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强激光与粒子束 2010年第08期杂志 文档列表

强激光与粒子束杂志第全国激光技术会议专辑

电光相位体调制器驱动电路1701-1704

摘要：根据电光相位体调制器的结构特征,设计了一个驱动电路,该电路主要由OP37和PA84组成,具有结构简单、性能稳定的特点。经实验测定能够在0～280 kHz频率范围内实现峰-峰值200 V的电压输出。设计了对输出信号进行相位补偿的方法,完成了光相位调制实验。利用光电探测器,检测到了由电光相位体调制器驱动电压变化所引起的干涉条纹的变化。

飞秒激光制备硅窗口增透保护类金刚石膜1705-1708

摘要：采用飞秒激光（800 nm,120 fs,3 W,1 000 Hz）制备类金刚石膜,研究了不同偏压、生长温度和氧气氛等辅助手段对激光沉积类金刚石膜的影响,实验发现在室温（25℃）、无偏压和低气压氧气氛（2 Pa）条件下沉积的类金刚石膜性能最优。在单面预镀普通增透膜的硅红外窗口材料上镀制出了无氢类金刚石膜,3～5μm波段平均透过率达到90%以上,纳米硬度高达40 GPa,用压力为9.8 N的橡皮磨头,摩擦105次,膜层未见磨损,并且通过了军标规定的高温、低温、湿热、盐雾等环境试验,所制类金刚石膜可对红外窗口起到较好的增透保护作用。

飞秒脉冲激光1维强度调制的传输特性1709-1712

摘要：实验研究了飞秒激光干涉条纹在CS2介质中传输的增长率与条纹间隔以及增长率与中心峰值强度的关系。结果发现,在非线性介质中传输的1维干涉调制特别是当其调制频率位于中心光强对应的最快增长频率附近时,随着传输距离的增加调制场迅速获得增长,将高斯光束分裂成多根峰值强度很高的带状细丝。相应的数值模拟与实验结果具有较好的一致性。

高灵敏度色散型慢光干涉仪的仿真研究1713-1715

摘要：设计了一种基于慢光介质色散特性的新型干涉装置,研究其物理过程,证明利用慢光介质可以有效提高干涉仪的光谱灵敏度,并且光谱灵敏度与慢光介质的群折射率成正比。同时,进一步具体分析慢光介质GaAs的色散特性,给出研究色散型慢光干涉仪的一般性方法,并证明使用慢光介质GaAs在近红外区域可以提高光谱灵敏度2倍左右。

采用AlSb缓冲层生长2.3μm InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构1716-1718

摘要：针对常见的GaSb衬底的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构进行了设计和外延生长。样品通过X-射线测试,有多级衍射卫星峰出现,表明量子阱结构的均匀性和界面质量较好,引入AlSb缓冲层可以降低衬底与外延层之间的界面自由能,使AlSb起到了一个滤板的作用,抑制了位错的扩散。光荧光谱测试表明,室温下量子阱结构中心发光波长在2.3μm附近。

高重复频率激光脉冲作用下KTP晶体中的灰迹1719-1722

摘要：采用波长为1 064 nm/532 nm、脉宽6 ns（FWHM）的高重复频率调Q激光,研究了磷酸氧钛钾（KTP）晶体中灰迹的产生机理,以及色心密度对灰迹的影响。晶体透过率表征了色心密度,根据透过率与色心密度的关系以及色心密度对灰迹产生的决定作用,定义临界灰迹密度,当晶体透过率高于此值时可安全运行,而低于此值时,为避免晶体发生灾难性损伤应立即停止运行。实验结果表明：灰迹不仅大量吸收紫外及可见光能量,而且大量吸收近红外波段能量,这为灰迹的在线监测提供了一种监测方法。

含负折射率材料1维光子晶体的偏振无关非全向的缺陷模1723-1726

摘要：运用光学传输矩阵理论,研究了含负折射率材料1维光子晶体缺陷模的偏振特性。结果显示,零均折射率带隙中缺陷模对入射角和偏振有较强的依赖。通过对缺陷层参数的优化设计,得到了一系列的偏振无关非全向缺陷模,这是传统1维光子晶体中不能出现的。应用这些缺陷模,设计了低通、高通、带通空间滤波器。与传统光子晶体空间滤波器相比,这些空间滤波器具有偏振无关的优点。

红外激光对可见光CCD成像系统的干扰1727-1730

摘要：采用连续波红外激光对可见光面阵CCD成像系统进行了干扰实验,观察到饱和串扰、全屏饱和等干扰现象,并测到串扰阈值小于2.0×10^2W/cm^2,全屏饱和阈值为1.2×10^4W/cm^2。通过分析CCD输出电压、视频信号,提出基于有效干扰面积的干扰效果评估方法,并利用该方法对干扰面积与激光功率密度、辐照时间之间的关系进行了半定量分析。结果显示：激光功率密度对干扰效果的影响较大,而辐照时间在0.5～2.0 s之间时,辐照时间对CCD干扰效果的影响不明显。

基于时间相关单光子计数的荧光寿命成像技术1731-1734

摘要：采用时域法中的时间相关单光子计数方法记录荧光寿命,时间相关单光子计数采用多波长通道同时记录荧光光子数,可以提高计数效率和信息量,还可以在稳态图像中分离不同荧光团,形成4维图像。并采用多光子激发技术,利用长波长光源发出的两个或多个光子可以激发出一个短波长的光子。多个光子必须几乎同时到达激发点,才能提供被激发分子足够的能量以产生荧光。多光子激发波长较长,生物组织对其散射减小,因而可以穿透到更深层的组织,从而提高荧光成像深度和空间分辨力,并减少对活体样品的损伤。

基于四波混频效应的窄带太赫兹波源1735-1739

摘要：采用频率差在太赫兹范围的双波长激光器进行泵浦,利用光纤的四波混频效应,得到结构紧凑、频率可调的窄带太赫兹波源。为减小光纤材料对太赫兹波的吸收,采用了表面发射机制。从耦合波理论出发,详细分析了保偏光纤中的四波混频过程,得到了太赫兹波输出功率的解析表达式,并讨论了实现相位匹配的条件。结果表明,太赫兹波功率与泵浦光功率和光纤长度成正比,与太赫兹波长的3次方成反比。当泵浦光峰值功率为1 kW,在6 THz处得到的太赫兹波峰值功率达350 mW,功率转换效率约为0.01%。通过合理设置泵浦波长,可以实现太赫兹辐射在3～8 THz范围内连续调谐。该方案提供了一种新型的高功率、紧凑型的窄带太赫兹辐射源。

熔石英表面铜颗粒污染激光诱导损伤1740-1744

摘要：利用SAGA-S激光器输出的355 nm波长激光,研究了熔石英表面铜颗粒污染的激光损伤规律。采用磁控溅射的方式在洁净熔石英表面制备不同尺寸的颗粒状污染物,用1-on-1,10-on-1,20-on-1的方式测试经污染后的熔石英基底的损伤阈值,并采用光学显微镜观察损伤形貌、CCD在线测量损伤斑尺寸。结果表明：污染后的熔石英基底的损伤主要发生在后表面,而且以热烧蚀和热应力为主,基底的损伤阈值与熔石英前表面污染颗粒尺寸呈负指数关系,随后表面污染物颗粒尺寸的增大呈略微下降。前表面颗粒污染物诱导损伤斑尺寸为颗粒污染物尺寸的4倍,后表面颗粒污染物引起的损伤斑尺寸约为颗粒污染物尺寸的2倍。并绘出损伤斑尺寸与颗粒尺寸、辐照方式之间的关系。

具有电与磁非线性效应超常介质中光束的聚焦特性1745-1750

摘要：基于Drude模型,采用解析法与数值模拟法研究了具有电与磁非线性效应超常介质中光束的聚焦特性。结果表明超常材料中光束聚焦现象不但可以发生在自聚焦非线性介质中（正折射区）而且可以发生在自散焦非线性介质中（负折射区）,且光束中心频率离介质的等离子频率越近,其聚焦效应越明显。特别是当电与磁非线性极化率为异号时,超常介质的非线性符号可以通过调控电与磁等离子频率的相对大小控制,这为主动操控光束的传输提供一种新的自由度。

脉冲激光测距时间间隔测量技术1751-1754

摘要：在脉冲激光测距系统中,为提高时间间隔测量的精度,采用插值法进行时间间隔测量。在分析传统的数字计数法测量原理与误差的基础上,重点研究了插值法。其测量对象针对传统数字计数法中待测脉冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔。测量采用电容充放电技术,把时间间隔加入到一个时间扩展模块（通常为一只高精度的电容）,实现时间上的放大,再对放大后的时间进行测量,可提高时间测量的精度。利用该方法得到的时间间隔测量精度可达到100 ps,对应于1.5 cm的测距精度。

球墨铸铁QT600-3激光相变硬化数值模拟研究1755-1760

摘要：采用商业有限元软件ProCAST,建立了激光相变硬化温度场的3维数值模拟模型,对球墨铸铁QT600-3进行激光相变硬化的数值模拟研究,计算了表面淬火的温度场,根据温度场预测了硬化层的深度和宽度。激光功率在800～1 000 W之间,激光扫描速度在2.000～2.667 mm/s之间,光斑直径在4～5 mm之间时,计算得到的硬化层深度在0.20～0.64 mm之间,硬化层宽度在2.0～3.7 mm之间。球墨铸铁数值模拟结果与试验基本吻合,两者变化趋势一致。

双环径向偏振涡旋光束经介质界面的深聚焦1761-1765

摘要：基于矢量德拜理论,研究了双环径向偏振涡旋光束经介质分界面的深聚焦特性。当选取适当的入射光束拦截比时（即透镜孔径半径与入射光束的束腰半径的比）,在聚焦场中可以得到一个极小的局域空心光束。局域空心光束的大小不仅与透镜的数值孔径有关,还与聚焦场介质的折射率有关。另外,还研究了透镜的数值孔径、入射光束的拦截比以及探测深度对聚焦光束实际焦点位置的影响。通过对聚焦光束的实际焦点位置的计算发现：当选取一定的光束拦截比时,聚焦光束存在一个焦点开关。

紫外Sc2O3薄膜的光学和结构性能表征及其激光作用下的损伤机理1766-1770

摘要：利用电子束蒸发方法,在不同沉积温度（50～350℃）下制备了Sc2O3薄膜。分别用分光光度计,小角掠入射X射线衍射仪和轮廓仪测试了薄膜样品的光谱、微结构和表面粗糙度信息,并用薄膜分析软件Essential Macleod计算了Sc2O3薄膜的折射率和消光系数。结果表明：随着沉积温度升高,Sc2O3薄膜结晶程度增强,晶粒尺寸增大,且较高的沉积温度有利于获得较高的折射率。最后用355 nm,8 ns的三倍频Nd：YAG激光器测试了其激光损伤阈值（LIDT）,最大值为2.6 J/cm2,且阈值与薄膜的消光系数、表面粗糙度、光学损耗均呈现相反的变化趋势。用光学显微镜和扫描电子显微镜表征了该薄膜的破坏形貌,详细分析了薄膜在不同激光能量作用下破坏的发展过程,以及Sc2O3薄膜在355 nm紫外激光作用下LIDT与制备工艺的关系,重点分析了355 nm激光作用下薄膜的破坏机理。

展宽压缩器的谱透过率对短脉冲时间特性的影响1771-1774

摘要：为了考察短脉冲激光装置中展宽压缩器的谱透过率对输出脉冲时间特性的影响,通过解析推导得到了激光脉冲通过平行光栅对的谱透过率表达式。结果表明：谱透过率不仅与光栅尺寸及光栅线密度有关,还与光束口径、入射角、光栅间距等参数有关;通常情况下展宽器的截止带通较小,对脉冲的信噪比有较大的影响;而压缩器中由于光束口径很大,有很宽的渐变透过率带通,对压缩后的脉宽及信噪比有利。目前常见的短脉冲激光系统中,限制输出脉冲信噪比的往往是展宽器而非压缩器。

CCD非线性效应对剪切干涉法波前检测的影响1775-1779

摘要：利用径向剪切干涉法检测高功率激光波前时,由于探测器CCD非线性效应,在频谱中引入了除基频外的二级、三级等高次频谱分量,增加了频谱混叠的可能,使得对有用信息提取困难,降低了波前检测精度。从理论上分析了CCD非线性效应产生高次频谱分量和导致频谱混叠的原因,给出非线性条件下避免频谱混叠的条件,提出了通过提高空间载频的方法来减小或消除CCD非线性效应导致的频谱混叠。计算机模拟和实验结果表明,该方法能够有效抑制频谱混叠并显著提高波前检测精度。