1 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
3 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 400714
研究了径向偏振型飞秒脉冲激光并将其引入基于双光子吸收理论的微纳加工系统,得到了 更高纵向分辨率、更低长径比的二维微纳尺度聚合物结构。对聚焦光场内光强分布的理论模拟表 明:径向偏振型飞秒脉冲激光在提高纵向分辨率的同时会在一定程度上降低聚合物结构的横向分 辨率,使聚合物结构的长径比降低。用扫描电子显微镜表征聚合物结构得到的结果与理论模拟 结果具有良好的一致性。径向偏振型飞秒脉冲激光提高了微纳尺度聚合物结构的纵向 分辨率,在激光光刻领域有良好的应用前景。
非线性光学 纵向分辨率 双光子加工 径向偏振 微纳聚合物结构 nonlinear optics longitudinal resolution two-photon fabrication radial polarization micro/nano polymer structure
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 IFSA协同创新中心 上海交通大学, 上海 200240
4 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
根据非线性薛定谔方程建立了基于可饱和吸收体被动锁模掺Er3+氟化物光纤激光器的理论模型, 研究了中红外超短脉冲在掺Er3+氟化物光纤激光器中形成的物理机制, 数值模拟了被动锁模掺Er3+氟化物光纤激光器中中红外超短脉冲的演化过程, 重点分析了掺Er3+增益光纤长度, 可饱和吸收体不饱和损耗对被动锁模掺Er3+氟化物光纤激光器产生中红外超短脉冲的影响, 并给出了参数设置范围。研究发现: 当小信号增益系数、可饱和吸收体不饱和损耗、腔内净色散量为一定值, 掺Er3+氟化物光纤长度在一定范围时, 才会出现稳定的锁模脉冲, 且随着掺Er3+氟化物光纤长度增加脉冲宽度变窄、光谱变宽、峰值功率增高; 当掺Er3+氟化物光纤长度、腔内净色散量、小信号增益系数为一定值时, 可饱和吸收体不饱和损耗在一定的范围时可以得到稳定的锁模脉冲, 且随着可饱和吸收体不饱和损耗的增加脉冲宽度变窄, 光谱先变宽后变窄变化范围不大, 峰值功率增加。
光纤激光器 超短脉冲 中红外 氟化物光纤 fiber laser ultrashort pulse mid-infrared fluorine fiber 红外与激光工程
2016, 45(11): 1136004
1 内蒙古大学 交通学院 机械工程系， 呼和浩特 010070
2 内蒙古大学 物理学博士后流动站, 呼和浩特 010021
3 西安电子科技大学 天线与微波重点实验室， 西安 710071
提出一种基于渐进空间映射算法(ASM)与遗传算法(GA)相结合的I/O端口不等长相移效应的滤波器快速调试方法。渐进空间映射算法能够准确预测精细模型的调试方向与幅度，遗传算法能够准确快速得到I/O端口的相移效应，并且通过柯西法提取粗糙模型。基于有限元的全波电磁仿真软件HFSS,建立精细模型，粗糙模型参数即等效电路参数,则由去除I/O端口处相移效应后的S参数获得。利用该方法对六阶交叉耦合滤波器进行调试，经过几步迭代即可使滤波器满足所要求的响应指标，验证了该调试方法的正确性和有效性。
渐进空间映射算法 遗传算法 相移效应 微波滤波器 调试 aggressive space mapping genetic algorithm phase shift effect microwave filter tuning 强激光与粒子束
2016, 28(5): 053004
1 内蒙古大学 交通学院， 呼和浩特 010070
2 内蒙古大学 物理学博士后流动站, 呼和浩特 010021
3 西安电子科技大学 天线与微波重点实验室， 西安 710071
传统滤波器诊断调试方法通过提取滤波器等效电路参数与理想参数对比来决定调试方向，并未考虑调谐元件之间的相互耦合关系且未考虑调试幅度的大小，因而调试效率低下。为解决这一问题，提出一种基于遗传算法与渐进空间映射算法相结合的计算机辅助调试方法。利用遗传算法优化得到滤波器输入输出端的相移长度，去除相移后利用柯西法对滤波器进行参数提取，通过渐进空间映射算法确定滤波器调谐元件的调试方向与幅度，从而使微波滤波器快速达标。采用该方法对四阶交叉耦合滤波器进行调试，仅通过4次迭代即可使滤波器达标，验证了该提出方法的有效性与准确性。
滤波器 参数提取 遗传算法 渐进空间映射算法 filters parameter extraction genetic algorithm aggressive space mapping 强激光与粒子束
2015, 27(12): 123003
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
对于皮秒脉冲激光器作为测距光源在激光远程测距系统中的应用进行了探讨。通过对脉冲激光测距现状及远程测距发展需求的分析，提出了皮秒脉冲激光在远程激光测距系统中的应用方案。简要介绍了皮秒脉冲激光在卫星激光测距系统中的应用情况，进而分析了皮秒脉冲激光在远程测距系统的应用可行性。设计了一种简单的皮秒脉冲激光远程测距系统。
测量 光学设计 远程激光测距 皮秒脉冲激光 卫星激光测距 激光与光电子学进展
2015, 52(10): 102203
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为获得高功率全光纤中红外超连续谱，采用自制的掺Er锁模光纤激光器作为种子源，激光经过两级放大至1.67 W，泵浦氟化物光纤，获得光谱覆盖1000~2400 nm的超连续光谱；光谱宽度随着泵浦功率的增加而展宽，当输出功率达到1.21 W时，转换效率为72%，并且产生的超连续谱被强烈的调制，在多个波长点处谱功率密度调制到0 mW/nm，但调制波长与泵浦功率无关。
超连续谱 氟化物光纤 中红外 锁模激光器 supercontinuum fluoride fiber mid-IR mode-locked laser 强激光与粒子束
2014, 26(10): 101005
1 西安交通大学系统工程研究所, 陕西 西安 710049
2 中国卫星海上测控部飞行器海上测量与控制联合实验室, 江苏 江阴 214431
根据任务和功能要求, 设计了一种应用于红外跟踪测量系统的图像处理电路。介绍了电路的实现功能、设计构架、硬件组成和对外接口等, 进行了模块划分和模块描述。该电路以内含嵌入式处理器的高性能 FPGA为核心, 复杂计算由嵌入式处理器编程实现, 满足任务功能要求, 提高了系统集成度和可靠性。
红外系统 图像处理 电路设计 跟踪测量 infrared system image processing circuit design tracking and measuring
1 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 400714
变换光学基于麦克斯韦方程的形式不变性,可以任意地控制电磁场达到需要的空间分布, 是最近光学及电子工程领域的热门研究方向。从历史发展的角度回顾了变换光学概念的产生历程, 简要介绍变换光学的基本物理原理,并结合光学隐身、光学幻觉和波导工程等现代光学工程试验总结了 在当前科学和工程领域中的代表性应用。介绍近期变换光学新概念框架的进展以及在声学、热学、 量子波领域中应用的拓展,讨论变换光学未来理论和工程方面的发展方向。
变换光学 微分几何 隐身 transformation optics differential geometry invisibility cloaking
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 清华大学 工程物理系, 北京 100084
大型激光驱动器装置对光纤前端系统的输出脉冲能力提出了更高的要求, 基于大模场光子晶体光纤的mJ级脉冲放大器技术是首先需要解决的关键技术问题。研究了大模场光子晶体的切割和熔接工艺, 实现了全光纤结构集成。对1~10 kHz重复频率、10 ns脉宽、0.3 nm线宽的方波脉冲进行了放大实验研究, 对比研究了反向和正向泵浦方式对自发辐射放大的抑制效果, 在1 kHz获得0.6 mJ, 单横模脉冲输出, 初步验证了基于此类系统获得大能量、高品质脉冲输出的能力。
光纤放大器 光子晶体光纤 全光纤 fiber amplifier photonic crystal fiber all-fiber structure 强激光与粒子束
2014, 26(2): 021001
正则化正交匹配追踪算法由于重构效率高在信号重构中得到广泛应用, 然而该算法需要以信号稀疏度为先验条件, 若稀疏度水平估计不合适会造成重构结果不稳定.针对该问题, 提出了一种基于弱选择正则化的正交匹配追踪算法.该算法可以实现在信号稀疏度未知的条件下, 根据弱选择标准对算法中每次迭代产生的余量与观测矩阵之间的相关性进行判定, 并且自适应地确定表示原信号的原子数目和原子候选集, 进而通过正则化原则从候选集中快速有效地挑选出完成信号重构的最优原子组.数值实验表明, 所提出算法和其它贪婪算法相比较, 峰值信噪比提高0.5~1.5 dB, 最小均方差也明显降低, 图像信号重构效果优于其它同类算法.
压缩感知 弱选择 正则化 匹配追踪 信号重构 Compressed sensing Weak selection Regularize Match pursuit Signal reconstruction
