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中国激光 2008年第09期杂志 文档列表

中国激光杂志综述

超分辨远场生物荧光成像——突破光学衍射极限1283-1307

摘要：长期以来，远场光学荧光显微镜凭借其非接触、无损伤、可探测样品内部等优点，一直是生命科学中最常用的观测工具。似由于衍射极限的存在，使传统的宽场光学显做镜横向和纵向的分辨率分别仅约为230nm和1000nm。为了揭示细胞内分子尺度的动态和结构特征，提高光学显微镜分辨率成为生命科学发展的迫切要求，在远场荧光显微镜的基础上，科学家们已经发展出许多实用的提高分辨率甚至超越分辨率极限的成像技术。例如，采用横向结构光照明提高横向分辨率到约100nm，利用纵向驻波干涉效应将纵向分辨率提高5～10倍。然而，饩到在光学荧光显微镜中引入非线性效应后，衍射极限才被真正突破，如受激荧光损耗显微镜利用非线性效应实现了30-50nm的三维分辨率。另外应用荧光分子之间能量转移共振原理以及单荧光分子定位技术也可以突破衍射极限，甚至可以将分子定位精度提高到几个纳米的量级。

中国激光杂志简讯

《中国激光》“综述”栏目征稿启事1312-1312

中国激光杂志实验技术与元件

单级静态高峰值功率灯抽运脉冲Nd：YAG固体激光器1313-1317

摘要：报道了采用对称平面平行腔结构实现单级静态输出30kW高峰值功率灯抽运Nd：YAG固体激光器的研究结果。从速率方程出发．推导出脉冲Nd：YAG固体激光器的单脉冲能量表达式，模拟出输出镜最佳透过率及最大输出能量。通过实验选取激光器工作的最佳参数，研制出一台高峰值功率灯抽运脉冲Nd：YAG激光器，理论模拟和最佳实验结果基本一致。激光器在最大输入电压为800V，脉宽为2ms时，输出最大单脉冲能量60J，最大峰值功率30kW．光束质量Me为5．9，总体电光转换效率3．3％。在最大输入电压为800V，脉宽为1．5ms时最大平均功率405W。采用该激光器切割6mm低碳钢和4mm不锈钢，在脉宽为2ms，频率为6Hz，峰值功率为30kW时，切割4mm不锈钢速度为1mm／s．切割6mm低碳钢速度为1．5～2mm／s。

中国激光杂志简讯

《中国激光》“激光加工”专题征稿启事1322-1322

中国激光杂志实验技术与元件

60％电光效率高功率激光二极管阵列1323-1327

摘要：设计并制备了980nm高量子效率和极低光损耗的激光二极管（LD）外延材料和器件。微通道封装1cm激光二极管阵列在连续（CW）工作条件下最大电光效率达到60．0％，相应的斜率效率和输出光功率分别为1．1W／A和38．2W。测试得到外延材料的内损耗系数和内最子效率分别为0．58cm^-1和91．6％。测试分析表明，器件电光效率的提高主要在于新刊的InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱和大光腔结构设计。

神光Ⅱ升级装置终端光学组件的排布设计1328-1332

摘要：设计高功率激光装置靶场终端光学组件（FOA）时考虑的重要因素是鬼像对光学元件的破坏。由于神光Ⅱ升级装置（SG-Ⅱ—U）的输出能量高、靶场空间小、鬼像分布情况复杂，导致了终端光学组件的设计难度很高。用自主研发的鬼像控制设计软件对神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件排布进行设计，给出了进行鬼像控制设计时需考虑的设计因素，并对比研究了两种靶场终端光学组件设计方案的优缺点，最后结合神光Ⅱ升级装置的特点，优化设计出神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件的最终排布方案。

偏振控制锁模光谱边带偏移量的计算及实验验证1333-1337

摘要：通过对光纤中传输的孤子波演化及其色散波相互作用的动力学方程分析，详细推导了环形腔非线性偏振旋转（NPR）锁模光纤激光器中色散波与孤子波相互干涉而产生的脉冲光谱边带偏移量的理论计算公式。并将各级边带波长与脉冲中心波长的偏移量理论值与相应的实验测量值进行了对比，理论值与实验值符合得非常好，其最大误差在4．1％以下。从而解释了在偏振控制被动锁模条件下，环形腔光纤激光器光谱边带产生的原因。

结构简单的X射线二极管及其性能指标测定1338-1341

摘要：研制了一种可用于测量软X光辐射的X射线二极管（XRD）。该XRD具有结构简单、对偏压及真空度要求较低、响应面积大等特点。分析了XRD的响应时间和饱和电流等特性，给出了能量计算公式，同时采用同步辐射光源对XRD进行了能量标定，标定结果与理论计算结果一致。利用该XRD对毛细管放电类氖氩46．9nm激光脉宽和能量进行了测量。

液体激光系统流场特性对热畸变的影响1342-1345

摘要：液体介质的循环流动为消除激光系统的热效应提供了有效途径，对改善激光系统的光束质量具有重要意义。根据液体介质的流场特性，结合Fluent6．53软件模拟计算，分析了抽运区介质流速、湍流强度与附面层厚度、温度扰动的关系及对激光热畸变的影响。增大抽运区介质流速能有效减小热畸变和附面层厚度；在给定抽运条件下，采用光阑限孔的方法进一步减小热畸变，流速为20m／s时的光程差（OPD）最大差值由10个波长下降到5个波长。

高功率半导体激光器电压饱和特性与器件质量1346-1349

摘要：为实现对高功率半导体激光器快速、有效、无损的质量检测和可靠性筛选，对器件进行了电导数和光导数测试及分析。结果表明高功率半导体激光器的结电压饱和特性与其质量和可靠性紧密相关。结电压饱和特性不好的器件一般都存在某种缺陷，结电压饱和特性的差异超出一定范围的同种类器件一定是质量和可靠性差的器件。因此，阈值处电导数曲线的下沉高度h值可作为器件筛选的一个判据。用模拟测量的方法，对阵列器件和组成它的单元器件的电压饱和特性的相关性进行了研究，阵列器件的电压饱和特性与组成它的单元器件的一致性（均匀性）紧密相关。均匀性不好的器件的电压饱和特性也不好。

中国激光杂志光纤元件

大模面积光纤中折射率和掺杂分布的设计和分析1355-1359

摘要：从无源光纤的模场理论和有源光纤的速率方程理论出发，给出了任意折射率分布和掺杂分布光纤的有效模面积和基模提取效率的计算方法，并且，通过数值计算对几种典型折射率分布和掺杂分布的光纤性能进行了分析和比较，说明复合折射率光纤与其他传统光纤相比，在百微米量级的大模面积光纤中更具有实用性。

中国激光杂志测量技术

泰曼-格林干涉仪测量液晶空间光调制器的相位调制特性1360-1364

摘要：为了评价美国BNS公司反射式256pixel×256pixel纯相位液晶空间光调制器（LCSLM）的性能，提出利用泰曼-格林干涉仪对相位调制特性进行干涉测量。实验结果表明，液晶空间光调制器的相位随灰度呈非线性分布，利用反插值法建立线性查找表，校正了器件的非线性，非线性度由原来的17．23％减小到2．85％；中心与边缘的相位调制，在同一灰度级最大相位差达到0．22π，中心相位调制均方根误差是边缘的4倍，说明该器件存在相位调制的不均匀性，中心相位误差较大，在波前控制中应给予校正。

单晶硅表面载流子动力学的超快抽运探测1365-1369

摘要：利用800nm波长的飞秒抽运探测技术测量了单晶硅表面50ps内的瞬态反射率变化，研究了表面载流子的超快动力学过程。基于自由载流子密度变化过程建立的反射率模型可以很好地描述瞬态反射率变化，说明受激自由载流子超快响应的贡献主导了反射率的变化过程，经拟合获得了样品的表面复合速度（SRV）为1.2×10^6cm／s。建立了耦合的载流子输运模型,探讨了单晶硅表面热载流子的密度、温度随时间的演化过程。研究表明，表面复合过程是影响本征单晶硅表面载流子动力学的重要因素。

中国激光杂志薄膜

真空度对VO2（B）型薄膜制备及光电特性的影响1370-1374

摘要：对不同真空度下得到的VO2（B）型薄膜的结晶状况、组分、电学性质和光学性质进行测试和分析，以探讨退火真空度对VO2（B）型薄膜的影响。以高纯五氧化二钒（V2O5）粉末（纯度高于99．99％，质量分数）为原料，采用真空蒸发——还原工艺，分别在高、低真空度下还原出VO2（B）型（空间群为C2/m）薄膜。利用X射线衍射（XRD）仪，X射线光电子能谱仪（XPS），电阻温度关系（TCR）测试仪和紫外可见分光光度计对薄膜进行测试，讨论了退火真空度对VO2（B）型薄膜的结晶状况、组分、电学性质和光学性质的影响。结果显示，在高、低真空度下退火，VO2（B）型薄膜出现的温度范围是不同的，在低真空度下退火出现的范围在400～480℃，而在高真空度下退火出现的范围只有400～440℃；高真空度退火得到薄膜的晶粒较大，透过率较低真空度得到的薄膜高7％～8％；但在低真空度下退火，薄膜中的V更易被还原，电阻温度系数绝对值更大，最大可达-2．4％／K。

极紫外啁啾多层膜反射镜产生亚飞秒脉冲1380-1383

摘要：超短超强激光与稀有气体相互作用产生高次谐波获取亚飞秒脉冲是近年来超短超快光学的研究热点之一。具有谐波选择和啁啾补偿作用的极紫外碉啾多层膜反射镜是产生亚飞秒脉冲的有效元件。阐述了运用极紫外啁啾多层膜反射镜由高次谐波得到亚飞秒脉冲的机制，计算了特定实验条件下高次谐波产生过程中的啁啾，利用遗传算法完成了极紫外啁啾多层膜反射镜的设计，模拟分析了其产生亚飞秒脉冲的作用。结果表明，所设计极紫外啁啾多层膜反射镜能够获得半峰全宽为132as的脉冲。

中国激光杂志激光应用

激光重熔镍基合金火焰喷焊层组织及性能1388-1394

摘要：利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析不同激光工艺参数重熔后的Ni基合金火焰喷焊层及其经不同温度回火处理的显微组织和相组成，并进行了显微硬度和耐磨性测定。试验结果表明，重熔喷焊层的组织主要由γ-（Ni，Fe）固溶体和Cr23C6，Cr7C3，Cr2B，CrB，Cr5B3，Fe5B，Fe2B等相组成，与火焰喷焊层相比，显微组织得到进一步细化，硬度和耐磨性都有较大幅度的提高。在相同工艺条件下，激光扫描速度愈快，显微组织愈致密、细小，硬度和耐磨性愈好，但重熔喷焊层的熔深较浅；不同激光工艺参数的重熔喷焊层，经不同温度回火后，硬度都得到了进一步的提高；扫描速度为360mm／min，经600℃×3h回火后的重熔喷焊层硬度相比为最高。采用合适的激光重熔处理工艺及随后的热处理，可使Ni基合金火焰喷焊层进一步强化，使用性能得到进一步改善。

AZ91D镁合金Al—Si粉末激光合金化及腐蚀性能1395-1400

摘要：采用Al-Si粉末对AZ91D镁合金进行了同步送粉激光合金化研究，以期改善镁合金的耐腐蚀性能。讨论了激光加工参数与合金化层几何尺寸的对应关系；采用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）等材料表征手段分析了合金化层显微组织的结构特征。通过阳极极化实验评价了AZ91D镁合金激光合金化组织的腐蚀性能。结果表明，AZ91D镁合金激光合金化表层的耐腐蚀性能明显提高；剖析了Mg2Si，Al12Mg12,Al3Mg2等金属间化合物（IMC）的耐腐蚀作用。

激光加工陶瓷裂纹行为的理论分析及实验验证1401-1408

摘要：通过建立脉冲激光陶瓷打孔二维温度场模型，计算了相应的热应力分布，预测了打孔过程中的两种裂纹形态径向裂纹和环形裂纹，并由此预测出激光脉冲切割过程中的两种裂纹扩展方式发散型和回归型，提出通过降低加工处温度、减少热影响区以及增大孔径（或切缝宽度），可以达到降低热应力，抑制加工裂纹产生的目的。通过讨论模型参数和激光加工工艺参数之间的对应关系，提出低占空比、高辅助气体压力和离焦加工是激光加工工艺参数优化的基本方向，通过对氧化铝陶瓷和单晶硅的激光加工实验，对裂纹的产生及扩展预测进行了验证，并对加工参数优化实现了陶瓷的激光无裂纹加工。