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中国激光 2006年第06期杂志 文档列表

中国激光杂志激光器件

超强固体激光及其在前沿学科中的应用（1）721-729

摘要：20世纪80年代中期发展起来的啁啾脉冲放大（CPA）技术与先进的高功率激光技术及优良的激光增益介质相结合把激光峰值输出功率提高了几个数量级，出现了输出拍瓦级（10^15W）皮秒（10^-12s）和飞秒（10^-15s）脉冲的固体激光装置，聚焦峰值功率密度达到10^20～10^22W／cm^2。激光与物质相互作用的物理过程中，激光功率密度起主导作用，不同光强对应不同的物理学领域。如此高的激光功率密度能够在实验室中产生前所未有的极端物态条件，即超强电场、超强磁场和超高压强等，从而开创了崭新的强场物理领域，推动了相关学科的交叉融合，形成了多个前沿研究方向，如粒子加速、强辐射源、先进光源、阿秒物理、快点火聚变、超热物质、激光核物理、超快过程诊断、激光天体物理、非线性量子电动力学（QED）等，在材料科学、生命科学和医学等领域中也极具应用价值。

激光二极管双端面抽运Tm：Ho：GdVO42μm激光器730-733

摘要：报道了激光二极管（LD）双端面抽运Tm：Ho：GdVO4固体激光器，在2．049μm处获得连续（CW）和准连续（QCW）激光输出。激光二极管为光纤耦合输出，光纤芯径400μm，数值孔径0．22，输出波长805nm。激光二极管额定输出功率27．7W，均分为两束双端面抽运激光晶体。晶体尺寸为4mm×4mm×7mm，Tm，Ho掺杂原子数分数分别为5％，0．5％。分析了Tm：Ho能级系统的主要能级跃迁和能量转换损耗。为提高激光器的输出功率和转换效率，激光晶体采用液氮制冷。在重复频率5kHz，10kHz，20kHz，调Q以及连续运行模式下，获得了9．4～10．1W的激光输出，光-光转换效率为34％～36％。最大单脉冲能量为1．9mJ，最大峰值功率为0．13MW。讨论了抽运光功率和重复频率对激光脉宽的影响。

拉曼激光雷达信号采集及处理系统734-738

摘要：准确可靠地监测大气中CO2含量变化对于研究全球变暖和气候变化具有十分重要的意义。利用拉曼激光雷达测量大气中的CO2含量分布是一种新颖且容易实现的方法。有效地采集CO2气体的拉曼回波信号并进行数据处理反演出测量结果是整个系统的关键所在。根据拉曼激光雷达的原理和信号处理的理论基础，设计了单通道和双通道两种行之有效的拉曼信号采集方案，并分别对其信号处理方法进行了论证。阐述了单通道采集过程中能量波动所造成的对信号的影响和消除方法，重点解决了采集过程中存在的噪声干扰问题。计算了两种方案在采集1km处的系统信噪比（SNR），单通道采集时约可达到10，而双通道采集时可提高到20左右。

中国激光杂志简讯

采用国产掺镱双包层光纤的光纤激光器连续输出功率突破700W738-738

摘要：高功率光纤激光器与传统固体激光器相比具有转换效率高、光束质量好、散热方便等优势，是国际上激光技术领域的研究热点。近几年来，随着单纤输出功率的不断攀升，高功率光纤激光器的应用前景日益看好。

中国激光杂志激光器件

聚光系统构形对激光推力器推进性能的影响739-742

摘要：在喷管与聚光系统一体化设计时，聚光系统因其同时承担聚光和喷管两项功能而成为激光推力器的重要组成部分。通过改变聚光系统内表面的母线方程，可以改变点火区的大小、形状、点火区与聚光系统内表面的距离及喷管长度等参数，而这些参数都会对激光推力器的推进性能产生影响。针对不同的聚光系统构形建立了相应的点火模型，数值计算与实验结果一致，即当注入能量不超过60J时，在喷管出口直径相同的条件下，抛物形喷管点聚焦方式比环聚焦方式所获得的冲量耦合系数大，可达38．84×10^-5N·s／J；而冲量耦合系数对点火区与聚光系统内表面的距离及喷管长度等参数并不十分敏感。研究结果对于吸气式激光推力器的喷管构形设计具有指导意义。

目标运动闭环跟踪模拟系统743-747

摘要：提出了一种基于激光技术的、易于工程实现的目标运动模拟方法及实验装置，并进行了实验验证。利用激光的高亮度、发散角小以及激光器体积小、质量轻等特点，设计了针对小目标运动的实验模拟装置。通过多轴复合技术以及空间投影技术，实现了角运动向小目标二维空间运动的转换；运用多媒体定时器技术实现了对电机的内部闭环控制；采用脉冲宽度调制（PWM）技术实现了对电机的速度控制，提高了目标的仿真精度。小目标的运动速度可以达到10°／s，精度〈0．1°／s，归一化标准偏差0．09。利用该装置实现了实验室内的目标运动闭环跟踪实验研究，目标捕获跟踪系统的跟踪标准偏差为0．2mrad。该系统可以作为目标捕获跟踪系统对二维运动目标的闭环实验研究的验证仿真平台。

离轴切割Nd：YVO4晶体的激光特性748-752

摘要：通过比较a切，45°切割Nd：YVO4晶体连续（CW）和以Cr^4＋：YAG晶体为被动调Q器件激光器的输出特征，发现Nd：YVO4晶体在激光器中既作为增益介质，又作为双折射ο光，e光分裂器件。在不同的运转条件下，ο光，e光偏振模式相互竞争，导致离轴晶体在连续运转时表现出a切晶体的特征，有较小的阈值、光一光转换效率高；在被动调Q运转时，则表现出c切晶体的特征，在1340mw的激光二极管（LD）抽运功率下，可以获得峰值功率0．6kW，重复频率为18．7kHz，脉宽为6．5ns的脉冲。

中国激光杂志激光物理与激光化学

电介质膜增强的Goos—Hǎnchen位移的微波测量753-755

摘要：如果在折射率较高的电介质基底上镀一层折射率较低的电介质薄膜（介质膜的另一侧为折射率更低的介质，如空气），并且恰当选择基底内光束的入射角，使得光束在基底一介质膜界面上折射到薄膜内、在薄膜一空气界面上全反射，那么反射光束的Goos—Hǎnchen（GH）位移在一定条件下会得到共振增强。采用微波技术直接地测量了这种Goos—Hǎnchen位移随电介质膜厚度的变化，测量结果与理论预言吻合得较好。

基于色散平坦光纤的二阶孤子压缩756-759

摘要：将再生锁模光纤激光器（RMLFL）输出的约5．8ps脉宽的高质量无啁啾双曲正割脉冲，通过掺铒光纤放大器（EDFA）放大后注入4．28km长的色散平坦光纤（DFF）中，利用二阶孤子压缩效应成功地将脉冲压缩到1．74ps，压缩比为3．3，与理论计算结果完全一致。与基于色散渐减光纤（DDF）的绝热孤子压缩（ASC）方案相比，该方案在同样的孤子阶数下大大降低了入射功率，而且色散平坦光纤的非色散渐减特性决定了它对于不同波长、不同脉宽的输入都可以通过调整输入脉冲功率和选取合适的光纤长度来配合满足压缩条件。虽然压缩因子不大，但基本能满足需求。

具有高阶色散双抽运级联光纤参量放大器的增益760-764

摘要：利用一组耦合方程，在理论上推导出了双抽运、三段光纤级联结构的参量放大器的增益表达式。研究表明在双抽运情况下，光纤参量放大器（FOPA）的增益随光纤长度、抽运光功率的增加而变大；同时，增益的大小和平坦性能也受到光纤色散特性的影响，从反常色散区到正常色散区，增益带宽逐渐变小，增益不平坦性有一定的改善；在二阶色散系数不变的情况下，光纤参量放大器增益带宽随四阶色散数的增加而减小。采用多段光纤级联结构，可以均衡光纤参量放大器增益的不平坦性。

圆管中激光激发表面瑞利波极性的有限元分析765-769

摘要：用有限元方法数值模拟了脉冲线源激光作用于厚铝管时产生的温升以及由此温升而产生的表面声波的情况，得到了逆时针向探测点和波源之间角度从Ф=5°到Ф=180°范围内一系列表面法向位移的时域波形，并对相同厚度不同外径的铝管的表面波进行对比。数值结果表明表面声波中显著的波为掠面纵波、头波和瑞利波，第一个瑞利波脉冲的极性在传播过程中发生了倒转现象，逆时针向看探测点离波源的角度Ф,当Ф较小时瑞利波脉冲是单极性的（负的），随着角度的增大，瑞利波脉冲逐渐变为双极性的，且双极性中正向极性逐渐增大，到Ф=90°时变为完全双极性（正向和负向对称）。随着角度的进一步增加，双极性中负向极性逐渐减小，到Ф=180°时瑞利波脉冲又变为单极性（正的）。不考虑衍射效应时，圆管中第一个瑞利波脉冲的极性和试样的尺寸无关，仅和探测点离波源的角度相关。

波矢方向对二维光子晶体能带及应用的影响770-774

摘要：利用平面波法分析了由介电常数为13和1的两种介质分别构成圆形柱和背景组成的三角晶格、蜂巢状晶格和正方晶格，波矢偏离周期性平面对它们能带分布及应用的影响。波矢偏离周期性平面分量增加，对色散曲线的影响表现在：波矢在周期性平面内形成的带隙逐渐减小，甚至消失；低频端出现不存在模式区域，并且该区域逐渐变宽；出现新的简并能级，原有的简并能级简并解除或消失；能带趋于平坦化；易于在低阶能带间形成绝对带隙等。波矢偏离周期性平面时，对三种晶格形成带隙情况分析得到：三角晶格和蜂巢状晶格形成的绝对带隙比正方晶格形成的绝对带隙宽，能更有效地减小发生自发发射的概率；三角晶格绝对带隙的宽度在泄漏模区域比蜂巢状晶格要宽，所以三角晶格比蜂巢状晶格更适合用作反射镜等。

中国激光杂志光通信及其元器件

包层空气孔孔径的不均匀性对微结构光纤非线性系数的影响775-778

摘要：在基于微结构光纤（MOFs）的非线性装置中，光纤的非线性系数是一个很重要的参数，它受包层空气孔不均匀性的影响。用全矢量有限元法和误差理论分析了包层空气孔孔径的不均匀性对六角形高非线性微结构光纤非线性系数的影响。通过计算，得到了这种光纤HE11^x和HE11^y。模的非线性系数与每个空气孔孔径之间的关系，从而进一步得到了非线性系数的标准差与包层空气孔孔径标准差之间的关系。这样，在已知孔径的标准差时，很容易得到非线性系数的标准差。当孔径标准差与孔径设计值的比为5％时，HE11^x和HE11^y模非线性系数标准差与均匀孔径情况下非线性系数值的比分别为2．55％和3．06％。

2.5 Gbit／s码位重叠快跳频光码分多址实验系统779-782

摘要：设计并实现了单用户、数据速率2．5 Gbit／s的码位重叠快跳频光码分多址（SO-FFH OCDMA）实验系统。采用波长数为7和码长为4的单重合码，在数据速率2．5 Gbit／s时设计和制作了基于光纤布拉格光栅（FBG）的光编码／解码器，并测试了光编码器和光解码器的频谱图。脉冲发生器产生2．5 Gbit／s的非归零（NRZ）脉冲信号，外调制放大自发辐射（ASE）宽带光源后，通过光环行器进入光编码器进行光信号的扩频编码。编码后的光信号经掺铒光纤放大器（EDFA）放大后，输入到光解码器进行扩频解码，并通过2．5 Gbit／s接收模块转换为电信号。从解码信号的波形看，在用户数据速率为2．5 Gbit／s时，该系统能够正确解码用户的数据信息。实验结果表明，相对于传统的快跳频光码分多址系统，码位重叠快跳频光码分多址可大大提高用户的数据速率。

中国光学学会2006年学术大会的通知2006’General Congress of Chinese Optical Society782-782

摘要：会议时间：2006年9月3～5日 会议地点：中国·广州 主办单位：中国光学学会 承办单位：华南师范大学，广东省光学学会 展馆地点：中国·深圳（2006年9月6～9日）

二维大气无线光码分多址通信系统783-787

摘要：在无线光通信系统中采用光码分多址（OCDMA）技术，可以充分利用其丰富带宽，提高系统性能。考虑背景光噪声、探测器噪声、多用户干扰和大气闪烁等影响因素，给出了二维无线光码分多址（2D-WOCDMA）系统模型，在该模型中采用了脉冲位置调制（PPM）和光纤布拉格光栅（FBG）编解码器。通过数值分析，详细讨论了该无线光通信系统的性能。结果表明，大气闪烁是影响二维无线光码分多址通信系统性能的重要因素，当其对数方差较大时，系统难以实现通信，需要采用诸如多用户检测、信道编码及阵列接收等技术提高系统的性能；二维无线光码分多址通信系统适合采用1550nm波段；该通信系统还受背景光、雪崩光电二极管（APD）增益和调制消光比等因素的影响。

空间光通信中CCD亚像素的分辨率788-790

摘要：在空间光通信跟踪、瞄准和捕获（APT）系统中，探测终端的位置分辨率对整个通信系统的性能起着巨大的影响，为了使终端探测器的分辨率达到系统的要求，进一步提高跟踪、瞄准和捕获系统的性能，提出了一种新的提高探测器CCD分辨率的方法，即多次采样处理。通过将两次采样的数据进行叠加处理，然后利用软件进行控制，可使CCD的位置分辨率提高到亚像素的精度。模拟结果表明，利用该多次采样处理可以将CCD的位置分辨率提高到1／2像素，1／4像素或更高的精度。同时该方法还可以抵消诸如散粒噪声、暗电流噪流起伏等噪声，从而使信噪比得到提高。

中国激光杂志光纤元件

激光型光纤电流传感器频率的零漂791-794

摘要：激光型光纤电流传感器输出的读数是频率之差。首先从理论上分析了无外加电流时频差在零频附近的漂动，分析了法拉第旋转镜（FRM）旋转角偏离90°引起的频率零漂，并指出这是零漂随温度变化的主要原因，提出了克服零漂的具体措施。实验证明了上述分析的正确性和这些措施的有效性，使这种光纤电流传感器在实用化道路上前进了关键的一步。