光纤布里渊激光器和放大器的研究进展及其应用
摘要：回顾了基于受激布里渊散射（SBS）的光纤激光器和放大器的研究进展及其应用。由于受激布里渊散射固有的独特性质,光纤布里渊激光器（FBL）和放大器（FBA）在许多领域中有着重要的应用。特别是它们在光信号慢光缓存、超窄线宽激光光源、多波长光纤激光器、光生微波信号的应用开拓近年来引起了广泛的关注,重点回顾了这些研究领域中应用及研究的最新进展。由于光纤布里渊激光器和放大器具有一系列优异的特性,在全光通信、相干光通信及光纤传感等领域中具有日益广泛而重要的应用前景。激光二极管端面抽运YAG-Nd：YAG复合晶体棒温度场特性
摘要：为解决激光二极管（LD）端面抽运激光介质产生的热效应问题,建立了端面绝热、周边恒温、界面热流连续的YAG-Nd：YAG复合晶体棒热分析模型。利用特征函数法和常数变异法得到了超高斯光束端面抽运YAG-Nd：YAG复合晶体棒温度场的一般解析表达式。同时定量分析了超高斯抽运光光斑尺寸,光束阶次,YAG晶体长度对YAG-Nd：YAG复合晶体棒温度场的影响。研究结果表明,若LD输出功率为50 W,光学耦合器传输效率为82%,4阶超高斯光束端面抽运YAG-Nd：YAG复合晶体棒时,复合晶体棒内最大温升为132.7℃,其中YAG晶体长为1.5 mm,Nd：YAG晶体长5 mm,钕离子掺杂质量分数为1.0%。研究结果为减小激光晶体热效应、合理设计激光器热稳腔提供了依据。《光学学报》“发光材料”专题征稿启事
摘要：近年来，发光材料以其独特的优越性，已成为我国光学材料研究领域的的主流方向之一，被广泛应用在显示、通信、卫星、生物、光学计算机等高科技领域。发光材料作为一门发展十分迅速的新兴技术科学，所提出的新原理、新方法和新技术已取得多项重大研究成果。《光学学报》计划于2010年7月正刊（EI核心收录）上推出”发光材料”专题栏目，现特向国内外广大专家学者征集”发光材料”方面原创性的研究论文，旨在集中反映该方面最新的研究成果及研究进展。双平行平板分光特性的数值模拟与分析
摘要：分析了双平行平板的分光特性,并提出了优化其分光特性的方法。平行放置的平行平板可将入射光束同时分为多个峰值功率密度不同的光束出射,应用电荷耦合器件（CCD）相机接收出射光斑,出射光斑的峰值功率密度差异（DMPF）要保证小。分析了平行平板板间距和光束入射角对出射光斑的峰值功率密度差异的影响,结果表明,合理选取板间距和入射角可使光斑的峰值功率密度差异减小。当平板膜特性和入射激光中心波长确定时,最优板间距与光束的瑞利长度呈递增关系,最优入射角保持稳定,相应条件下的光斑峰值功率密度差异随瑞利长度的变化有轻微浮动。基于偏振滤波原理的宽可调谐掺Yb3＋环形光纤激光器
摘要：以973 nm半导体激光器（LD）为抽运源,高掺杂浓度Yb3＋光纤为增益介质,构建了一套环形腔光纤激光器,通过调整腔内由普通光纤和偏振器件构成的偏振态滤波器,得到连续调谐宽度24 nm（1030～1054 nm）、激光阈值为49 mW的激光输出。通过对部分腔体光纤施加均匀应力的方法较大地扩展了激光器的调谐范围,实现了宽达57 nm（1021～1078 nm）的可调谐激光输出。与文献报道的基于偏振滤波原理的其他可调谐Yb3＋光纤激光器相比,构建的激光器实现了更大范围的可调谐性。光反馈分布反馈半导体激光器的非线性动力学动态行为
摘要：实验和数值模拟了外部光反馈作用下分布反馈半导体激光器（DFB-SL）的各种非线性动力学行为。实验结果表明,在不同的反馈强度下,DFB-SL输出呈现出稳态、单周期、倍周期、多周期等多种非线性动力学动态行为。当处于一系列周期态时,激光器的输出光谱、频谱呈现强烈特征频率峰,且背景噪声极低。当外部光反馈达到一定强度后,激光器各模式发生激烈的相互作用而导致相干崩塌,激光器输出光谱、频谱演化为连续谱,并最终实验获得谱宽达10 GHz的宽谱混沌。对相关实验进行了数值模拟,计算结果与实验结论基本符合,均表明反馈强度是控制DFB-SL处于不同非线性动力学态的一个关键参量。方位角调谐的反射窄带导模共振滤光片设计
摘要：调谐反射窄带滤光片在光通信、显示、光开关和防伪等领域有重要应用。导模共振滤光片（GMRF）对结构参数非常敏感,因此可通过结构参数的变化来实现反射峰值的调谐。为了研究利用方位角的变化来实现导模共振滤光片调谐的新方法,分析了方位角对导模共振滤光片衍射区域电场分布的影响,通过严格的耦合波理论计算,设计了方位角调谐的导模共振滤光片。对于60°入射的TM偏振光,随着方位角的增加,导模共振滤光片的共振峰值向长波方向移动。活塞激光热负荷数值模拟
摘要：建立了活塞激光热负荷数值模拟模型,研究了不同冷却介质对活塞热负荷的影响。结果表明,激光卸载过程活塞顶和通油孔通气冷却,温度波动发生在活塞顶薄层区域,与活塞在实际稳定工况下的温度响应一致;激光卸载过程活塞内腔和通油孔通气或通油孔通水冷却,温度波动区域都不能反应在实际稳定工况下的状态。低周热疲劳采用激光卸载过程配合活塞顶通气、活塞内腔和通油孔通水能缩短试验周期、加速活塞的热疲劳损伤。数值模拟与试验结果基本吻合,验证了模型的有效性。激光空泡的溃灭发光及冲击波辐射
摘要：分析了空泡溃灭辐射光子的基础理论,建立了自由场液体中激光空泡的产生、脉动及溃灭冲击波、溃灭发光的高速摄影测量实验平台。采用高速摄影技术对不同液体、不同空泡尺寸条件下空泡脉动的外形特征、溃灭冲击波、溃灭发光强度等参数进行测量。结果表明,激光空化技术是产生稳态单一空泡的较好手段;对于不同的液体介质中的激光空泡,激光等离子体空泡膨胀、空泡溃灭辐射冲击波强度主要与液体的粘性系数相关;激光空泡发光与最终溃灭是同相位的;空泡溃灭发光强度与液体的表面张力、饱和蒸气压力有极强的相关性。基于60GHz光毫米波的光纤无线传输系统实验研究
摘要：实验研究了一种采用马赫-曾德尔电光调制器产生60 GHz光毫米波的方法和相应的光纤无线传输（ROF）系统。在中心站采用单臂的马赫-曾德尔强度调制器（IM）通过光载波抑制（OCS）方式产生光毫米波,光毫米波的频率为2倍射频（RF）信号的频率。然后再利用另一个电光马赫-曾德尔调制器将下行基带数据信号调制到光毫米波上。下行信号经光纤链路传送至基站单元,光毫米波信号经高速光电转换器产生60 GHz的电毫米波,经过放大后,由天线发送出去。在用户单元通过天线接收到的电毫米波信号利用相干解调恢复下行的基带数据信号。实验显示采用频率为29 GHz射频信号产生光毫米波的频率为58 GHz,将下行链路中2.9 Gbit/s的数据在单模光纤中传输距离达20 km,且实现无线传输2.6 m。一种基于光耦合器的全光正交频分复用系统和器件
摘要：提出了一种基于SiO_2平板波导技术,由两端口的定向耦合器、移相器和光延时线构成的全光离散傅里叶变换器（ODFT）。研究了该器件的原理,设计和优化了一个4×40 Gb/s的全光傅里叶变换芯片,并且给出了器件的设计细节和实现方法。在此基础上又设计了一个4×40 Gb/s的全光正交频分复用（OFDM）系统,消除了系统中的电子瓶颈。用VPItransmissionMaker（VPI）对该系统进行了仿真,并与采用幅度调制和差分相位调制方式的系统进行了对比。结果表明,基于全光傅里叶变换器的全光正交频分复用系统性能优越,经过320 km的传输后,误码率（BER）小于3×10~（-11）。全光正交频分复用是一种有潜力的高速长途传输技术。基于偏振耦合理论的光纤陀螺环温度性能研究
摘要：为研究中、高精度光纤陀螺用保偏光纤环的温度性能,从制造工艺及受环境温度影响的角度分析了影响光纤环性能的主要因素。利用耦合波概念定性讨论了光纤环中光波信号的偏振耦合特性,指出了影响光纤陀螺性能的主要偏振误差。根据光纤环中感应双折射的变化和温度瞬态效应机理,建立了温度实验系统。实验结果表明,在变温影响下,光纤环中光信号偏振态的变化十分显著,且与整个光纤环的具体温度分布有关。而且,该实验系统还可以作为光纤环的温度性能评价系统用来筛选出性能优秀的光纤环。基于环状梯度折射率磁光玻璃的电流传感方法
摘要：为消除块状光学玻璃型电流传感器中反射相移对测量精度的影响,提出了一种折射率呈梯度分布的环形磁光玻璃传感头结构。该环形磁光玻璃的内外两侧均为折射率渐变层,中间为折射率均匀层。同时,为便于信号光的输入输出耦合,该环形磁光玻璃上有一定大小的开口。理论分析表明,在一定条件下,光线在环形磁光玻璃中传播时,可不再与玻璃和空气界面接触,从而可以有效地避免反射相移的影响,提高传感器的测量精度。通过数值模拟分析了环形磁光玻璃的结构参数对光线传播轨迹以及有效初始角的影响。结果表明,通过合理设计环形磁光玻璃的结构参数,可以得到具有较大有效初始角且无反射相移的高灵敏度磁光玻璃型电流传感器。光子晶体光纤正常色散区超连续谱产生的研究
摘要：研究了长脉冲抽运光子晶体光纤（PCF）正常色散区超连续谱的产生。依据透镜耦合的基本条件设计了激光器与入射光纤之间的耦合系统,该系统的耦合效率可以达到60%;实现了模场不匹配的普通光纤与光子晶体光纤的低损耗熔接,实验测得的熔接损耗为3.8 dB,低于理论计算的熔接损耗5 dB。随着抽运功率的增加,产生了平均功率为1.2 W,10 dB的带宽为710～1700 nm的超连续谱。实验结果表明,长脉冲抽运光子晶体光纤的正常色散区,受激拉曼散射在光谱加宽的最初阶段发挥了重要作用,而高阶孤子分解和交叉相位调制促使超连续谱趋于更宽、更平坦。五棱镜扫描法检测大口径近红外干涉仪准直波前
摘要：为了保证大口径近红外干涉仪的测试精度,必须严格控制其出射波前的准直性。采用五棱镜扫描系统将干涉仪的出射波前分割成若干个子波前,记录每个子波前在CCD上所成光斑质心的相对位置,计算得到各个子波前的法线方向以重构被测波前,从而实现对出射波前准直性的检测。实验测量了210 mm口径的近红外干涉仪准直物镜水平方向上的出射波前,计算重构了被测波前。分析了实验系统误差对于测试结果的影响。该方法成本低、精度高,特别适用于大口径近红外波前的准直性检测。激光脉冲宽度对长脉冲激光能量在线测量装置的影响
摘要：长脉冲激光能量在线测量装置中热桥的存在加剧了热传导的影响,为了定量地确定其大小并对其进行修正开展了此项研究。将温升曲线分成3部分,利用傅里叶定律、热传导方程及能量守恒定律对每一部分逐一进行了分析,得到能量损失的比例与装置参数之间的关系,开展了实验研究,通过对实验数据的拟合,结果表明,热损失比率由脉冲宽度、材料的导热系数、热桥的长度、吸收体的质量等决定。上述参数需根据实验间隔及测量精度要求确定,推导出来的理论值与实验结果一致性较好,其偏差为2.9%。HO3＋掺杂KYb（WO4）2晶体生长与光谱分析
摘要：以K2W2O7为助熔剂,Ho3＋掺杂摩尔分数为9%,采用顶部籽晶提拉法生长出了单斜晶系的钬掺杂钨酸镱钾[Ho3＋：KYb（WO42（Ho：KYbW]晶体。测试了晶体的红外光谱和拉曼（Raman光谱,并对出现的峰值进行了振动归属。测量了晶体的吸收光谱和荧光光谱,计算了相应的光谱参数。吸收光谱显示,Yb3＋在930,987 nm处吸收峰最强,半峰全宽（FWHM为93 nm。荧光光谱表明,Ho：KYbW晶体在1971和1988 nm附近有较强的发射峰,主峰1988 nm处的发射线宽达71 nm,因此,Ho：KYbW晶体可作为可调谐激光增益介质。晶体的上转换荧光谱表明,在542和647 nm处分别得到了上转换绿光和红光,并分析了相应的上转换机理。离子束后处理对TiO2薄膜表面粗糙度的影响
摘要：利用电子束热蒸发技术在两种不同粗糙度的K9玻璃和一批单晶硅基底上沉积了单层二氧化钛（TiO2）薄膜,并对这些样片进行了氧离子后处理。采用泰勒-霍普森相关相干表面轮廓粗糙度仪（Talysurf CCI）分别对基底以及样片处理前后的表面粗糙度进行了研究,并用椭偏仪对离子处理前后的TiO2薄膜的折射率进行了测量。实验结果表明,TiO2薄膜对于基底具有一定的平滑作用;当基底粗糙度较大时,随着轰击离子能量的增加样片的表面粗糙度先减小后增加;当氧离子的轰击时间增加时,薄膜表面粗糙度会明显降低,随着轰击离子束流密度的增加,薄膜表面的粗糙度减小的幅度会增加。
