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中国激光 2009年第04期杂志 文档列表

中国激光杂志综述

Microscopic energy transport through photon- electron- phonon interactions during ultrashort laser ablation of wide bandgap materials Part I： photon absorption779-789

中国激光杂志实验技术与元件

垂直腔面发射激光器的湿法氧化速率规律790-793

摘要：为实现垂直腔面发射激光器（VCSEL）氧化孔径的精确控制，对垂直腔面发射激光器湿法氧化工艺的氧化速率规律进行了实验研究。在不同的温度下对垂直腔面发射激光器样品进行湿法氧化，氧化后采用扫描电镜（SEM）对氧化层不同氧化深度处生成物组成进行了微区分析。结果表明在不同氧化深度处氧化生成物各元素的组分含量不同，尤其氧元素的组分含量差别较大。分析和讨论了氧化不同阶段的反应类型和反应生成物，并建立了氧化速率随时间变化的数学模型，推导出在湿法氧化过程中，氧化速率随时间按指数规律变化，指出在一定的温度下，氧化时间越长，氧化速率越趋于稳定；适当降低氧化温度，延长氧化时间可提高氧化工艺的可控性与准确性。

被动锁模光纤激光器的耦合输出比794-798

摘要：基于环形腔被动锁模光纤激光器的基本原理，对影响其输出特性的关键因素耦合输出比（R）作了理论和实验研究。理论仿真结果表明，要得到高质量的脉冲，激光器腔内增益与耦合输出比存在一最佳比值，小信号增益为7．5dB时，耦合输出比应在30％左右。实验中取3m长的增益光纤，分别采用5％，10％～40％和60％～90％的耦合输出比搭建环形腔被动锁模光纤激光器。实验结果对比分析表明，耦合输出比对激光器的输出特性有重要影响，R取5％～10％间时脉冲谱宽最宽（可达25．4nm）且谱宽调谐范围较大（〉12nm），R=10％和30％时脉冲波动幅度最小，R=70％左右时单脉冲能量最大（达3．86nJ）。另外，取R=30％，可在脉冲幅值波动较小的基础上获得最大的脉冲能量；而R=10％时为保证脉冲波动小、谱宽宽和能量大的平衡点。取3m长的增益光纤和R=10％的激光器，获得了重复频率15．87MHz，谱宽25．4nm，单脉冲能量约0．52nJ的脉冲激光，这些特性不会受到工作台振动、激光器搬动及普通温度变化等因素的影响，脉冲幅值存在约4％的波动。

非制冷980nm半导体激光器封装设计与热特性分析799-803

摘要：针对非制冷980nm半导体激光器组件的封装结构，对采用倒装贴片封装的激光器模块内部芯片外延层、热沉和焊料层进行了优化设计，运用有限元法（FEM）对微型双列直插（mini—DIL）非制冷980nm半导体激光器在连续波（CW）驱动条件下的热场分布进行了模拟计算。对比了倒装贴片和正装贴片的激光器热特性，并对实际封装的激光器光电性能进行了测试。倒装贴片型非制冷980nm半导体激光器的输出光谱在0～70℃时中心波长漂移仅为0．2nm，半峰全宽（FWHM）小于1．6nm，边模抑制比（SMSR）保持在45dB以上，最大出纤功率达200mw。研究结果表明．倒装贴片的非制冷980nm半导体激光器在热稳定性和光电性能方面都有较大提高，能够满足高性能小型化掺铒光纤放大器对非制冷980nm半导体激光器的性能要求。

激光脉冲系统时域响应的偏离度参数809-813

摘要：从理论上定义了基于高斯脉冲成分分析的激光脉冲时域响应的偏离度参数，并且通过实验验证了该定义的有效性。利用高速光电探测系统测量入射和出射的微秒量级激光脉冲的实际能量分布，在3％的容差范围内对能量分布进行高斯脉冲分量拟合，通过对比各独立高斯成分的归一化强度经系统后的理想值与真实值，计算得到偏离度。在该定义下．通过分析各高斯分量的权重演化以及新分量的成因，不仅可以研究光场与系统相互作用的物理机制，而且为系统的优化设计提供帮助。

气泡激光散射信号处理方法814-818

摘要：提出了阈值检测、降噪处理和功率谱估计三种分析和处理水中气泡激光散射信号的方法。利用这三种方法分别对不同散射角时的测量信号进行了处理，得到了水中气泡激光散射强度随散射角的分布特性，并将实验结果与米氏（Mie）理论结果及水的散射强度进行了对比，比较和分析了三种方法的优劣。阈值检测法和降噪处理法分别以平均值和绝对偏差为中心来估计气泡散射强度，它们不能隔离直流分量。功率谱估计法处理得到的气泡角散射特性与Mie理论结果一致，能够区别开气泡散射和水的散射，两者相差近1个数量级。实验结果表明功率谱估计法是最合理的处理气泡激光散射信号的方法。

放电电极对毛细管放电软X光激光的影响819-822

摘要：自软X光激光发现以来，实现低激发阈、台式软X光激光一直是一个十分重要的研究方向。利用毛细管放电激励产生软X光激光，是实现台式软X光激光的主要方案之一。实验采用20cm长的毛细管，利用X射线二极管（XRD）探测了毛细管放电抽运软X光46．9nm激光输出。研究表明，放电电极的材料并不是影响激光输出质量的决定性因素。但考虑到电极元素的飞溅，在长时间的实验研究中，选择钼电极更为有利。电极形状在放电过程中只影响预脉冲的导通情况，而对激光影响并不大。在更长毛细管的实验中，选择锥状端面的电极将有利于预脉冲的导通，以便获得激光输出。

三值光计算机百位量级解码器的设计823-827

摘要：提出了一种用半反半透平面镜、检偏器、微透镜阵列、二维并行光电二极管阵列探测器、SRAM存储器阵列和嵌入式系统构建三值光学解码器的方法，实现将三值光学运算器的运算结果从二维线偏振光信号并行转换为三值电信号。以CMOS图像传感器和32位嵌入式系统为核心设计并实现了百位量级三值光学解码器的模拟装置，对三值逻辑光学运算器的输出结果进行了解码实验，结果表明，解码准确率达到100％，可处理的数据宽度达到128位以上，且易扩展到千位和万位量级。同已有光计算实验系统的解码装置相比，其最大的优点是，高数据宽度、可编程性、可控制性和高扩展性。

中国激光杂志光束传输

二次晶体中准相位匹配孤子的激发与传输836-841

摘要：采用分步积分法，研究了形状为双曲正割平方的光束在线性和非线性极化率均被调制的一维准相位匹配（QPM）二次晶体中的传输特性。数值计算表明，在仅有基波（FW）注入的情况下，基波迅速激发出基态孤子，并呈现出固有的振荡态，二次谐波（SHW）虽然激发出谐波孤子，但相应的色散波现象比较明显；在同时注入基波与二次谐波的情况下，当它们的振幅和光束宽度满足一定条件时，两者均能够激发出稳定的孤子态，并且基态孤子的振荡更具周期性，二次谐波的色散波现象显著减弱。同时，注入的二次谐波的振幅存在一个临界值，可使激发的二次谐波孤子达到最佳孤子态。

中国激光杂志光通信及其元器件

光载无线系统中多路高纯度本振的远程传送846-850

摘要：针对光载无线技术在宽带无线网络中应用时，由于宽带无线网络的多标准共存所导致的基站本振频率多样性问题，提出在中心站利用光相位调制器和周期带通滤波器同时产生和远程传送多路不同频率的本振，从而使多类基站共享一个中心站本振源的方案。理论分析了该方案产生本振的频率大小和谱线宽度，用一个6．4GHz的低频信号仿真实现了19．2GHz，25．6GHz和38．4GHz等多路本振的同时产生。理论与仿真结果均表明本振的纯度很高，并且不受光源线宽的影响。提出了一种双向传输系统，可很好地解决标准的兼容性，减小色散的影响，提高传输容量，并大大降低系统的成本。

二维三角晶格介质柱光子晶体线缺陷波导慢光研究857-861

摘要：以二维三角晶格介质柱光子晶体线缺陷波导为研究对象，通过平面波展开（PWE）法对光在波导中传输时的慢光特性进行了仿真分析，发现光子晶体的填充因子以及线缺陷中的柱子半径大小决定了慢光导模在光子带隙中的传输特性。随着填充因子的增大，光子晶体波导的导模群速度迅速减小。缺陷柱的半径大小对导模群速度的影响要强于填充比。通过调整填充因子和缺陷柱半径．得到了导模群速度小于0．01c的波导结构。结合慢光导模的群速度色散（GVD）特性分析，发现极慢光区域的GVD值位于10^5～10^6量级，能够保证光的高效传输。

基于半导体光放大器光纤环形腔的光数据包复制器的噪声特性研究862-866

摘要：利用半导体光放大器（SOA）光纤环形腔实现重复周期准确、信号脉冲功率较大且几乎一致的光数据包复制。提出了一种注入非循环直流辅助光的方法，既有效抑制了放大自发辐射（ASE）噪声，又避免了环形腔内谐振。利用简化模型，从理论上对复制器输出噪声与信噪比（SNR）进行分析及仿真，得到复制器输出信噪比与复制次数的变化关系，并详细分析了注入直流辅助光功率及衰减系数对输出信噪比的影响。实验测得数据与理论结果一致。进一步对实验进行优化，在输出端口利用半导体光放大器对输出信号进行功率均衡，获得数据包信噪比下降小于3dB且脉冲光功率几乎一致的15次以上复制。

基于多重光正交码光标签的光分组交换系统实验研究867-872

摘要：采用多个光正交码串行排列组成的多重光正交码（MOOC）标签格式，提高了呵用标签的数目；构建了基于MOOC标签的光分组交换系统（OPS），对该系统中的各项关键技术，包括光分组信号产生单元、光标签处理单元、交换控制单元、光交换矩阵等进行了分析和研究；完成了光分组交换系统演示实验，并对实验结果进行了讨论。

基于啁啾光纤光栅的波长可调谐带通滤波器873-878

摘要：通过对长度4cm带宽为35nm的啁啾光纤光栅（CFG）施加横向的局部应力，啁啾光纤光栅的反射阻带中会形成一个或者若干个窄的透射窗口。窗口的位置随着施加应力的位置不同而变化，窗13的深度随着施加压力的大小和区域面积而变化，可以制作出波长可调谐的带通滤波器。3dB带通宽度为0．2nm，最小分辨率为0．4nm。建立了压力造成相移的物理模型，并用分段均匀的方法对啁啾光纤反射谱的改变进行数值模拟，得到了不同受力长度以及不同受力间隔的啁啾光栅反射谱。实验数据与数值模拟的结果相吻合。

偏振相关损耗对偏振复用系统信道正交性的影响879-883

摘要：在偏振复用系统中，利用两个正交的偏振光作为不同的信道在同一根光纤传输．从而达到使传输信息量加倍的目的。在信号接收端．需要将这两个信道重新分离，分离时除了偏振模式色散（PMD）之外，还会受到偏振相关损耗（PDL）的影响。根据PDL的原理，推导了偏振复用系统中两正交信道夹角与PDL的数值关系，计算了PDL大小对系统的影响。并依据理论模型构建了实验系统，对光纤一个主轴光强进行衰减，描绘出信道间串扰和PDL之间的实验曲线，验证了理论分析的有效性。实验表明，PDL调至最小的时候，若要求串扰控制在-10dB以内，差分群时延（DGD）应该压制在10ps以内；当DGD增大到140ps以后，被标记和没被标记的信道信号强度达到了1：1，系统则完全无法工作，在接收端无法分离信道。本项研究对于保证偏振复用系统的稳定性具有一定的指导意义。

中国激光杂志光纤元件

结构偏差对保偏光子晶体光纤色散特性的影响884-888

摘要：光子晶体光纤（PCF）具有很多特殊性质，这些性质强烈依赖其具体结构。由于光子晶体光纤制作过程复杂，容易造成各种变形，包括包层气孔的位置偏移或变形等，从而明显影响该光子晶体光纤的性能。选用商品保偏单模光子晶体光纤作为研究对象，改变了环绕中心石英芯的两个大空气孔之一的形状和尺寸。固定气孔尺寸和形状，改变其位置；再固定其位置，改变一个大气孔的直径；最后同时改变二者，分析其交叉影响。仿真结果显示当一个气孔变形或偏移后，光子晶体光纤的等效折射率、零色散波长、偏振拍长、导模模场形状等参数均发生变化，说明结构偏差对保偏光子晶体光纤性质有明显影响。

一种新型的单边带调制技术889-894

摘要：从理论和实验两方面研究了一种新型单边带调制（SSB）技术，通过在中心站合适设置单臂强度调制器的偏置电压，使调制器产生的奇数边带被抑制，采用滤波器滤除其中的一个二阶边带，即可产生单边带信号。用该新型的单边带调制技术产生的光毫米波理论上可以传输148km。同时搭建了实验系统，采用10GHz的本振信号源与2．5Gbit／s的数字信号混频后驱动单臂强度调制器产生抑制奇数边带的凋制信号，再通过一个滤波器得到20GHz的单边带毫米波，还得到了不同载波边带比（CSR）情况下的毫米波眼图。通过实验分析不同载波边带比对传输性能的影响，发现载波边带比为0dB时．传输性能最佳。

一种多参数光纤光栅波长调谐器的设计与研制906-912

摘要：对基于应力、位移、空间角度的多参数可调谐的光纤光栅（FBG）波长调谐进行了理论分析和实验研究。根据推导出的波长调谐公式，数值模拟了光纤光栅波长受应力、位移、空间角度时的多种调谐关系。在模拟分析的基础上，设计了一种基于应力、位移、空间角度的多参数可调谐的光纤光栅波长调谐器，并进行了实验验证。实验表明基于应力、位移的调谐为线性调谐，各光栅调谐线性拟合度均达0．9975以上；基于角度的调谐近似满足正（余）弦调谐。理论分析和实验测量具有良好的一致性。