中国激光杂志

激光相干合成的研究进展

关键词: 高能激光系统  相干合成  主动相位控制  自组织  

基于相干合成的新型高能激光体系结构是高能激光技术发展的重要方向。报道利用主动相位控制和自组织相干实现多路光纤放大器以及光纤板条混合放大链路相干合成的最新实验结果。

激光加工机器人技术及工业应用

关键词: 激光技术  机器人  编程  智能化  网络化  反求工程  机器视觉与听觉  

激光加工机器人是国际上面向21世纪的先进制造技术。综述了激光机器人的原理、构成、种类和若干重大工业应用。重点研究讨论了激光加工机器人的某些关键单元技术--光纤传输的高功率激光技术、机器人本体技术、机器人编程技术、机器人智能化和网络化技术及反求工程重建修复区三维（3D）形貌技术。提出了激光加工机器人未来发展的一些重要方向--高...

鼻腔内低强度激光照射疗法的机理

关键词: 医用光学  光生物调节作用  内稳态  血液  经络  长寿因子  

鼻腔内低强度激光照射疗法（ILILT）是鼻腔内低强度激光照射在内科疾病方面的临床应用。ILILT由血液、经络和植物神经3条通路介导,至少其中一条通路的功能远离其功能内稳态。血液通路得到ILILT改善血管疾病患者的血脂和血液流变学指标的临床研究的直接证实。ILILT的经络介导假定得到针灸和ILILT临床疗效的比较研究的支持。ILILT的康复作用是通过...

基于体布拉格光栅选模的单纵模激光器

关键词: 激光器  单纵模  体布拉格光栅  滤波器  

采用体布拉格光栅（VBG）作为纵模选择元件,组合使用透射式和反射式体布拉格光栅构成窄带滤波器进行纵模的选择,在Nd：YLF激光器中得到了单纵模几率100%,单脉冲能量2 mJ,波长1053 nm的单纵模输出。实验结果表明,体布拉格光栅用作选模元件的同时,又用作输出耦合镜,简化了单纵模激光器的结构,提高了抗干扰能力,且具有大功率输出的潜力。

基于光子晶体光纤飞秒激光技术的高功率紫外激光源

关键词: 超快光学  倍频  紫外飞秒激光  光子晶体光纤激光器  

实验研究了一种基于大模场面积光子晶体光纤飞秒激光技术的紫外飞秒激光源。分析了群速失配下的倍频光和基频光的走离长度,并实验比较了不同长度的BBO晶体的倍频功率和效率。分别采用5 mm和0.18 mm的两块BBO晶体,在Ⅰ类相位匹配条件下,对光子晶体光纤放大器输出的脉宽为110 fs,重复频率50 MHz的1040 nm飞秒激光进行腔外二倍频（SHG）和四倍频（F...

平均功率近2 W的被动锁模皮秒掺镱光纤激光器

关键词: 光纤光学  光纤激光器  半导体可饱和吸收镜  被动锁模  光纤放大器  皮秒脉冲  主振荡功率放大  

报道了一个三级主振荡功率放大（MOPA）结构的瓦级皮秒光纤激光器。第一级利用半导体可饱和吸收镜（SESAM）和光纤光栅组成线性腔,构建了一个低功率的被动锁模掺Yb3＋光纤激光器,其最大平均输出功率为9.2 mW,作为整个激光器的种子源;第二级采用单模掺镱光纤放大器对种子光进行预放大,得到108 mW平均输出功率;第三级采用带树状耦合器的双包层掺镱...

掺镱大功率光子晶体光纤激光器热效应分析

关键词: 激光器  光子晶体光纤激光器  热效应  有限元  数值模拟  

数值模拟分析了大功率光子晶体光纤（PCF）激光器的温度场和热应力场。通过引入等效热传导率对光子晶体光纤结构进行简化,建立了光子晶体光纤激光器的三维温度场模型。利用有限元方法数值模拟得到了自然对流换热时光子晶体光纤中的温度场及光纤端面的热应力场,并对强制对流换热时光子晶体光纤的冷却效果进行了数值模拟分析。结果表明,对于选取的...

高功率光纤激光器端面反射系数快速优化算法

关键词: 通信技术  光纤激光器  端面反射系数  最佳光纤长度  优化算法  

在高功率光纤激光器优化中提出了一种输入端反射系数与输出端反射系数快速优化算法。基于斜率效率优化准则,通过掺镱光纤激光器实例分析,数值计算结果表明,采用端面反射系数快速优化选择算法,将计算时间至少缩短为传统算法的8%,较好地避免了阶梯误差的产生,提高了计算精度;在相同的参数条件下,正向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值...

Tunable Yb-doped fiber laser with a Mach-Zenhder Interferometer

关键词: 光纤元件  激光技术  材料  结构  

部分掺杂光纤掺杂半径的选择

关键词: 光纤激光器  部分掺杂  掺杂半径  相对增益  模式竞争  

掺杂半径的选择是部分掺杂光纤能够有效选模的关键。从模式的归一化模场分布出发,通过对模式场分布的比较,确定采用较小或较大的掺杂半径均不利于基模的选取。从饱和增益和功率分配两个角度详细分析了掺杂半径的变化对各模式的增益获取能力和功率提取能力的影响。纤芯掺杂半径的变化改变了模式场与增益粒子的相互作用机会,因而改变了各模式的增...

非准直外腔He-Ne激光自混合干涉

关键词: 激光光学  自混合干涉  非准直  二重回馈  三重回馈  

从三镜法布里-珀罗（F-P）腔出发,建立了非准直外腔三重回馈自混合干涉的理论模型,并进行了数值模拟和实验验证。分析了3种情况下影响自混合干涉光强调谐特性的因素：1）准直外腔二,三重回馈;2）非准直外腔二,三重回馈;3）外腔加入λ/4波片时的回馈。实验结果与理论分析相吻合。研究表明,该自混合干涉系统的分辨率达到λ/6;自混合干涉输出信号与腔...

电离光电子的干涉效应与空间角分布

关键词: 光谱学  光电离谱  光电子空间角分布  多光子电离  光电子空间干涉效应  

基于光电子角分布成像光谱技术的基本原理,讨论了单光子共振三光子电离方法获得的光电子成像图,同时也分析了光电子角分布的物理含义。着重研究了多通道电离过程中光电子的干涉作用对成像光谱的影响;分析了光电子空间角分布以及光电成像光谱与原子能态信息的关系。

一种新型聚合物微透镜阵列的制造技术

关键词: 光学制造  微透镜阵列  光刻胶热熔法  软刻蚀  压印技术  

提出了一种利用软模压印制备微透镜阵列的技术。采用传统的光刻胶热熔方法制备微透镜阵列母板,利用复制模具的方法在聚二甲基硅氧烷（PDMS）上得到一个和母板表面图形相反的模具,最后通过压印的方法把PDMS模具上的图形转移到涂有紫外固化胶的玻璃基片上,待紫外胶完全固化后可得到和母板一致的微透镜阵列。经过测试微透镜阵列的焦点图像和表面形...

激光陀螺电路系统对其精度影响的实验分析

关键词: 激光技术  四频激光陀螺  数字一体化电路  精度  

在四频激光陀螺高精度数字一体化电路的基础上,通过控制激光陀螺两臂放电电流差值、两臂电流和值、两对模式的光强差值分别按照预定程序进行精确的改变,从而得到以上参量与陀螺零漂之间的关系系数。对陀螺进行长时间的测试,根据实际工作中各参量的精度计算得出电路系统对激光陀螺精度的影响。实验中为保证结论的一般性,选取两个精度相差较大的激...

高位钾分子态之间的碰撞转移

关键词: 光谱学  激光光谱  碰撞能量转移  时间分辨荧光强度  截面  

脉冲激光710 nm线双光子激发K2基态到高位1Λg态,研究了K2（1Λg）＋K碰撞转移过程。K密度由光学吸收法测量。记录不同K密度下1Λg态发射的时间分辨荧光强度,得到1Λg的有效寿命,从描绘出的有效寿命的倒数与K密度关系直线的斜率得出1Λg态总的碰撞猝灭截面为2.5±0.3×10-14 cm 2,从截距得到其辐射寿命为20±2 ns。测量了K2的3Λg→13Σ＋u在不同K密度下的...

激光诱导击穿固体样品中金属元素光谱的实验研究

关键词: 光谱学  时间演化  激光诱导击穿光谱  金属元素  定标曲线  

激光诱导击穿样品产生的等离子体寿命通常在微秒量级,对其时间演化过程进行了解有利于优化信号采集。定标曲线是定量分析的基础,并且与测量灵敏度和准确度密切相关。采用聚焦的脉冲激光束击穿样品形成等离子体,其发射光谱由中阶梯光栅光谱仪分光,并由增强型电荷耦合器件（ICCD）进行光电探测采集。为了实现对金属元素的激光诱导击穿光谱（LIBS）...

脉冲式赝热光源的实验研究

关键词: 量子光学  强度关联量子成像  脉冲式赝热光源  散斑  二阶关联函数  交叉谱纯  

高亮度的辐照热光源一定程度上限制了基于经典热光场的强度关联量子成像技术的实验研究和广泛应用。因为一般热光源相干时间极短,且每个相干元胞内光子数少（亮度低）,而采用激光照射旋转毛玻璃形成的动态散斑作为赝热光场可以解决上述问题。当采用的是纳秒脉冲激光时,得到的赝热光场除了能极大程度地模拟真实热光场的热涨落,光场涨落服从真实热...

贝塞耳光束相干产生局域空心光束的实验研究

关键词: 物理光学  轴棱锥  相干贝塞耳光  局域空心光束  

利用轴棱锥产生的两束贝塞耳光相干实现局域空心光束。基于“相干贝塞耳光产生具有塔尔博特效应的局域空心光束”的理论,数值模拟了两束贝塞耳光干涉后光场沿传输距离变化的光强分布及一个周期内光强的演变和局域空心光束的形成过程。实验中通过两个不同底角的轴棱锥产生两束具有不同径向波矢的贝塞耳光进行相干形成局域空心光束,实验结果与理论...

涡旋光束单缝衍射的理论和实验研究

关键词: 物理光学  拉盖尔高斯光束  单缝衍射  光强分布  螺旋谱  

根据菲涅耳衍射积分,研究了拉盖尔高斯光束经过单缝衍射后的光强分布。研究表明,拉盖尔高斯光束经过单缝后衍射条纹会发生断层和弯曲,弯曲的方向和程度跟拓扑电荷数紧密相关。实验结果也证实了这一现象。还研究了拉盖尔高斯光束经过单缝后的螺旋谱。研究表明,单缝的存在会使螺旋谱展宽,展宽程度受到拓扑电荷数、光斑大小以及单缝缝宽的影响。

超常介质中色散磁导率对时空不稳定性的影响

关键词: 非线性光学  时空不稳定性  超常介质  赝五阶非线效应  自陡  

基于Drude模型研究了超常介质中的色散磁导率对时空不稳定性（STI）的影响,得到了具有赝五阶非线性效应和自陡效应情形下时空不稳定性增益谱的一般表达式。结果表明,在负折射区,对于自聚焦介质,赝五阶非线性使调制增长的频谱范围和增益值增大,而对于自散焦介质,作用则相反,这与常规介质中的现象不同;在正折射区,赝五阶非线性会抑制自聚焦介质中...

腔镜位置变形镜波前补偿与实验研究

关键词: 自适应光学  多程放大器  腔反射镜  变形镜  

在多程放大系统中,激光一般要经过腔反射镜两次,将变形镜置于腔反射镜位置能够有效提高其校正量。在某些多程放大系统设计过程中,为了降低输出端激光的像差,采用了90°旋转的“U”型反转器和变口径技术,激光两次经过腔反射镜的位置和坐标关系都发生了变化。采用数学的方法对这种情况下腔反射镜位置的面形解存在性进行了证明,并在带有90°旋转“U”...

轴棱锥透镜系统产生局域空心光束的几何光学解释

关键词: 几何光学  无衍射光束  光线追迹  轴棱锥透镜系统  局域空心光束  

利用几何光学的光线追迹法形象地描述了轴棱锥透镜系统产生局域空心光束过程。分析了局域空心光束传输过程中的光强分布;同时利用光线追迹法分析了透镜焦距对局域空心光束尺寸大小的影响。结果表明,局域空心光束的尺寸随着透镜焦距的增大而增大。实验中利用轴棱锥透镜系统产生局域空心光束,并对不同位置的光斑进行了拍摄,分析了局域空心光束的演...

误差自愈型高隔离度准四端口光环形器的研究与设计

关键词: 光环行器  误差自愈  高隔离度  光分插复用  光交叉互联  

针对现有光环行器内部元件之间存在的角度误差、各种同类异构光环行器不能消除半波片光轴取向误差所导致的隔离度降低、隔离度不一致以及安装调试繁琐等弊端,提出了一种减小或消除误差的双半波片光轴非对称结构方式,设计了一种误差自愈型高隔离度准四端口光环行器,通过理论分析、琼斯矩阵运算和数学软件MATLAB模拟,其插入损耗可达到已有光环行器...

船载无线激光通信系统模拟运动平台的研制

关键词: 无线激光通信  模拟运动平台  线性系统  海浪谱  船舶运动  

无线激光通信具有通信容量大、数据传输速率高、抗电磁干扰能力强、保密性高、功率消耗小、结构轻巧等主要优点,是未来船舶间通信的发展趋势。研究了船载无线激光通信系统中的模拟运动平台。该运动平台主要由水平移动台、垂直升降台、旋转台和摆动台四部分组成,分别模拟船舶在海浪中的四种摇荡运动：纵荡、垂荡、首摇和横摇。本文根据船舶运动方...

超结构光纤光栅时域相位编解码器的半边带应用

关键词: 光通信  光码分多址  超结构光纤布拉格光栅  半边带  

光源与编解码器的匹配关系是光码分多址（OCDMA）系统设计的重要内容。提出了时域相位编解码器的半边带应用问题,即：等效相移超结构光纤光栅（EPS-SSFBG）编解码器反射谱的半边带已包含了编解码器结构的所有信息,光源只需要覆盖半边带就能完成编解码功能。仿真分析了光源脉宽与编解码器反射谱的对应关系对编解码性能的影响,仿真结果验证了半边...

新型双均匀光栅结构产生毫米波的光载无线通信下行链路

关键词: 信号处理  光载无线通信  毫米波副载波  光外差  光纤光栅滤波器  

提出了一种全新的基于双均匀光纤光栅（UFBG）结构的毫米波产生方法,主要利用光纤光栅的滤波特性在中心站取得两束频率间隔为所需毫米波的光波,经差频后得到毫米波,并将其作为副载波。分析了经过0 km,10 km,30 km,40 km光纤传输后在基站接收端经过光电检测和相干解调滤波后得到的眼图。研究结果表明,该方法应用于光载无线通信（ROF）下行通信链...

大气光通信中大孔径接收性能分析与孔径尺寸选择

关键词: 光通信  孔径平均  尺寸选择  大气湍流  信噪比  

大孔径接收是克服大气光通信中大气湍流影响的有效途径之一。在有限孔径接收光强起伏理论基础上,建立了平均信噪比与无湍流影响时的探测器输出信噪比、孔径平均因子以及光强起伏方差之间关系的数学模型,并给出了系统误码率计算公式。通过数值计算得出了在给定误码率（BER）设计指标时,不同大气湍流参数条件下,接收孔径直径与无湍流影响时的探测...

基于光纤光参量放大的多通道全光非归零/归零码转换器

关键词: 光通信  格式转换器  光纤光参量放大器  高非线性光纤  

提出了一种基于光纤光参量放大器（FOPA）的多通道全光非归零码（NRZ）/归零码（RZ）调制格式转换的方案。该方案中,非归零码信号与同步的时钟抽运光共同注入到高非线性光纤（HNLF）中,由高非线性光纤构成的参量放大器把非归零码信号转换为归零码信号,同时不改变信号光的波长。多通道的码型转换器以两路10 Gb/s的非归零码进行了实验论证。转换后...

基于随机并行梯度下降算法光纤放大器相干合成的动态模拟与控制带宽分析

关键词: 光纤光学  光纤放大器  相干合成  随机并行梯度下降算法  动态模拟  控制带宽  

对随机并行梯度下降（SPGD）算法校正时变相位噪声的动态过程进行数值模拟,计算不同强度和频率的相位噪声对控制带宽的影响程度,分析控制带宽与光束数目以及算法执行速度之间的关系。计算结果表明,随着相位噪声强度和频率的增加,算法的控制带宽随之减小,带宽大小与参与合成的光束数目N的-4/3次方成正比,与算法执行速度成线性关系。计算结果可为S...

近红外飞秒脉冲激光制作光纤光栅的研究

关键词: 光栅  相位掩模  飞秒激光  光纤布拉格光栅  空间相干性  级次走离效应  双光束干涉  

根据近红外飞秒激光有大的空间相干尺寸和相位掩模衍射光的级次走离效应,运用双光束干涉原理分析了光纤纤芯处干涉光强的分布,同时运用波长800 nm飞秒激光在没有经过光敏性处理的掺铥光纤上制作了光纤布拉格光栅,最后把理论分析的结果与实验现象进行了比较。

基于FPGA的高光谱图像奇异值分解降维技术

关键词: 光谱学  高光谱图像  数据降维  奇异值分解  可编程门阵列  

为了解决高光谱图像维数高、数据量巨大、实时处理技术实现难的问题,提出了高光谱图像实时处理降维技术。采用奇异值分解（SVD）算法对高光谱图像进行降维,又在可编程门阵列（FPGA）芯片中针对这一算法划为自相关模块、特征求解模块、特征提取模块和降维实现模块4个模块进行编程实现、仿真和验证。仿真结果表明,高光谱图像降维后数据量为降维前...

数字全息成像中基于导数的自动对焦算法

关键词: 数字全息  自动对焦  导数判据  角谱再现  噪声  

在数字全息成像自动对焦算法实现中引入适用的导数计算方法,形成了4种基于导数的对焦判据函数。通过分析在相移数字全息中记录全息图时引入的噪声在提取物光波复振幅过程中的传递,研究了噪声对基于导数的自动对焦算法的影响,给出了不同算法的综合评价。数值仿真和光学实验处理结果表明,Prewitt梯度判据函数（PRG）,Tenebaum梯度判据函数（TEG）...

基于半球空间光纤阵列的双向反射分布测量

关键词: 散射  双向反射分布函数  光纤  反射测量  

提出了一种基于半球空间光纤阵列的双向反射分布函数（BRDF）测量方法与系统。将多根光纤组成的阵列均匀分布于一半球面上,使球心处物体表面反射的光在三维空间中的角分布转换为同一平面上的二维图像,经CCD采集及相应的数据处理,可实现对物体表面双向反射分布函数的快速测量。同时,利用光纤将照射激光束传输到物体表面待测点,并通过光纤的弯曲角...

一种标定Soleil-Babinet补偿器的新方法

关键词: 测量  光谱扫描法  分光光度计  延迟量  

提出了一种高精度标定索累-巴比涅（Soleil-Babinet）补偿器的新方法。在光谱扫描法测量系统中,将多级半波片置于被测补偿器后,以半波片的延迟量为基准,高精度地标定出补偿器的延迟量所对应的测微丝杆位移。该方法利用光强透过率和波长的关系得到延迟量,避免了光强值直接测量法误差源多、精度不高的缺点;同时解决了光谱扫描法不易测量零级相位器...

瑞利-拉曼-米氏激光雷达光学接收和信号检测设计

关键词: 激光技术  光电信号检测  数值模拟计算  单片机  信噪比  

研制了一台探测大气温度、气溶胶、卷云的瑞利-拉曼-米氏激光雷达（RRML）,介绍了激光雷达的设计方法,基于单片机实现了光电倍增管门控电路。通过数值模拟计算大气后向散射回波信号,分析仿真信号的特征,作为激光雷达设计的参考。通过设计合理的接收光路,采用极高灵敏度的R4632光电倍增管以及微弱信号光子计数技术,提高瑞利和拉曼微弱信号的信噪...

光学传感器星上定标漫射板空间稳定性测试与分析

关键词: 遥感  空间稳定性  环境试验  星上定标漫射板  反射率  

对光学传感器星上定标漫射板进行了研究,考查其在航天环境下的稳定性和适应性。漫射板经振动冲击、高低温循环、热真空和紫外辐照等系列环境模拟试验仍然保持良好的光学特性;紫外辐照前后其在350 nm处的反射率衰变不超过3%,分析认为这种紫外辐照下的反射率衰变是由于污染所致,通过改进工艺和环境控制是可以消除的;同时,漫射板通过了空间力学环境...

一种新的惯性约束聚变用靶在线监测技术

关键词: 惯性约束聚变  尺度恒定特征变换  图像匹配  亚像素  靶定位  

为了实现惯性约束聚变（ICF）用靶的高精度定位,需要对靶的位姿进行监测。传统的视觉监测方法对照明、靶姿态等非常敏感,常需要人工参与判别。将尺度恒定特征变换（SIFT）算法引入到ICF靶监测领域,实现一种基于SIFT特征匹配的ICF用靶在线监测方法,实验表明采用该方法对靶位姿的监测精度可达到平移精度优于6 μm,转角精度优于0.5′。

不同脉宽激光导致的纳米金刚石尺寸差异的热力学和动力学分析

关键词: 激光技术  纳米金刚石  激光烧蚀  高温高压  生长动力学  

针对激光烧蚀碳悬浮液以及液体介质中的石墨靶形成不同尺寸大小的纳米金刚石,对金刚石颗粒的形成进行了分析。基于激光器参数以及合成条件比较分析了两种烧蚀产生的物理化学差异,并根据热力学条件计算了金刚石颗粒的平衡尺寸和激光烧蚀后形成的碳团簇的冷却速度以及Wilson-Frenkel生长定律进一步计算了纳米金刚石的生长速度、生长时间、生长尺寸...

衬底对单脉冲激光烧蚀下环境密度恢复时间的影响

关键词: 薄膜  密度恢复时间  脉冲激光烧蚀  蒙特卡罗模拟  

假定烧蚀粒子与环境气体原子均为刚性硬球,采用蒙特卡罗（Monte Carlo）方法,对单脉冲激光烧蚀产生的硅（Si）粒子在1000 Pa环境氦（He）气中的传输过程进行了数值模拟,研究了衬底对环境密度恢复时间的影响。结果发现,衬底对粒子完全反弹和完全吸附的情况下对应的环境密度恢复时间分别为1713.2 μs和1663.2 μs,并且随着衬底对粒子临界吸附速度的...

1064 nm和532 nm激光共同辐照薄膜的损伤

关键词: 薄膜  激光损伤阈值  不同波长  缺陷  

建立了两个不同波长激光同时辐照薄膜的损伤阈值测试装置,实验研究和对比1064 nm激光,532 nm激光,1064 nm和532 nm激光共同作用3种不同方式辐照1064 nm和532 nm增透膜（ARF）的损伤阈值及其损伤形貌。结果表明,1064 nm和532 nm激光共同作用损伤形貌和532 nm激光单独作用下的形貌相似,532 nm激光在诱发薄膜损伤因素中起主导作用。1064 nm激光单独...