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中国激光 2008年第06期杂志 文档列表

中国激光杂志综述

超常介质非线性光学研究进展803-810

摘要：光与超常介质相互作用时，光的磁场也变得很重要。超常介质的色散磁导率导致光与超常介质的非线性相互作用呈现出许多新特性。总结了超常介质中二阶非线性光学现象的国内外研究进展，报道了在三阶非线性超常介质中光的传输特性方面的研究结果，包括传输模型的建立、调制不稳定性、孤子和自聚焦现象等。

中国激光杂志实验技术与元件

39fs，16W全光子晶体光纤飞秒激光系统811-814

摘要：实验研究了高平均功率输出的光子晶体光纤飞秒激光系统。系统中振荡器和放大器均使用保偏型掺Yb^3＋双包层大模场面积光子晶体光纤（LMA—PCF）为增益介质，具有极低非线性系数、很高的增益系数，并能保证很好的环境稳定性。系统研究了种子光功率、脉冲宽度、脉冲啁啾和放大器抽运光功率等参数对系统输出飞秒激光脉冲宽度的影响。在输入种子光平均功率为180mW，放大器抽运功率为40W时，获得平均功率16W输出（对应单脉冲能量320nJ），脉冲宽度压缩到39fs。

连续波DF化学激光器无稀释剂实验及其分析823-826

摘要：为了增强对燃烧驱动连续波DF化学激光器的理解，特别是为了提高对燃烧室中F原子产生环境和光腔内激射环境的认识，进行了一系列DF激光器无稀释剂条件下的出光实验。结果显示，无主稀释剂条件下，DF激光器同样可以达到较高的功率水平和质量流比功率，无副稀释剂条件下，输出功率和比功率将损失一半左右。根据实验数据，定性地分析了主、副稀释剂对激光器运转的影响。DF化学激光器能够在无稀释剂条件下出光，为简化激光器设计提供了依据。

掺镱光纤激光器温度特性分析827-829

摘要：温度对于光纤激光器的影响是多方面的，着重对光纤吸收截面、发射截面及激光器激射波长的温度特性进行了深入的研究，更加精确、全面地描述温度对光纤激光器系统的影响。当温度变化时，掺镱光纤各子能级上的粒子数分布发生变化，从而导致相应的吸收截面和发射截面发生变化。通过拟合方法可以得到光纤吸收截面与温度的关系。并利用任意温度下，吸收截面与发射截面的特定关系式，得到发射截面在各温度点上的取值。进一步推导出了激射波长与工作温度、光纤长度、腔的损耗、掺杂浓度等系统参数的关系；并将不同工作温度下激射波长的计算结果与实验结果比较，得到两种方法下的相似结论。

呼吸脉冲锁模的光子晶体光纤飞秒激光器830-834

摘要：报道了一种掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤（LMA—PCF）飞秒激光器。作为增益介质的光子晶体光纤的单模场面积比传统光纤高一个数量级，有效地降低了非线性系数，使激光器获得高能量输出。激光器基于线形腔结构，利用半导体可饱和吸收镜实现自启动锁模。光纤激光器利用光栅对进行腔内色散补偿，使其运转在呼吸脉冲锁模状态，即在谐振腔的零色散点附近实现锁模。当腔内净色散呈反常色散时，激光器获得了平均功率为400mW，重复频率为47MHz（对应于8．5nJ的单脉冲能量），脉冲宽度为500fs的稳定的锁模脉冲输出，经腔外色散补偿，脉冲压缩至98fs。当腔内净色散呈正常色散时，激光器输出的单脉冲能量为10．6nJ，脉冲宽度为1．76ps，经腔外色散补偿，脉冲压缩至160fs。

中国激光杂志简讯

大功率人眼安全波长KTA光学参量振荡器激光器834-834

摘要：1．5μm波段激光具有良好的人眼安全性能，在激光预警、激光测距、激光跟踪等领域有巨大的应用潜力。光学参量振荡器（Optical Parametric Oscillator，OPO）是获得1．5μm相干光源的一种有效技术手段，采用合适的非线性晶体可将1．06μm激光高效地转换为1．5μm人眼安全波段。

中国激光杂志实验技术与元件

连续掺镱光纤放大器的提取效率835-839

摘要：连续光纤激光器在加工及军事等领域都有重要应用。为了研究掺镱光纤放大器中影响提取效率的关键因素，在稳态激光速率方程基础上，考虑光纤放大器中自发辐射放大，建立了高功率光纤放大器的数值模型，并分析提取效率与光纤端面反射率，信号光功率以及抽运光功率之间的关系。采用反向抽运光纤放大器的实验方案，对有关提取效率的理论分析进行了初步验证。理论计算结果与实验验证结果的偏差小于10％。研究结果定性地描述了光纤端面反射率、信号光的功率和抽运光的功率对光纤放大器提取效率的影响。

中国激光杂志激光物理与激光化学

大信号布里渊增强四波混频相位共轭镜845-848

摘要：对大信号偏振去耦布里渊增强四波混频（BEFWM）相位共轭光的输出特性（波形、束散角、能量转换效率等）进行了系统的研究。结果表明，使布里渊增强四波混频工作在大信号强相互作用状态下，可以很好地克服同等抽运及结构条件下小信号布里渊增强四波混频中经常出现的波形调制现象，具有良好的波形稳定性以及输入输出脉冲的波形相关性；输出光相位共轭保真度接近100％，且在不同注入信号强度下几乎保持恒定；大信号布里渊增强四波混频能量转换效率相对小信号情况也有很大的提高。

中国激光杂志光束传输

部分相干光经多个圆孔衍射后的偏振度变化849-854

摘要：基于随机电磁光束的相干偏振统一理论和部分相干光的传输定律，研究了部分相干光源所发出的光经过多个圆孔衍射后的偏振度变化情况。以高斯谢尔（Gauss-Schell）模型光束为例，研究了多个圆孔衍射后的轴上偏振度变化。发现随着圆孔数量的增加，偏振度将出现相应的变化，并且经过足够长的传输距离之后，偏振度将趋于一个定值。以三个圆孔为例，重点研究了圆孔大小、圆孔间距、源平面处的相干长度以及源平面的偏振度取值等参量对轴上观察点的偏振度影响。

多模与单模光纤级联系统对激光束的传输855-860

摘要：分析了激光束在光纤中的非线性传输损耗，理论上证明了受激布里渊散射（SBS）是光纤传输能力的主要限制因素；实验上在532nm波段对长度为5m，纤芯半径为1．75μm，数值孔径（NA）为0．11的单模光纤的传输能力进行了测定，结果与理论一致。采用模场耦合理论，推导出多模光纤与单模光纤的直接耦合效率表达式，计算得到耦合效率与所选用的多模光纤和单模光纤的纤芯芯径之间的模拟关系。激光器输出波长为532nm；多模光纤的数值孔径为0．11，纤芯半径为12．5μm；单模光纤的数值孔径为0．11，纤芯半径为1．75μm，实验结果与理论基本吻合。根据理论和实验结果，设计出多模光纤与单模光纤混合传输方案，在柔性传输较高激光功率的同时可以得到高光束质量。

中国激光杂志光通信及其元器件

拉曼放大对孤子传输特性的影响861-866

摘要：利用频率分辨光学门（SHG-FROG）技术研究了拉曼放大对光孤子传输特性的影响。研究表明，拉曼放大能够补偿光纤损耗，但不改变孤子脉冲的时域波形，对孤子脉冲的啁啾影响不大。当传输光纤长度小于拉曼放大有效光纤长度时，拉曼放大能够完全补偿光纤损耗；当传输光纤长度大于拉曼放大有效光纤长度时，拉曼放大能够部分补偿光纤损耗。拉曼放大对光纤损耗的补偿能力随着抽运功率的增加而增大。光孤子脉冲对拉曼放大抽运光偏振特性不敏感。

空间调制无线光通信的信号设计867-873

摘要：建立了空间调制无线光通信的光强信道模型，并给出了空间信号必须满足的两个基本约束条件。通过定义于二维空间的正交基函数建立了矢量信号空间，并定义了三个衡量空间信号设计方案性能的指标，即误符号率，频带利用效率和功率效率等。参照传统时域信号设计方案，提出了三种空间调制信号具体设计方案，并从带宽效率和功率效率两性能上进行了比较，结果表明正交幅度调制（QAM）具有带宽效率高、功率效率低的特点，而且采用的信号点越多其带宽效率就越高，另外其空间信号图案还具有圆对称性，因此非常适合在空间带宽有限的远距离无线光通信中使用。

基于垂直分层空时编码的自由空间光通信874-878

摘要：垂直分层空时编码（V-BLAST）是一种将空间复用和空间分集相结合的技术，它具有极高的频谱利用效率和传输速率，因此将垂直分层空时编码技术应用于自由空间光通信。在研究了大气信道的特性之后，提出了一种基于垂直分层空时编码的自由空间光通信系统的信道模型。介绍了垂直分层空时编码的编码原理，并分析了该系统的信道容量。利用仿真实验比较了采用垂直分层空时编码前后系统信道容量及误码性能的变化。结果表明，当接收天线数大于或等于发送天线数时，系统的信道容量与发送天线数成正比例增长，误码性能被有效改善。说明该系统具有垂直分层空时编码所提供的信道容量和良好的误码性能，且能有效克服大气湍流所产生的闪烁效应。

基于二次全等跳频码的跳频光码分多址系统879-883

摘要：从跳频光码分多址（FH—OCDMA）系统的扩频特征出发，推导出具有良好相关性能的扩频码所能达到的最大码容量，再利用二次全等理论为跳频光码分多址系统构造出一种具有最大码容量的扩频码——二次全等跳频码（QCHC），并给出了构造实例。在此基础上，运用光纤布拉格光栅序列作为编解码器设计了一种跳频光码分多址系统的实现方案，并对该系统的性能进行了详细的分析。结果表明，采用二次全等跳频码的跳频光码分多址系统具有设计简单、用户容量大和误码率低等方面的优点。

中国激光杂志光纤元件

激光脉冲制作的长周期光纤光栅／法布里-珀罗高温-应变组合传感器884-888

摘要：在很多高温环境应用中，诸如发动机、飞机和宇航器、复合材料的健康监测，需要精确测量应变。针对这种场合提出了一种基于激光脉冲制作的长周期光纤光栅／法布里-珀罗（LPFG／F—P）温度-应变组合光纤传感器。该传感器由长周期光纤光栅与光纤法布里-珀罗干涉传感器级联构成，其中长周期光纤光栅由高频CO2激光脉冲制作，用于监测温度；光纤法布里-珀罗干涉传感器由157nm准分子激光脉冲制作，用于监测应变。这种新型组合光纤传感器最大的特点是能承受500℃的高温并能在高温环境下实现应变的精确测量，可望在高温恶劣环境条件下的结构（如飞机发动机）健康监测、复合材料生产过程监测等应用中发挥重要作用。

基于侧边抛磨与覆盖材料的光纤光栅温度补偿新方法889-892

摘要：提出并演示验证了将负热光系数的聚合物材料覆盖在侧边抛磨光纤光栅的抛磨区实现光纤光栅温度补偿的新方法。实验结果表明，这种新方法的温度补偿效果良好，封装后的光纤光栅处在63～79℃的环境温度时，可使其温度敏感度降低为未补偿时的1／16；当处在58-101℃的环境温度时，其温度敏感度降低为未补偿时的1／4。温度补偿封装后的光纤光栅器件直径只有2mm，长度为20mm。

光纤布拉格光栅传感解调中的寻峰算法893-897

摘要：分析比较了光纤布拉格光栅（FBG）传感解调系统的6种寻峰算法：蒙特卡罗（Monte Carlo）算法、直接比较法、二次插值数值微分法、一般多项式拟合法、多项式-高斯公式拟合法和高斯公式非线性曲线拟合法。通过分析算法理论误差，结合算法仿真和实验研究，给出了算法误差及相关影响因素。研究发现输入信号的信噪比与寻峰算法的算法误差呈线性关系，相同条件下，高斯公式非线性曲线拟合法获得的精度最高。在光纤布拉格光栅传感实验系统中，对于信噪比为40dB的输入信号，算法的寻峰精度可达到0．44pm。结果表明，算法输入信噪比是影响寻峰算法中算法误差的决定因素，寻峰算法中的最佳算法为高斯公式非线性曲线拟合法。

中国激光杂志测量技术

测量大气折射率结构常数的大口径激光闪烁仪898-902

摘要：基于光闪烁的孔径平均效应，研制了测量大气折射率结构常数的大口径激光闪烁仪（LALS）。该仪器在一定程度上实现了闪烁饱和现象的抑制。仪器采用对称式结构布局，同时采用调制解调方法提高信噪比，并以嵌入式控制单元完成对数据的采集、处理、显示和存储。与传统仪器设备的测量结果相比，在1000m的水平传输路径上两者的线性拟合系数为1．01，相关系数为0．92；进一步分析表明，大气湍流内尺度会对闪烁方差的测量产生影响，从而导致大气折射率结构常数的测量结果略显离散。