖南省协同创新中心，湖南 长沙 410073
在基于光纤功率合束器的高功率合成方案中，合成后激光保持好的光束质量是当前激光领域亟待解决的问题之一。实现了一种高光束质量光纤功率合束器的研制。首先，利用仿真软件建立3×1光纤功率合束器模型，对影响功率合束器光束质量和传输效率的因素进行了仿真，得到了制作合束器最佳参数的理论值；其次，基于光纤包层腐蚀技术，根据仿真结果利用熔融拉锥光纤束技术研制了一种输出光纤为50/400 μm （NA=0.12）的高光束质量3×1光纤功率合束器；最后，利用三台3 kW的光纤激光器对其进行了测试，在总输入功率为8.95 kW的情况下，合束后输出功率为8.62 kW，整体传输效率大于96%，光束质量M2=4.035。
功率合束器 光纤激光器 拉锥熔融 光束质量 fiber signal combiner fiber laser taper-fused beam quality 红外与激光工程
2022, 51(5): 20210354
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
Side pumping combiners are widely used in fiber laser schemes for their high coupling efficiency, low insertion loss, and multi-point pumping capability. However, side pumping combiners perform differently in coupling efficiency when pumping with a laser diode (LD) and a high-brightness 1018 nm Yb-doped fiber laser (YDFL). In this paper, for the first time, to the best of our knowledge, we investigated the different parameters to fabricate the combiner with high coupling efficiency when pumping with an LD and a YDFL, respectively. After optimization, the maximum coupled pump power from one single-pump port of the combiner was 1200 W and 2730 W when pumping with a LD and a YDFL, respectively.
side pumping fiber laser fiber combiner Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021401
1 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心, 时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室, 重庆 400054
2 重庆理工大学机械工程学院, 重庆 400054
针对传统高精度角位移测量方法中,存在制造工艺复杂、多测头结构复杂且安装困难等问题,提出一种基于旋转光场且整周封闭的高精度角位移测量方法。该方法借鉴旋转磁场产生原理,在整个圆周面上均布正弦型透光面,等间隔地将整圈透光面分成0°、90°、180°和270°四组,用单路交变光场为整周封闭的透光面提供交变光强信号,经光电转换和微控移相合成一路电行波信号,最后利用高频时钟脉冲对参考信号与电行波信号的相位差进行插补,实现了角度测量。通过搭建实验平台,对不同的原理样机进行对比实验,实验验证了制造精度和对极数对测量误差的影响,在整周360°测量范围内,采用圆心角为2°的等分透光栅面,测量误差可达±5.0″。由于测量误差主要由周期性误差成分组成,通过修正谐波误差以及提高光场分布质量,其测量精度还将有较大的提升空间。验证了该方法对制造和安装误差的抑制效果,为采用低精度制造工艺实现高精度测量提供了一种有效的实现方案。
测量 旋转光场 角位移 交变光场 光场分布 光学学报
2021, 41(18): 1812001
1 重庆理工大学机械工程学院, 重庆 400054
2 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心时栅传感及先进检测技术重庆市重点实验室, 重庆 400054
针对现有多交变光场的光源一致性差、体积大、难集成的问题,提出一种单交变光场的驻波合成电行波的微控移相精密直线位移测量方法。该方法利用单路交变光源与四路正弦栅面空间调制获得四路光强信号;通过微控移相电路获得时间上严格相差90°的两路驻波信号,并合成一路电行波信号;最后利用高频时钟脉冲对参考信号与电行波信号的相位差进行插补,实现位移测量。文中分析微控移相测量原理,并针对移相精度和光场分布建立理论模型和仿真模型,明确了传感器因移相精度和光场分布引起的一次、二次误差产生的原因。实验结果表明,所研制的原理样机,在0.6 mm的短周期内原始测量精度为±0.26 μm,经误差修正和优化后,在500 mm测量范围内,测量精度与RENISHAW激光干涉仪基本一致。集成化的结构和高精度测量结果为该传感器下一步工程化应用提供了良好的基础。
测量 位移测量 传感器 交变光场 光场分布
1 秦皇岛市第一医院CT室, 河北 秦皇岛 066000
2 秦皇岛市第一医院检验科, 河北 秦皇岛 066000
目的: 探讨128排256层螺旋计算机断层扫描(CT)血管造影术在评估非ST段抬高心肌梗死(NSTEMI)危险程度中的应用。方法: 选取2017年7月至2018年2月本院NSTEMI患者152例,所有患者均给予128排256层螺旋CT血管造影术、冠脉造影(CAG)检查,分析CT血管造影术对NSTEMI冠脉狭窄及其危险程度的评估价值。结果: 在检查NSTEMI无、轻度、中度、重度冠脉狭窄方面,CAG检查分别为18例、30例、62例、42例,CT血管造影术分别为19例、31例、62例、40例；以CAG为对照,CT血管造影术评估NSTEMI冠脉狭窄的敏感度、特异度、准确度分别为98.51%、94.44%、98.03%,差异无统计学意义(P>0.05)；以CAG为对照,CT血管造影术评估NSTEMI轻度、中度、重度冠脉狭窄的符合率分别为为86.67%、90.32%、90.48%,Kappa值为0.765,两种检查具有良好的的相关性。结论: 128排256层螺旋CT血管造影术可有效评估NSTEMI的冠脉狭窄及其危险程度,可作为一种早期评估NSTEMI病情的无创、简易、准确筛查方法,值得临床作进一步推广。
128排256层螺旋计算机断层扫描血管造影术 非ST段抬高心肌梗死 评估 冠脉狭窄 危险程度 128 row 256 slice spiral computed tomography angio non ST segment elevation myocardial infarction evaluate coronary artery stenosis risk degree
