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中国激光 2008年第05期杂志 文档列表

中国激光杂志实验技术与元件

抽运光分布对Nd：YAG微片激光器热效应的影响643-646

摘要：以半解析热分析理论为基础，研究超高斯分布激光二极管（LD）端面抽运背冷式微片Nd：YAG晶体的热效应。通过对超高斯分布激光二极管端面抽运背冷式微片Nd：YAG晶体工作特点分析建立热模型，利用热传导方程新的求解方法得出微片Nd：YAG晶体内部温度场、热形变场、附加光程差（OPD）半解析计算表达式；利用附加光程差得出微片Nd：YAG晶体的热焦距计算表达式。研究结果表明，当使用总功率为24．2kW，10％占空比4阶超高斯分布激光二极管抽运时，微片上获得70．36℃最高温升，0．465μm最大热形变，0．836μm最大附加光程差。

基于全固型掺镱光子带隙光纤的被动锁模全光纤环形孤子激光器647-650

摘要：采用全固型掺镱光子带隙光纤（AS—Yb—PBGF）作增益介质并提供反常群速色散（GVD），设计了一种被动锁模全光纤环形孤子激光器。没有使用任何块状色散补偿元件，因此，该激光器腔型结构简单、紧凑、环境稳定性高，更容易实现全光纤结构。脉冲在激光腔内的传输用广义非线性薛定谔方程描述，并采用分步傅里叶方法数值模拟了该激光器的单孤子运转的动力学过程。计算时，将AS-Yb-PBGF的长度选取为0．4m，改变激光腔内单模光纤（SMF）的长度，得出了最佳运转参数：当AS-Yb-PBGF固定为0．4m时，选择单模光纤等于0．4m，就可以实现脉冲宽度为244 fs，脉冲能量为14 pJ和时间带宽乘积为0．32，即接近傅里叶变换极限的单孤子运转。

掺Yb^3＋全光纤环形腔主动调Q光纤激光器651-654

摘要：报道了用976nm激光二极管（LD）抽运掺Yb^3＋增益光纤，用光纤耦合的声光调制器（AOM）实现全光纤环形腔主动调Q激光输出的实验研究。激光器的调制频率在200 Hz～60．9k Hz之间调节时获得稳定的调Q脉冲输出。当抽运光功率为183 mW，调制频率为500．2Hz时，获得输出峰值功率为2．7W，脉冲宽度为53．2ns，单脉冲能量为145．5 nJ的激光脉冲，激光器的输出波长为1030 nm。当Q开关关闭时间较短时，从实验中观察到高低脉冲间隔输出的情况，利用调Q原理给出了相应解释。从实验和理论上分析了调制频率和抽运功率对激光器输出脉冲的影响，并进行了相应的计算，计算值和实验结果符合得较好。

利用半导体可饱和吸收镜实现的全光纤被动锁模激光器655-659

摘要：设计了包含半导体可饱和吸收镜（SESAM）、单包层高掺Yb增益光纤和光纤布拉格光栅（FBG）的全光纤激光器，实现了皮秒级，中心波长约为1064nm，3dB线宽约为0．4nm，重复频率约为17．3MHz的稳定的连续（CW）被动锁模脉冲输出。观察并分析了输出激光随抽运功率升高和降低的变化过程，升高过程中连续锁模启动时抽运功率阈值为50mW，降低过程中能够实现稳定锁模的最小抽运功率为37mW。随着抽运功率的加大，首先出现调Q现象，然后出现连续锁模，并伴有很小幅度的调Q现象。继续加大功率，脉冲会出现分裂；抽运功率越大，单脉冲分裂成的多脉冲越多，多脉冲调制越强。在较少脉冲演变为较多脉冲的过程中，会出现调制的不稳定性。当抽运功率足够大时，会出现多脉冲个数及峰值的不稳定现象。半导体可饱和吸收镜被动锁模会使输出激光谱线加宽，随着抽运功率的加大和锁模的加强，输出激光谱线逐渐加宽。随着脉冲分裂个数增多，单个脉冲脉宽变窄。在多脉冲调制阶段，外界微扰会对系统产生一定影响。

影响柱形微腔回音廊模激光抽运阈值能量的因素660-663

摘要：将石英光纤浸入染料溶液中形成圆柱形微腔，并采用近轴向消逝场抽运的方式，激发染料溶液的激光增益。柱形微腔回音廊模（WGM）激光抽运闽值能量的高低与抽运激光的消逝场和回音廊模消逝场的空间重叠程度有直接关系，同时也需要考虑低阶与高阶回音廊模损耗的影响。通过改变染料溶液的折射率以及光纤直径，来改变回音廊模的消逝场分布，从而改变两种消逝场空间重叠的体积以及回音廊模的损耗。实验结果表明，柱腔直径不变时，存在一个最佳的溶液折射率值；同时，溶液折射率不变时，也存在一个最佳的柱腔直径，使得一阶回音廊模激光抽运阈值能量最低。

准相位匹配PPMgLN光参量振荡技术670-674

摘要：理论上分析了掺MgO的周期极化LiNbO3（PPMgLN）晶体准相位匹配光参量振荡（QPM—OPO）波长的调谐特性，计算了抽运阈值和转换效率。采用高斯光束抽运，当抽运功率密度为阈值抽运功率密度约6．5倍时，可以获得约71％的转换效率。而相位匹配情况下，平面波抽运功率密度为阈值（π／2）^2倍时，转换效率可达到100％。1064 nm激光抽运PPMgLN晶体（MgO摩尔分数5％），单谐振光参量振荡技术采用e→e＋e相位匹配，利用PPMgaLN晶体的最大非线性系数d33（27．4 pm／V），采用周期调谐方式，实验上获得了中红外波长调谐范围2．7～4．8μm，当抽运功率为23W，频率为7 kHz时，在波长3．7μm处激光输出功率超过3．2W，斜率效率超过18％，对应闲频光波长1．49 μm输出功率约8W，相当于转换斜率效率约为63％。实验结果与理论分析基本一致。

串联微环谐振器的光学特性675-679

摘要：根据波导耦合方程，导出了串联微环谐振器的传输矩阵，并分析了环数、环间耦合系数以及损耗对串联微环谐振器输出特性的影响。数值模拟表明，串联微环谐振器具有光子带隙的特征。当环数增加时，通带内满足谐振条件的波长数增加；当环间耦合系数增加时，可使通带带宽加宽；通过适当选择环数和环间耦合系数，可以实现滤波和波分复用（WDM）的功能。选用脉冲宽度为50ps的高斯型激光脉冲注入微环谐振器，发现当环间耦合系数较小时，出射脉冲相对于入射脉冲具有光学延迟的效果，并且随着环数的增加，延迟时间逐渐增大，而当环间耦合系数较大时，光学延迟效果不明显。

中国激光杂志简讯

Chinese Optics Letters（《中国光学快报》）“纳米光学”专题征稿启事679-679

中国激光杂志实验技术与元件

无波前传感自适应光学技术及其在大气光通信中的应用680-684

摘要：无波前传感自适应光学（AO）系统不依赖波前传感器可直接对系统性能进行优化。基于随机并行梯度下降（SPGD）算法，32单元变形镜。CCD成像器件等建立了无波前传感自适应光学系统实验平台。实验结果表明，参量选取合适时，系统对畸变波前具有较好的校正能力，但受限于较低的CCD采样频率，仅能校正静态或缓慢变化的像差。根据实验结果讨论了基于随机并行梯度下降控制算法的无波前传感自适应光学技术在大气光通信中的应用可能和应用方法，指出采用高速光电探测器件、高速数据处理及响应速度高的波前校正器与随机并行梯度下降算法相配合可用于补偿大气光通信巾的大气湍流扰动。

三维荧光光谱技术及平行因子分析法在绿茶分析及种类鉴别中的应用685-689

摘要：提出了一种绿茶成分分析和种类鉴别的新方法。利用FS920荧光光谱仪测量得到国内生产的26个绿茶样品的三维荧光光谱矩阵（EEMs），建立了不同种类绿茶在特定范围内（激发波长为300～550nm，发射波长为310～750nm）的三维荧光光谱图和等高线光谱图。采用平行因子分析法（PARAFAC）计算得到绿茶的3因子激发一发射光谱轮廓图和样品因子投影得分图。通过因子光谱特征分析确定绿茶的三种主要成分（茶多酚、黄酮醇及叶绿素）；通过三维荧光光谱图和等高线光谱图的图谱特征和样品因子投影得分图的分析，证实三维荧光光谱技术和平行因子分析法对绿茶进行成分分析和种类鉴别，是一种高效、精确的方法。

中国激光杂志激光物理与激光化学

液态介质纵向振动对受激布里渊散射反射性能的影响690-693

摘要：结合静态流体力学理论、弦振动理论及瞬态受激布里渊散射（SBS）理论，建立了描述介质纵向振动所产生的附加密度变化的受激布里渊散射耦合模型。以四氯化碳为介质，研究了不同强度的基频及倍频振动对受激布里渊散射反射率以及波形失真度的影响特征。结果表明，振动对于受激布里渊散射的影响具有一定的阈值性。在低于某一阈值情况下，受激布里渊散射稳定性不受其影响，且受激布里渊散射的振动稳定性在很大程度上受控于受激布里渊散射装置的结构参数。在介质振动强度恒定的情况下，选取短焦透镜及短池长的装置结构更有利于受激布里渊散射相位共轭镜稳定性的提高。

温度对双光子光折变介质中光伏孤子特性的影响694-697

摘要：具有双光子光折变效应的光折变介质温度的变化对光伏孤子性质具有影响。通过光伏空间孤子的演化方程得到的亮和暗光伏空间孤子解与温度相关，在室温范围内，双光子光折变介质中空间孤子的光强和强度半峰全宽（FWHM）均受温度影响。随着介质温度的升高，双光子光折变介质支持光强较小的光伏空间孤子；在较大光强情况下，双光子光折变介质支持强度半峰全宽较小的光伏空间孤子；在小光强情况下，双光子光折变介质支持强度半峰全宽较大的光伏空间孤子。即可以通过控制光折变介质的温度来控制介质中光伏孤子的空间形态，从而在光折变介质中形成稳定的光伏空间孤子。

强激光非线性热像与克尔介质厚度的关系698-705

摘要：通过理论分析与数值模拟方法，研究了高功率激光系统中非线性热像位置及光强随介质厚度的变化规律。基于角谱传输和Bespalov—Talanov小尺度自聚焦理论。在不作薄介质近似情况下得到了热像光强表达式，并用数值模拟结果进行了验证。结果表明，在一定的人射功率下，热像光强随介质厚度的增加而增大；而在一定的B积分下，热像光强随介质厚度的增加先单调增加，达到一极大值后，单调减小。此外，当模糊斑相对于克尔介质的距离的菲涅耳数远大于1时，可采用薄介质近似。数值模拟结果与解析结果吻合得很好。

中国激光杂志光束传输

非傍轴厄米-正弦-高斯光束的特性706-711

摘要：为了研究厄米-正弦-高斯（HSiG）光束在非傍轴情形下受参量影响的特性，基于光强二阶矩理论，经过一系列复杂的数学计算，得出了非傍轴厄米-正弦-高斯光束的远场发散角、束腰宽度以及光束传输因子的解析式，并通过数值模拟，得到了它们与离心参量的关系。结果表明，在束腰宽度与波长比取值逐渐减小时，随着离心参量趋于0，当阶数为奇数和偶数时，发散角分别趋于63．435°和73．898°。束腰宽度和光束传输因子随参量的增加呈现较大的起伏，非傍轴情形下的光束传输因子取值与傍轴情况有很大的不同，其受参量影响不仅可以小于1，甚至趋于0。

中国激光杂志简讯

Chinese Optics Letters（《中国光学快报》）“生物光子学”专题征稿启事711-711

中国激光杂志光束传输

光束在单层金属界面上反射时的纵向位移712-715

摘要：光束在弱吸收介质板上反射时，会产生纵向位移。采用稳态相位法从理论上研究丁线偏振光在单层金属界面上反射时的纵向位移。结果表明，在吸收频率区，TE偏振反射光束的纵向位移很小，随入射角增大单调增加，掠射时趋于饱和，而TM偏振反射光束的纵向位移为负位移，在入射角为80°附近达到峰值约λ；在反射频率区，TE反射光束的纵向位移随入射角的变化规律与在吸收频率区相同，饱和值更小，TM反射光束的纵向位移为负位移，掠射时约几个波长。

中国激光杂志光纤元件

弯曲曲率对长周期光纤光栅透射谱特性的影响722-725

摘要：报道了一种分析长周期光纤光栅（LPFG）透射谱谐振波长和衰减率随弯曲曲率变化的方法。利用耦合模理论和微扰近似推导了长周期光纤光栅透射谱随弯曲曲率变化的一般表达式，得到当弯曲曲率为2．56m^-1时，长周期光纤光栅透射谱分裂，分裂峰的谐振波长和衰减率与弯曲曲率呈非线性变化，但分裂峰的间距与弯曲曲率呈线性变化。利用B-Ge共掺单模光纤写入的长周期光纤光栅证实了理论的正确性，且具有很好的重复性。

干涉型光纤传感器中的双重降噪方法726-728

摘要：基于马赫一曾德尔（Math-Zehnder）干涉仪结构，构造了全保偏光纤传感系统，以单频窄线宽保偏光纤激光器作为光源，采用了光源光电负反馈和双光路平衡检测双重降噪方法，降低了光源的附加强度噪声，使系统信噪比（SNR）提高了约15dB，达到60dB。