1 深圳大学微纳光电子学研究院二维材料光电科技国际合作联合实验室，广东 深圳 518060
2 中国科学院高功率激光物理重点实验室，上海 201800
中红外波段高功率激光光源在工业加工和生物医疗等领域中有着广泛的应用。报道了基于主振荡器功率放大器（MOPA）结构的百瓦级中红外连续波光纤随机激光器，获得了最高输出功率为100.40 W、斜率效率为47.8%、波长为1980 nm的连续波激光输出。得益于MOPA结构中光纤随机激光种子源在激光放大过程中的光谱带宽保持特性，100.40 W激光输出时的3 dB光谱带宽仅为～0.2 nm。激光器的短时时域强度波动和长时功率波动均表现出优良的稳定性。所提实验技术方案和实验结果有望进一步拓宽中红外高功率光纤随机激光器的应用范围。
激光器 光纤随机激光器 高功率激光器 瑞利散射 中红外激光器 高稳定性
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院，江苏 南京 210046
2 南京先进激光技术研究院先进全固态激光技术研发中心，江苏 南京 210046
为满足精密测量等领域对半导体激光器的波长稳定性、相位噪声等指标的严苛要求，提出基于系统传递函数理论推导论证与仿真验证相结合的分析方法，并由此设计改进了一款半导体激光器的高稳低噪恒定电流驱动电路。绘制了电流驱动电路的交流小信号模型和交流通路，对电路参数和系统稳定性的关系进行了理论分析，并引入噪声抑制网络对电路进行改进，通过Tina-TI仿真验证了改善后的驱动电路在2 MHz带宽内的噪声抑制能力和稳定性。实验结果表明，恒流驱动电路在3 KHz~2 MHz宽带内交流噪声有效值为224 nA，连续驱动电流2.5 h稳定度优于1.90410-6，1 h光功率积分时间1 s时的稳定度为1.17710-5。仿真与实验基本相符，驱动电路具有较高的稳定性和噪声抑制能力，同时，该分析方法对半导体激光器的超低噪声的驱动电路设计和优化具有普遍的理论指导意义。
光学设计与制造 半导体激光器 理论分析 仿真验证 超低电流噪声 高稳定性 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0522005
1 重庆邮电大学 光电工程学院，重庆
2 山西大学 光电研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室，太原
基于激光器单频运转的物理条件，理论模拟分析了高功率激光器满足临界单频运转条件对应的输出耦合镜透射率与注入泵浦功率之间的关系。根据理论模拟结果，对于端面泵浦单增益介质的激光器在注入泵浦功率为115 W和端面泵浦双增益介质激光器在注入泵浦功率为240 W时，实验上分别选取透射率为25%和37%的输出耦合镜，在单谐振腔中分别实现了输出功率达51 W和101 W的单频连续波1 064 nm激光器，对应的光—光转换效率分别为45.9%和42.9%，实验结果与理论预期吻合。
全固态激光器 高功率 单频 高稳定性 all-solid-state laser high power single-frequency high power stability
1 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室，辽宁 大连 116650
2 中国科学院大学，北京 100049
设计并搭建了一台具有高重复频率(1 MHz)和低泵浦阈值的飞秒光参量放大器(OPA)。该OPA使用掺镱飞秒光纤激光器进行泵浦，超连续白光作为种子在β-偏硼酸钡(BBO)晶体内被515 nm倍频光放大，实现了650～950 nm范围内的可调谐输出。该OPA的最高转换效率超过20%，功率稳定性可以达到0.22%，压缩后的最短脉宽小于34 fs，当1030 nm波段的脉冲能量为300 nJ时即可实现稳定输出。相比于飞秒光参量振荡器，该系统更加简单稳定；相比常规飞秒光参量放大器，该OPA具有更低的阈值，更适合高重复频率低能量的应用场景，例如多光子成像、显微瞬态吸收光谱等。
激光器 飞秒光参量放大器 低阈值 可调谐激光 高稳定性 中国激光
2022, 49(23): 2301004
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院，南京 210023
将银纳米线与不同浓度的羟丙基甲基纤维素以一步混合的方法制备导电银浆，旋涂并热压制备具有嵌入式结构的复合透明电极。分别改变银纳米线和羟丙基甲基纤维素的混合比例，研究其比例对电极光电性能、粗糙度和稳定性的影响。结果表明，一步法得到的导电银浆可以有效制备嵌入式结构透明电极，显著改善银纳米线电极的平整性和稳定性。电极中羟丙基甲基纤维素的增加对电极的光电性能影响较小，但是极大降低了电极的粗糙度。最优化电极的平均表面均方根粗糙度仅为4.6 nm。羟丙基甲基纤维素对银纳米线的保护使透明电极在强氧化环境和胶带测试下均可保持良好的稳定性。
银纳米线 羟丙基甲基纤维素 透明导电薄膜 低粗糙度 高稳定性 Silver nanowires HPMC Transparent conductive film Low roughness High stability
在同轴三反射镜消像散（TMA）大口径长焦距相机中，次镜支撑为大质量悬臂结构，该相机系统对次镜的位置精度有较高要求，为提高次镜支撑的动力学特性，保证结构尺寸稳定性，采用理论研究和有限元分析相结合的方法设计了一种轻质高刚度高稳定支撑结构，组件质量为4.5 kg。分析及试验结果表明，组件一阶频率较高达到104 Hz，动力学特性较好。同时设计了结构稳定性试验装置及测试方法，结果表明：经过多次振动，结构尺寸稳定在3 μm以内，组件具有较高抗振稳定性；热真空循环试验前后，结构尺寸亦未发生改变，支撑结构具有较高稳定性，满足空间应用要求。目前该支撑结构已应用于某些高分辨率空间相机中，并为高分辨率、轻质、敏捷空间相机设计提供参考。
成像系统 次镜 支撑结构 高稳定性 力学试验 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0712004
1 北京理工大学 光电学院，北京 100081
2 信息光子技术工业和信息化部重点实验室，北京 100081
3 光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
作为新型结构光束的一类，全庞加莱球光束因其横截面上自旋角动量和轨道角动量发生耦合，近年来在自由空间光通信领域内受到广泛关注。然而，传输信道中的大气湍流将产生诸如光束扩展、漂移、光强闪烁等严重影响，进而限制光通信系统性能。结合随机相位屏，对具有“C”型偏振奇点的全庞加莱球光束、“V”型偏振奇点的柱矢量光束和均匀偏振的标量涡旋光束在湍流大气中的传播进行大量的数值模拟。归一化光强相关系数和模式纯度被用于研究杂合庞加莱球表面不同位置处表征的全庞加莱球的稳定性。结果表明，相较于具有相似偏振拓扑荷和光强分布的柱矢量光束以及标量涡旋光束而言，坐标位于南半球的全庞加莱球光束在弱湍流和中湍流(r0=0.5 m, 0.125 m)下具有较高稳定性。而在强湍流下(r0=0.056 m)，优势区域缩小至2σ∈[−5π/32, 0](纬度坐标)。上述结果将为自由空间远距离通信中传输介质的选取提供重要依据并进一步促进通信质量的提升。
全庞加莱球光束 大气湍流 高稳定性 杂合庞加莱球 full Poincaré beams atmosphere turbulence higher robustness hybrid-order Poincaré sphere 红外与激光工程
2021, 50(9): 20210242
红外与激光工程
2021, 50(5): 20210007
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
定量相位显微技术容易受到环境扰动的影响。如何克服环境扰动对量化相位成像的影响,一直是相位成像领域研究的热点。着重介绍了物参共路数字全息显微技术和单光束定量相位显微技术。前者主要包括斐索干涉显微、Mirau干涉显微、离轴和同轴点衍射干涉显微、双球面照明的数字全息显微和空间复用数字全息显微;后者主要包括共轴数字全息和基于平行光照明、超斜照明和多点离轴照明的定量相衬显微。希望该综述能为构建高稳定性、实用化定量相位显微装置提供有益参考。
全息 定量相位显微 数字全息显微 物参共路 高稳定性 相衬显微 激光与光电子学进展
2020, 57(20): 200001
