强激光与粒子束杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

强激光与粒子束 2011年第06期杂志 文档列表

强激光与粒子束杂志综述

光学薄膜中节瘤缺陷研究进展1421-1429

摘要：结合本实验室及国内外同行的工作进展,概括性地介绍了光学薄膜中节瘤缺陷的生长特性、结构特征和损伤特性,以及激光预处理和破坏修复技术的研究进展。节瘤种子的尺寸、形状和表面特性决定了节瘤缺陷的尺寸、边界结构的连续性和表面形貌特征。节瘤种子的来源主要有基底加工和清洗过程的残留物,镀膜过程中真空室的污染和蒸发材料的喷溅,并给出了相应的抑制方法。节瘤的电场增强效应是导致节瘤缺陷易损伤的另一个重要原因。节瘤缺陷的激光预处理和破坏坑的修复技术可以提高光学薄膜的抗激光损伤能力。

强激光与粒子束杂志研究快报

0.14 THz超高速无线通信系统实验研究1430-1432

摘要：介绍了0.14THz超高速无线通信实验系统的主要组成部分和主要实验结果。从太赫兹电子学出发,基于太赫兹半导体器件和宽带数字调制解调技术,采用一种＂低频段高速矢量调制＋谐波混频＋放大＂的太赫兹高速信息传输技术路线,在国内首次成功实现了0.14THz 0.5km 10Gb/s高速信号实时传输和软件化事后解调,同时进行了4路高清视频信号的传输与解调。

碲锌镉面元辐射探测器堆积载流子屏蔽效应1433-1436

摘要：采用铑（Rh）靶45kV X射线源进行了碲锌镉（CdZnTe）面元像素阵列探测器成像实验。实验结果表明：在探测距离1mm,管电压45kV条件下,管电流增大至20μA时,辐照中心区域像素单元信号丢失,出现围绕辐照中心区域的边缘高事件计数环形探测图像。随着管电流的增大,无响应像素区域扩大,探测器总体事件计数明显降低。进一步根据泊松方程建立了CdZnTe晶体内部电势分布模型,仿真结果表明：单位面积光子通量为5×105 mm-2.s-1时,由于CdZnTe晶体较低的空穴迁移率,晶体内部存在堆积空穴载流子形成的高空间电荷密度分布区域。晶体内部电场产生扭曲,电子载流子无法迁移至对应阳极位置,导致辐照中心区域产生信号屏蔽效应。

国产全光纤结构激光器实现245W高功率激光输出1437-1438

摘要：以国产掺镱光纤为增益介质,利用国产泵浦源和光纤器件,构建了主振荡功率放大（MOPA）结构的全国产大功率全光纤激光器。激光器包括10W种子激光器和高功率放大器两部分。在注入最大泵浦功率为356W时,获得了245W波长1 080nm激光的稳定输出,光-光效率为69%。激光器单次连续出光时间约30min,功率稳定性在1%以内。目前激光器输出功率受限于泵浦功率,增加泵浦源的数目有望进一步提高输出功率。

强激光与粒子束杂志高功率激光与光学

高功率二极管列阵泵浦固体激光泵浦耦合优化设计1439-1443

摘要：高功率二极管阵列泵浦固体激光系统的核心在于泵浦耦合技术,泵浦耦合直接决定了系统的成本、增益能力、增益均匀性、泵浦引发动态波前畸变和泵浦引发动态光束漂移等关键问题。通过对用于高功率二极管列阵泵浦固体激光系统泵浦耦合优化设计的3维光线追迹方法的研究,从二极管发光远场属性出发,建立其理论计算模型,对高功率激光二极管阵列端面泵浦大口径放大器的一种新型耦合方式——二极管列阵拟球面排列、空心镀银导管耦合进行了优化设计,并开展了泵浦耦合效率、泵浦场均匀性、泵浦场传输性等实验研究,实现了72%耦合效率、5mm内80%传输效率的均匀平顶泵浦耦合场输出,理论计算与实验结果符合较好。

100W全光纤声光调Q光纤激光器实验研究1444-1448

摘要：报道了一台全光纤结构主振荡功率放大（MOPA）型掺镱脉冲光纤激光器,以光纤光栅为腔镜,光纤型声光调Q的光纤激光器为种子源,通过两级掺镱双包层光纤放大器实现功率放大。对声光调Q的光纤激光器输出特性进行了研究,比较了不同泵浦波长、不同重复频率对激光输出功率和脉冲宽度的影响,并实现了最短脉冲宽度25ns、单脉冲能量45μJ的脉冲激光输出。在重复频率50kHz时,对脉冲宽度130ns、平均功率0.6W的种子光进行放大,得到了平均功率102.5W、脉冲宽度约240ns的激光输出。

焦斑二阶矩半径与光束近场分布的关系1449-1453

摘要：为分析光束振幅畸变和相位畸变对其焦斑二阶矩半径的影响,以光波标量衍射理论中的夫琅和费衍射公式为基础,根据光斑二阶矩半径的定义,推导了直接依赖于光束近场复振幅分布的焦斑二阶矩半径的一般表达式,并进一步推导了直接依赖于光束近场强度分布和相位分布的焦斑二阶矩半径和焦斑二阶矩角半径的表达式。结果表明：畸变光束的焦斑二阶矩角半径由光束近场波前相位梯度的强度加权均方根值和对数强度梯度的强度加权均方根值决定。利用焦斑二阶矩半径表达式,可直接分析并计算光束近场分布由于振幅调制和相位畸变导致的焦斑二阶矩半径的变化及焦斑发散角的变化。利用焦斑发散角表达式,直接推出了理想高斯光束和像散高斯光束的远场发散角,得到了与文献一致的结果,验证了表达式的正确性。

近海面大气折射对红外探测距离的影响1454-1458

摘要：基于几何光学和抛物线近似方法建立光线传播轨迹数学模型,计算最大探测距离（MIVR）,并分析蜃影出现的成因。通过数值分析及海上试验的对比验证,结果表明：在相同的风速条件下,MIVR会随海气温差的增大而减小;当海气温差不变时,随着风速的增大,MIVR逐渐减小;海气温差越大,MIVR的递减量越趋于平缓;MIVR与高度位置的对应关系几乎是一条标准的直线,且MIVR随着高度参数的减小而递减;通过与试验数据的对比,模型评估MIVR的准确率较高。

门控分幅相机增益均匀性优化设计1459-1462

摘要：利用宽度渐变微带线进行了门控分幅相机增益不均匀性修正技术研究。建立了渐变微带线修正的物理模型,通过特性阻抗调配补偿幅度衰减,设计了特种渐变微带线参数。比较了特种曲线渐变微带线与传统直线渐变微带线的修正效果。在0～4GHz带宽范围内,特种曲线渐变微带补偿后,电压幅度不一致性由15.0%降低至1.6%,增益不一致性由70%降低到8%。对于当前使用的分幅相机,微带线宽度由6.00mm渐变到4.45mm就能有效地降低门控分幅相机增益的不一致性。

湍流大气中聚焦平台光束焦移及光斑尺度1463-1466

摘要：通过理论分析和数值模拟,对聚焦平台光束大气传输的焦移问题进行了研究。聚焦平台光束在湍流大气中传输时,湍流将导致光束的束腰向发射点移动,且湍流越强移动的幅度越大;大气湍流强度相同时,聚焦平台光束发射口径越小,其束腰移动的幅度越大。另外,通过调节发射系统的焦距,使聚焦平台光束的束腰正好位于接收探测器处时,接收探测器上的激光功率密度并非最大,只有当发射系统的焦距等于激光的传输距离时,接收探测器上的激光功率密度才会最大。

基于快速模糊C均值聚类算法的红外图像分割1467-1470

摘要：针对模糊C均值（FCM）聚类图像分割需要预先知道类别数及计算量较大的问题,提出了新的快速FCM改进方法。首先,利用边缘信息进行邻域搜索得到种子像素;通过区域生长快速获得区域分割类别数和对应的聚类中心值,并将图像分成确定类别的区域和未确定类别的区域;最后利用所得的聚类中心值和FCM算法对未确定类别区域进行聚类。实验证明,本文提出的改进方法大大减少了计算量,显著提高了图像分割速度,而且由于聚类考虑了相邻像素点的关系,图像分割结果能够清晰地保留目标轮廓,提高了图像分割的质量。

螺旋轴棱锥的光束传输特性1479-1482

摘要：分析了螺旋轴棱锥的结构和光传输特性,基于衍射积分理论研究了发散球面波和拉盖尔-高斯光束经螺旋轴棱锥后的传输过程。研究表明,发散球面波经过螺旋轴棱锥后产生贝塞尔光束,其阶数与拓扑电荷数相同,但中心光斑（空心光斑）半径随传输距离的增加而变大;拉盖尔-高斯光束入射后同样产生贝塞尔光束,但其阶数变为拉盖尔-高斯光束和螺旋轴棱锥的拓扑电荷数之和,出射光束的拓扑电荷数与阶数相等。

连续波腔衰荡光谱系统的电路设计与应用1483-1486

摘要：为实现连续波腔衰荡光谱系统的工程化,设计了一套集信号调理、高速采样及数据处理为一体的高集成度数字信号处理（DSP）系统。该系统被用于取代常规连续波腔衰荡光谱系统中由高速数据采集卡及计算机组成的腔衰荡信号测试系统,完成对腔衰荡信号的获取与拟合。该系统最高能实现16bits/80MHz的信号采样,并能准确地由腔衰荡信号反演出腔衰荡时间。实验结果表明：结合现有的光反馈式连续波腔衰荡光谱系统,该系统能实现等噪声测量灵敏度为1.0×10-8 cm-1的吸收光谱测量,其重复测量精度可达3‰。

评估固体激光器对流换热系数的方法1487-1491

摘要：为提高固体激光器的热管理效果,提出了一种使用316L不锈钢片代替激光晶体评估固体激光器表面对流换热系数的方法。在低冷却水温的条件下,使用快响应热电偶对替代片和出口水流的动态温度进行测量,应用有限元方法计算不同对流换热系数下替代片的动态温度,讨论了对流换热系数对重频大能量激光器热效应的影响。通过寻找测量值和计算值的最小方差,得到该冷却结构下的激光器表面对流换热系数为3 500W.m-2.K-1。

利用Cramér-Rao理论研究相位差法的最佳离焦量1492-1496

摘要：针对光子数足够多的情况,利用Cramér-Rao理论研究了在选取离焦作为附加像差时,不同的待测波前和目标对最佳离焦量选取的影响。结果表明：在点目标情况下,像差的大小和空间频率对最佳离焦量的影响不大;而在扩展目标情况下,最佳离焦量虽然与待测像差的空间频率关系不明显,但随着待测像差峰谷值的增大而增大。最佳离焦量与目标的结构有关而与其扩展程度关系不大,成像时目标上各点的干扰越大,最佳离焦量越大。

基于可调谐二极管激光吸收光谱波长调制技术在线测量燃烧场温度1497-1500

摘要：介绍了可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）波长调制技术的测温原理。通过选择水在1 397.75nm和1 397.87nm处两条邻近的吸收线,运用多功能数据采集卡对二极管激光器进行控制和信号采集,实现了TDLAS波长调制技术对标定燃烧炉甲烷/空气预混火焰温度的实时在线测量,测量重复频率为250Hz。分析了温度测量数据抖动的原因,结果表明燃烧过程中火焰本身温度的抖动是测量结果波动的主要原因,测量系统的A类标准不确定度小于53K。

6.2W外腔和频589nm黄光激光器1501-1503

摘要：报道了一台800Hz,6.2W外腔和频的589nm黄光激光器。基频激光器均采用双棒串接平平对称腔,增益介质为Nd：YAG晶体,采用声光调Q方式分别获得11.1W的1 064nm激光和12.6W的1 319nm激光。和频晶体采用三硼酸锂（LBO）,尺寸为4mm×4mm×30mm,采用Ⅰ类非临界相位匹配。将两束激光通过分光镜合束,聚集后注入LBO晶体,获得589nm黄光最大输出功率为6.2W,脉宽为50ns,和频效率26.2%。x方向和y方向的光束质量平方因子分别为3.20和3.61。

强激光与粒子束杂志ICF与激光等离子体

常压微波等离子体炬装置的模拟与设计1504-1508

摘要：介绍了一台低成本的常压微波等离子体炬设备,给出了该设备构造及喷嘴的设计思路,分析了各种气体的非磁化微波等离子体的击穿电场强度,数值求解了设备中矩形TE103谐振腔中的电磁场分布,应用高频电磁场模拟分析软件HFSS优化了喷嘴在波导中的具体位置,并对优化后喷嘴周围的电场分布进行了模拟。模拟结果表明：微波输入有效功率为500W,喷嘴伸出矩形波导1mm时,喷嘴尖端处的电场强度在1.2×106 V.m-1以上,远大于氩气的击穿电场强度,更易于等离子体炬的激发。实验结果证明了模拟结果的正确性和装置的有效性。