高功率高光束质量带内泵浦皮秒放大激光系统
摘要：利用片状Nd：YVO4晶体为增益介质，研究了部分端面泵浦板条带内泵浦皮秒放大激光系统。发展了部分端面泵浦板条放大器的模式匹配方式，充分结合了带内泵浦和部分端面泵浦板条放大器二者的优势，最终实现了平均功率60．7w、脉冲宽度16．8ps、重复频率20MHz的皮秒激光放大输出，光-光转换效率达到25．3％，当放大输出功率50w时，光束质量因子（M2）为1．55。用于共孔径相干合成的衍射光学元件设计
摘要：分析了衍射光学元件实现共孔径相干合成的物理过程，建立了基于衍射光学元件的共孔径相干合成数学模型，推导了合成光束复振幅与入射光束和衍射光学元件相位分布之间的关系。提出用合成光束强度分布的均匀性作为评价函数的优化方法，获得了一维衍射合束器的相位分布。与文献报道的衍射光学元件分束器相比，可获得更高的合成效率。采用模拟退火算法结合随机并行梯度下降算法优化合束器设计，提高了计算效率，获得了多束衍射合束器的相位分布和合成效率。分析了单子束失效及合束器像差对合成效率的影响，结果表明：随着合柬数量的增加，单子束失效对合成效率的影响逐渐减小；若使合成效率退化小于5％，衍射光学元件的波像差均方根值应控制在λ／28以内。不锈钢焊接件不等强度激光冲击与应力腐蚀试验研究
摘要：针对不锈钢焊接接头应力及组织分布不均匀，容易导致应力腐蚀开裂的问题，采用不等强度激光冲击波对316奥氏体不锈钢焊接接头进行处理。通过应力腐蚀试验、残余应力测试及微观组织分析，研究了激光冲击强化对焊接接头应力腐蚀抗性的影响及其作用机理。试验结果表明：激光冲击强化将焊接件的应力腐蚀断裂时间提高了33．48％。激光冲击波的作用，在焊接接头部位引入了高数值的残余压应力，一方面消除了热影响导致的残余拉应力，同时抵消了拉伸工作载荷的作用，降低局部应力梯度，从而延缓表面钝化膜的破裂；另一方面，激光冲击使焊接接头不同区域之间的微观组织均匀和细化，提高了微裂纹萌生的条件，降低了金属发生阳极溶解的可能性。两种因素的共同作用，使得不锈钢焊接接头的抗应力腐蚀性能显著增强。HF酸腐蚀提高K9基板损伤阈值
摘要：针对K9玻璃基板的HF酸化学腐蚀工艺开展研究，标定了40％和2％高低两种体积分数的HF酸的腐蚀速率；分析了基板表面形貌随腐蚀深度的变化规律；研究了腐蚀时间、HF酸体积分数、超声波工艺对激光损伤阈值的影响，提出了能够有效减少损伤敏感的氟硅盐沉淀、提高损伤阈值的优化腐蚀清洗工艺流程。采用优化的腐蚀清洗工艺流程进行了实验验证，结果表明用体积分数为2％的HF酸在高温和超声波条件下腐蚀90s后，测得1064nm波长激光作用下K9基板抗激光损伤阈值提高了75％。脉冲LDA侧面泵浦大能量Nd：YAG激光器时变热效应分析
摘要：摘要：建立了激光二极管阵列（LDA）侧面泵浦棒状Nd：YAG增益介质时变热效应理论计算模型。采用有限元Ansys软件模拟分析了脉冲LDA侧面泵浦大能量固体激光器的时变热效应特性。研究结果表明，所研究的脉冲LDA侧面泵浦大能量Nd：YAG激光器热效应具有时变特性，介质横截面内中心点处的稳态温度场分布随时间呈锯齿形周期变化，锯齿形变化频率为LDA泵浦频率，脉冲LDA泵浦参数对介质稳态温度场分布有较大影响。分析和计算了介质内热梯度、应力双折射以及激光晶体端面效应等导致的晶体热透镜焦距。计算表明，介质的热焦距主要来源于介质内温度梯度引起的热透镜焦距。基于种群杂交猴王遗传算法的演化硬件研究
摘要：演化硬件作为新的硬件载体,具有自组织、自适应、自修复的能力,是人工智能在高能激光控制方面的一个重要应用。遗传算法是影响硬件演化速度的一个重要因素。针对目前传统遗传算法进化时间长、运算量大的问题,提出了一种改进的猴王遗传算法——种群杂交猴王遗传算法。受自然界生物种群杂交优势的启发,种群杂交猴王遗传算法将参与进化的基因序列划分为Nd个独立进化的子种群。每个子种群独立按照猴王遗传算法进化Td代形成原始种群的Nd个亚种群后,交换亚种群的猴王基因重复猴王遗传操作,在亚种群中产生具有杂交优势的后代。分析表明：与猴王遗传算法相比,种群杂交猴王遗传算法可以将每一代基因排序的运算量减小到1/Nd,并且更加利于并行实现。基于MATLAB和Modelsim的仿真分析表明：种群杂交猴王遗传算法具有更快的收敛速度和更优的进化结果。面向对象的高分辨率遥感影像分割精度评价方法
摘要：在参考监督评价法原理的基础上,提出了三个高分辨率遥感影像分割精度评价指标：准确度、查全率和相对相似性,并以此为基础提出了遥感影像分割精度的评价方法。针对监督评价法的参考对象匹配问题,提出了一种双向局部最优对象匹配方法。同时,通过安徽省淮南市高分一号遥感影像分割结果的精度评价,进行了实验验证。结果表明：该评价指标能够较好地反映分割结果的优劣,符合地物对象分割的真实分布;还可为遥感影像分割算法的参数设置和多尺度分割的最优尺度选择提供依据。表面放电等离子体产生冲击波特性
摘要：采用压力传感器,分析XeF（C→A）激光器高电压表面放电光泵浦方式不同位置、不同放电电压条件下冲击波特性。研究结果表明,表面放电等离子体膨胀产生的冲击波持续时间为ms量级,在冲击波过后伴随有相对较弱的压力波。随着充电电压增加,放电过程释放能量增多,冲击波峰值压强也变大,最大压强可达1 MPa,同时冲击波峰值延后,冲击波持续时间变长。基于天气数值预报模式预报高空光学湍流
摘要：介绍了天气数值预报模式的运行流程、模式安装、模拟参数设置等。结合光学湍流的参数化方案,预报了大气光学湍流强度廓线,并与探空气球实测数据对比验证。结果表明,预报的大气光学湍流强度廓线符合高空光学湍流的一般特征和变化规律,但廓线的形状与实测存在一定的差异,并分析产生差异的原因。分析表明,提高预报精度需要改进高空湍流外尺度模式。基于增益负反馈的COIL自脉冲方法
摘要：针对超音速化学氧碘激光器增益介质的横流特性,设计了具有增益负反馈的光学谐振腔结构,通过化学反应的超音速流场和光场的耦合仿真,根据具体的激光器运行参数,论证了这种结构实现自脉冲激光的可行性。结果表明：振荡激光在增益区上游放大次数越多,对上游增益介质能量提取能力越强,脉冲调制作用越显著。采用激光光斑缩束再放大的结构设计,脉冲激光的峰值功率提高10~20倍,从理论上证明了增益负反馈的调制方法能够实现横流激光器脉冲激光输出。烟雾环境下的偏振差成像方法
摘要：基于激光主动成像的烟雾环境下的目标探测具有重要研究意义,有效抑制光的散射作用是提高烟雾环境下成像质量的关键。根据光的偏振理论,仿真分析了光子单次散射的偏振特性与散射角的变化关系,并利用蒙特卡罗方法模拟了光在烟雾环境中传输的偏振特性,提出了利用偏振差法来抑制光散射作用,最后进行了简单的成像实验。结果表明,光在烟雾中传输时散射光主要由小角度散射光构成,仍然保留了初始激光的部分偏振特性,相比于直接灰度成像,偏振差法能够有效滤除小角度散射光的影响,增强成像目标的细节信息和图像的对比度。高功率高效率光纤耦合半导体激光模块研制
摘要：采用光束整形和空间合束的方法,研制出高功率、高效率多阵列光纤耦合半导体激光模块。将波长为976nm连续工作的5个标准半导体阵列,通过对快轴进行准直和快慢轴光束旋转的方式进行光束整形,准直后进行空间合束,经耦合透镜聚焦,耦合入芯径400μm、数值孔径0.22的光纤。测量结果显示：光纤的出光功率最大可达到327 W,光纤耦合效率大于93.6%。相干激光雷达中最大似然离散谱峰值估计及Monte Carlo仿真
摘要：相干测风激光雷达中一个核心的问题是从微弱的气溶胶后向散射信号中估计出风速。基于零均值复高斯随机过程协方差矩阵统计模型的后向散射信号,首先讨论了最大似然（ML）离散谱峰值（DSP）风速估计算法的克拉美-罗下界（CRLB）与由Fisher信息矩阵论得到的精确CRLB之间的关系。其次,对于ML DSP估计应用于相干测风激光雷达中协方差矩阵统计模型的后向散射信号时,使用计算机Monte Carlo仿真的方法研究了风速估计的概率密度函数。分别讨论了信噪比、激光脉冲累积发数和发射激光脉冲宽度对ML DSP风速估计性能的影响。计算仿真结果表明：ML DSP风速估计的CRLB低于精确的CRLB;在信噪比为-20dB,100发激光脉冲累积和信噪比为-30dB,10 000发激光脉冲累积条件下,ML DSP风速估计中＂坏＂的估计值所占的比例都为0,＂好＂的估计值的标准差分别为0.62m/s和0.50m/s。强度调制的啁啾光纤光栅加速度传感器
摘要：设计了一种基于啁啾光纤布拉格光栅的新型加速度传感器,该传感器主要由矩形悬臂梁构成的传感机构和光纤光谱仪及光电探测器组成。导出了啁啾光纤布拉格光栅的反射谱带宽与加速度的关系;通过光谱仪检测啁啾光纤布拉格光栅反射谱的带宽或检测光电探测器输出的电压,即可获得加速度的大小。实验结果表明,该啁啾光纤布拉格光栅反射谱带宽及光电探测器输出的电压对温度变化不敏感,且在0~700m/s2测量范围内,反射谱带宽与加速度间具有良好的线性关系。由于反射谱带宽展宽造成了光纤布拉格光栅反射率的降低,因此光电探测器输出电压的线性响应范围只能达到0~35 m/s2,带宽和电压灵敏度分别达到0.005 6nm·m-1·s-2和0.785 6m V·m-1·s-2。高功率平面波导激光器研究进展及分析
摘要：平面波导激光器的激光介质既能实现大模体积运转,又在一维方向起到波导作用从而获得高光束质量激光输出,近年来成为高平均功率固体激光器的重要研究方向之一。对国内外平面波导激光器的研究进展进行了归纳总结,对比和分析了平面波导的双包层波导结构、梯形波导结构和自成像结构等结构特点,分析了平面波导结构的发展及趋势,并提出了平面波导激光器发展成为高功率激光器的一些限制因素。高速气流作用下激光加热金属平板数值模拟
摘要：数值模拟研究了高速气流作用下激光加热金属平板温度场。流体控制方程为三维雷诺平均Navier-Stokes方程,固体控制方程为能量方程,湍流粘性系数求解使用k-ε两方程模型。采用流固耦合计算方法,使用两相流模型模拟气流对烧蚀物的剥蚀,较完整地模拟了激光辐照金属材料的物理变化过程,计算得到了不同气流速度下金属平板的温度分布以及烧蚀形貌。分别使用两相流方法和动网格方法对高速气流作用下激光对金属板的烧蚀效应进行了计算,结果表明,两相流方法与动网格方法都能较好地模拟高速气流作用下激光加热金属平板的温度响应,由于两相流方法能够较全面地模拟对流换热、熔化与凝固过程以及金属液体在气流冲刷下的动力学过程,因此能获得比动网格方法更为合理的物理图像。半导体泵浦亚稳态惰性气体激光器理论建模与性能分析
摘要：建立了半导体泵浦亚稳态惰性气体激光器（DPRGL）速率方程模型,以Ar为例,仿真分析泵浦强度、亚稳态原子数密度以及增益介质长度对DPRGL工作性能的影响。结果表明：高泵浦强度（约kW/cm2）条件下DPRGL理论上具有大于55%的光-光效率;亚稳态原子数密度和增益介质长度对激光器性能影响具有等价性;实际中需综合优化泵浦强度、亚稳态原子数密度、增益介质长度等激光器参量以实现激光器最大的光光转换效率。系统误差对相干偏振合成效率的影响
摘要：基于偏振合成技术,以提高系统的合成效率为目的,针对合束过程中存在的几种主要系统误差进行了系统分析和定量计算。结果表明,相对于重叠误差、角度倾斜和偏振合束器的吸收损耗而言,半波片的调整误差是导致合成效率下降的主要因素,尤其是在系统向多路合成拓展时,其影响更加显著。若偏振合束器自身损耗为0.015,光束倾斜角为2°,重叠误差为5%,则16路光束的偏振合成效率仍高于92.5%;当半波片方位角出现0.045rad的偏差时,即使不考虑其他误差,系统合成效率低于74%。
