作者单位
摘要
1 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051中北大学前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
2 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
3 中北大学前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
随着激光技术的发展, 激光**得到了快速发展, 针对来袭激光的威胁, 激光告警也成为目前各国发展的重点, 不同的激光告警系统探测不同的参数, 根据告警参数采取相应的躲避和反击措施; 目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、 俯仰角、 激光波长、 激光脉冲宽度等, 但现有激光告警系统无法实现多参数的同时探测, 且光谱范围窄、 视场小、 探测俯仰角和方位角为相对角度、 无法获得绝对来袭方向。 为此本文提出宽光谱波段、 大视场、 多参数激光告警新方法, 可实现450~1 700 nm宽光谱来袭激光波长、 绝对方位角、 绝对俯仰角、 脉冲宽度多参数的高精度综合测量, 该方法主要由激光脉冲宽度测量、 绝对角度及激光波长测量、 控制及数据处理三大部分组成。 其中脉冲宽度测量模块由光学镜头、 多带通窄带滤光片、 高速光电探测器组成, 实现来袭脉冲激光的高速光电转换; 绝对角度及激光波长测量模块由光栅、 大视场宽波段消色差镜头、 多带通窄带滤光片、 宽波段面阵探测器、 三维电子罗盘组成, 通过一级和零级衍射光斑位置获得来袭激光波长、 相对方位角和相对俯仰角信息, 结合三维电子罗盘测得的方位角、 俯仰角以及横滚角, 进而获得来袭激光的三维绝对方位角和绝对俯仰角。 多带通窄带滤光片主要是根据常用几个军用激光波长进行选通滤光, 有效滤除背景光的影响, 降低系统虚警、 漏警。 理论分析推导具体测量方法和参数, 设计宽光谱多参数激光告警探测系统样机, 并进行实验可行性验证。 实验结果表明, 该系统的方位角视场120°、 俯仰角视场96°、 角度测量精度优于1°、 中心波长测量精度优于10 nm、 脉宽测量精度优于3 ns。 该技术将为海、 陆、 空、 天领域对来袭激光的高精度多参数综合探测奠定基础, 有望提高复杂战场的生存能力。
多参数激光告警 宽光谱 激光波长 激光方向 激光脉冲宽度 电子罗盘 Multi-parameter laser warning Wide spectral range Laser wavelength Laser direction Laser pulse width Electronic compass 
光谱学与光谱分析
2023, 43(8): 2581
作者单位
摘要
重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
在降压转换器中, 为了在不同的负载情况下获得高效率, 常采用的方法是在重载时使用脉冲宽度调制(PWM), 在轻载时使用脉冲频率调制(PFM), 因此需要模式切换信号去控制整个降压转换器的工作状态, 同时模式切换信号也可以用于自适应改变功率级电路中的功率管栅宽, 减小功率管的栅极电容, 提高整体电路的效率。文章设计了一个自适应峰值电流模式切换电路, 用于产生模式切换信号, 其原理是监控峰值电流的变化, 产生峰值电压, 将峰值电压与参考电压进行比较, 得到模式切换信号, 以决定降压转换器是采用PFM模式还是PWM模式。仿真结果表明, 在负载电流05~500 mA范围内, 该电路可以在两种调制模式之间平稳切换, 其峰值效率可提升到94%以上。
降压转换器 模式切换 脉冲宽度调制 脉冲频率调制 自适应峰值电流 buck converter mode switching pulse width modulation pulse frequency modulation adaptive peak current 
微电子学
2023, 53(4): 647
作者单位
摘要
合肥工业大学 微电子学院, 合肥 230601
提出了一种适用于18/25/33 V宽电源范围的时钟IP电路结构。为了抑制电源变化时鉴频鉴相器(PFD)复位脉冲信号对电荷泵(CP)性能所产生的影响, 提出了一种恒定复位脉宽产生电路结构。采用超低失配CP, 增加输出电流匹配性, 当控制电压在02~(VDD-02) V范围内变化时, IUP/IDN电流失配小于009%。引入对称负载结构环形振荡器(RO), 抑制电源变化对环路性能所产生的影响。基于SMIC 180 nm CMOS工艺, 完成整体电路设计与仿真, 输出频率为100~500 MHz。仿真结果显示, 当输入参考频率为50 MHz、输出频率为250 MHz时, 在18/25/33 V电源电压下, 功耗分别为82/125/184 mW, 参考杂散低于-74 dBc, 输出均方根抖动为18 ps。
宽电源范围时钟 恒定复位脉宽 超低失配 对称负载 wide power supply range clock constant reset pulse width ultra-low mismatch symmetrical load 
微电子学
2023, 53(4): 621
王成 1,2杜根 1,2熊利能 1,2许飏 1[ ... ]郑刚 1
作者单位
摘要
1 上海理工大学 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093
2 上海理工大学 教育部医用光学技术与仪器重点实验室,上海 200093
随着激光应用领域的快速拓展,超高峰值功率、超窄脉宽逐渐成为未来激光行业的重点研究方向之一,这种激光的超高电场能量给高精度的激光功率测量提出了挑战。传统的激光功率测量方法,如光电法、热释电法、量热法等逐渐显露出不适用于上述激光功率测量的缺点,此外上述方法都难以实现实时、在线测量。为了克服以上困难,需要一种新型激光功率测量原理与方法。以美国国家标准与技术研究院为代表的机构提出了一种光辐射压力测量法,该方法使激光作用在高反射率的反射镜上,激光动量形成了光辐射压力,这个力可以采用多种力学传感方式进行计量。该方法不但能实现激光功率快速、准确测量,而且不影响激光能量传输,可以实现实时、在线的激光功率测量。系统回顾了国内外通过光辐射压力测量激光功率的基本原理和系统组成,光辐射压力测量激光功率的研究现状,并对该方法的发展方向进行了展望。
光辐射压力 超高峰值功率 超窄脉宽 激光功率 测量不确定度 light radiation pressure ultra-high peak laser power ultra-narrow pulse width laser power measurement uncertainty 
光学仪器
2023, 45(5): 1
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学近代物理系, 安徽 合肥 230026
3 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
4 国防科技大学电子对抗学院, 安徽 合肥 230038
在高速测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)系统中,高成码率是实现远距离量子通信的关键。为实现更高的成码率,系统各环节对光源有着更多的要求。针对这些要求设计了应用于高速MDI-QKD系统的脉冲激光器电路。通过对外部或内部触发信号的模拟调理及驱动设计,实现了脉冲激光的产生;通过模拟PID控制与双向TEC电流控制,实现了温度的稳定。最终获得的脉冲光能够实现最高1.25 GHz重复频率、24.2 ps脉冲半高宽、30 dB消光比、0.95 pm波长抖动以及2.014 nm波长调谐范围的输出,有利于成码率的提高,满足高速MDI-QKD系统的要求。
激光技术 量子密钥分发 脉冲激光 高重复频率 窄脉冲宽度 laser techniques quantum key distribution pulse laser high repetition rate narrow pulse width 
量子电子学报
2023, 40(6): 868
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
提出一种应用于光学相干层析成像(OCT)的色散补偿方法,目的是抑制点扩散函数的轴向展宽并提高系统的信噪比。基于信号空域脉冲随色散的退化性质,构建出信号空域脉宽平方对二阶色散平方的线性方程组,然后将色散增量引入原始信号得到新的信号,并代入方程组即可求解出原始信号的二阶色散,进一步构建补偿相位对原始信号进行色散校正。将该方法应用在点扩散函数修正和生物组织图像的色散补偿中,实验结果表明:点扩散函数的峰值信噪比提高5.11 dB,在效果相近的情况下,所提方法比迭代法快5倍,比分数阶傅里叶变换(FrFT)法快50倍。校正后图像的轴向分辨能力和对比度得到提高,生物样品的结构特征更加清晰。
光学相干层析成像 色散补偿 二阶色散 空域脉冲宽度 optical coherence tomograph dispersion compensation second-order dispersion spatial pulse width 
光学学报
2023, 43(23): 2310001
作者单位
摘要
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
2 北方信息控制研究院集团有限公司, 南京 211153
为了模拟复杂条件下的激光威胁源, 设计了一种基于多波长多编码合束输出的新型激光产生装置, 用于检测相应的激光告警设备。采用3路波长分别为650 nm、808 nm和905 nm的激光, 以STC8H单片机为核心构成编码模块, 输出调制后的编码激光, 通过二向分色镜将3路激光光束合成一束出射,进行了理论分析和实验验证。结果表明, 合束的脉冲激光能量最高达到2.45 mJ, 光束直径为6 mm, 频率调制精度达到0.5 Hz, 占空比调制精度达到0.1%; 该装置能够实现携带不同编码信息的、不同波长的激光合束出射。该研究为激光告警设备提供了一种新的检测装置, 对检测手段的改进有一定的参考意义。
激光技术 激光告警检测 脉冲宽度调制 激光编码 多波长 多编码 二向色镜 laser technique laser warning devices test pulse width modulation laser coding multi-wavelength multi-coding dichroic mirrors 
激光技术
2023, 47(5): 632
吴名俊 1,2谭荣清 1,2,*李辉 1宁方晋 1[ ... ]白进周 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院激光工程技术研究中心,北京 100094
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100049
为实现高重复频率、窄脉冲激光输出,研制了一台声光调Q射频波导CO2激光器。首先,采用矩形波导耦合损耗理论分析了波导耦合效率与全反镜曲率半径、全反镜到波导口距离的关系,获得了波导耦合损耗较小时的优化参数。其次,研究了工作气压与激光输出的关系,以及脉冲拖尾长度与Q开关开启时间的关系。当工作气压为6.5 kPa,Q开关开启时间为0.6 μs时,获得了无拖尾脉冲波形,并分析了峰值功率、平均功率、脉宽等参数随重复频率的变化规律。设计的激光器可实现重复频率1 Hz~100 kHz可调。当Q开关开启时间为0.6 μs、重复频率为1 kHz时,获得的脉冲宽度为108.2 ns,峰值功率为2809.6 W;当重复频率为100 kHz时,脉宽为135.1 ns,峰值功率为257 W。当重复频率为70 kHz时,测得xy方向上的光束质量因子分别为1.50和1.21。
激光器 波导CO2激光器 高重复频率 窄脉冲宽度 声光调Q lasers waveguide CO2 lasers high repetition rate short pulse width acousto-optic Q-switching 
中国激光
2023, 50(22): 2201008
赵学谦 1,2刘志楠 1,2刘辉 1,2,*
作者单位
摘要
1 南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室,江苏 南京 210093
2 南京大学物理学院人工微结构科学与技术协同创新中心,江苏 南京 210093
具有莫尔角的光学莫尔晶格使能带平坦化,为激光超短脉冲的脉宽调控提供了新的思路。通过组合两种不同周期的光子晶格,构建3种人工合成莫尔角逐渐增大的光学莫尔晶格,实现了莫尔晶格能带的平坦化。通过理论分析莫尔晶格的能带色散,发现人工合成莫尔角较大的莫尔晶格具有丰富的群速度色散,这导致了脉宽的剧烈变化。实验上,使用自相关仪测量了超短脉冲经莫尔晶格后的脉宽。在理论和实验上证明了莫尔晶格对超短脉冲脉宽的精准调控。提出的莫尔晶格对激光脉冲压缩器件的研究具有重要意义。
光学莫尔晶格 超短脉冲 群速度色散 自相关仪 脉宽调控 optical Moiré lattice ultrashort pulse group velocity dispersion autocorrelation instrument modulation of pulse width 
光学学报
2023, 43(20): 2032001
作者单位
摘要
1 广东工业大学 物理与光电工程学院,广州 510006
2 广东工业大学 机电工程学院,激光微纳加工研究中心,广州 510006
3 广东工业大学 实验教学部,广州 510006
为了在透明基板上制备出导电性能良好的微电路,研究了窄脉宽激光正向和背向选择性去除金属薄膜制备的微结构形貌特征,开展了纳秒激光选择性去除Cu薄膜(厚度为150 nm)的实验和温度场仿真研究,揭示了正、背面去除的烧蚀机理和材料的喷射机制。实验结果表明,当激光脉冲能量为0.270~0.542 μJ,扫描速度为2 mm/s时,激光诱导背向去除金属薄膜在加工质量方面优于正向加工,其去除几何精度高,轮廓边缘平整,几乎没有溅射。采用优化后的纳秒激光加工工艺参数,激光脉冲能量为0.403 μJ,扫描速度2 mm/s,扫描线间距为3 μm,制备出均匀分布的铜阵列图案。在相同参数下对玻璃基板上的铜薄膜背向选择性去除,得到具有良好导电性和粘附性的微电路。
窄脉宽激光 背面去除 温度场仿真 金属薄膜 微电路 Narrow pulse width laser Reverse removal Temperature field simulation Mental thin film Microcircuit 
光子学报
2023, 52(7): 0752306

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