重复频率250MHz掺铒光纤飞秒激光器
摘要：基于光纤飞秒激光器的光学频率梳是频率梳发展的方向。光学频率梳要求重复频率在200MHz以上。但光纤激光器受光纤长度的限制，重复频率即光梳的梳齿频率间隔不容易做得很高。德国Menlo System公司基于光纤激光器的光梳系统的重复频率是250MHz，但是其抽运激光功率超过2W，单管半导体激光器很难达到，需要复杂的合束系统；麻省理工学院也报道了重复频率为301MHz的掺铒光纤激光器，基于近似波数域算法的干涉合成孔径显微技术
摘要：光谱光学相干层析（OCT）系统中,成像的横向分辨率和焦深之间的矛盾制约了其进一步应用。干涉合成孔径显微技术（ISAM）是一种图像三维重建算法,通过对光谱数据进行重新采样和计算达到不同深度位置处横向分辨率恒定的目的。通过分析ISAM重构过程和误差原理,建立多散射点的重构模型,并对比分析了光谱OCT和ISAM重构后的图像结果。为了缩短ISAM的重构时间,提出近似波数域方法来实现ISAM,搭建了光谱OCT成像实验系统。实验结果表明,该方法极大地节省了重构时间,将一幅320 pixel×265 pixel图像的重构时间缩短至50 s,为光谱OCT图像的三维实时重构提供了理论基础。基于二维圆域解析模型的时域扩散荧光层析原理与实验研究
摘要：提出了基于二维圆域解析模型的时域扩散荧光层析图像重建算法。采用了外推边界条件下二维圆域结构的扩散方程解析解,利用基于耦合扩散方程拉氏变换的广义脉冲谱技术和基于玻恩比的归一化逆问题模型,实现圆柱层析模式下的图像重建。为了解决线性求逆过程中的病态问题,采用了代数重建技术进行相应的线性求逆。并通过引入一对实数拉氏变换因子,实现荧光产率和寿命的同时重建。利用多通道的时间相关单光子计数系统对实验仿体进行了圆柱层析式时间分辨的数据测量,实验结果表明,提出的重建算法对于目标体的位置和形状都进行了较准确的重建,从而验证了该重建算法的可靠性及可行性。分布式光纤拉曼光子温度传感器的研究进展
摘要：研究和讨论了分布式光纤传感器系统的测温方法和原理,介绍了国内外的研究概况、存在的问题和当前的研究趋势,探索了新一代光纤非线性效应的光纤传感机理。提出了光纤非线性散射效应的融合原理,研究和设计了一系列基于光纤拉曼与布里渊散射的分布式光纤传感器,采用光纤色散与损耗光谱的自校正方法提高了系统的可靠性、空间分辨率和测温精度;采用脉冲编码调制光源,提高了系统的信噪比和测温精度。百毫焦腔内KTP光参量振荡2μm脉冲激光器
摘要：报道了一台高单脉冲能量的光参量振荡（OPO）2μm固体激光器。采用电光调Q,Nd∶YAG激光器输出的1064 nm激光,抽运腔内两块光轴方向相向放置的KTP晶体,通过双谐振光参量振荡（DROPO）技术获得2μm激光输出。OPO谐振腔由2μm反射镜、两块走离补偿的KTP晶体和2μm输出镜组成。KTP晶体尺寸为8 mm×8 mm×15 mm,切割角θ=53°,φ=0°。OPO采用Ⅱ类相位匹配（o→o＋e）。当激光二极管单脉冲能量为1.02 J,电光Q开关频率为30 Hz时,获得了单脉冲能量107 mJ的简并波长2.1μm激光输出,808 nm激光二极管到2.1μm光光转换效率为10.5%,光束质量因子分别为Mx^2=2.38,My^2=1.56。808nm连续1500W阵列激光器封装
摘要：针对高功率全固态激光器抽运源的需求,开展了808 nm连续1500 W阵列激光器封装技术研究。理论上从封装应力、封装热阻和光束整形等三方面分析了大功率激光器封装的要求。解释了封装应力来源、表现和缓解途径;模拟了微通道热沉结构的封装散热效果云图;指出了光束整形的必要性以及与封装残余应力的关系。技术上通过研制铟/金复合焊料体系,配合控制烧焊曲线和烧焊过程,得到了良好的烧焊效果;结合设计使用高精度光束整形装配夹具,实现阵列平均＂smile＂值2μm,发散角6 mrad的实验效果。径向、切向热透镜效应对高亮度激光器输出特性的影响
摘要：在所有激光二极管（LD）侧面抽运的固体激光器的输出功率曲线中都存在一个平缓区域。通过对径向和切向热透镜焦距的理论计算,发现平缓区域出现在径向稳区边缘,在平缓区之后输出功率将继续升高,并在切向稳区边缘达到最大值,此时M^2理论值最小。得出平缓区是由径向、切向稳区的共同作用导致的,并且在切向稳区边缘可以实现高亮度激光器的结论。基于以上理论分析,设计了一个具有简单平-平腔结构、LD侧面抽运的Nd∶YAG高亮度激光器。实验中采用短腔型,并使其工作在稳功率点,当腔长为200 mm,入射的抽运光功率为220 W时,获得了输出功率为50 W,M^2理论值为2的高亮度1064 nm连续激光输出。“2010年中国光学重要成果”征稿启事
摘要：《激光与光电子学进展》的重点栏目——“年度中国光学重要成果”旨在介绍中国光学领域科研人员在国际著名物理学、光学期刊（如Nature，Science，Phys．Rev．Lett．，Appl．Phys．Lett．，Opt．Lett．等）发表的具有重要学术、应用价值的论文。本栏目2009年度共评选出近30篇高质量的论文，获得了读者的广泛好评。高光束质量515nm薄片激光器
摘要：利用国产直径10 mm,厚度200μm,掺杂原子数分数为10%的Yb∶YAG薄片建立了16通抽运耦合系统。通过设计的微通道冷却器冷却薄片,获得了较好的冷却效果。在此基础上设计了Z型腔结构,采用LBO内腔倍频,使用声光调Q,重复频率为5 kHz,在抽运功率为81.5 W时获得了平均功率10.2 W的515 nm基模绿光输出,光束质量Mx^2=1.3,My^2=1.6,脉冲宽度为150 ns,光光转换（938-515 nm）效率为12.5%。高工作温度抽运用大功率激光二极管研究
摘要：理论分析了工作温度对大功率激光二极管的工作波长、电光效率和器件寿命等的影响,采用波长补偿、高特征温度无铝材料设计外延和一体化烧焊等技术,设计制作了808 nm准连续波（QCW）高温激光器阵列。在热沉温度70℃的工作条件下,80 A单条输出功率大于65 W,20℃-70℃范围内特征温度T0达到145 K。10叠层阵列电光效率达到53%,工作寿命大于109次脉冲。砷化镓石墨点阵柱状光子晶体传感器的应力特性
摘要：利用时域有限差分（FDTD）程序计算了二维砷化镓石墨点阵柱状光子晶体的能带。结果表明,这种二维石墨点阵柱状光子晶体在0.53-0.58的归一化频率区间有一个完全光子带隙。基于此,构造了一种二维砷化镓石墨点阵柱状光子晶体应力传感器的模型,利用FDTD方法,计算了传感器共振腔TEy模的共振峰波长沿x轴方向和y轴方向应力变化的情况,以及共振峰波长随应力环境变化的情况。计算结果表明,传感器共振峰波长随应力环境变化具有很好的线性特性,其应力响应灵敏度为0.0111 nm/MPa;这种石墨点阵柱状光子晶体传感器沿x轴方向和y轴方向的应力响应灵敏度相同。基于NCl3/I2体系的化学发生碘原子源数值模拟研究
摘要：提出了以NCl3分解燃烧产生Cl原子随后与含碘化合物发生作用获得碘原子的技术方法。建立了NCl3/I2燃烧体系的化学反应动力学模型,利用开发的Matlab程序进行了一维数值模拟计算。计算结果表明,I2与NCl3的流量配比对碘原子粒子数密度和产率的影响较大,且存在一个最佳范围,该最佳范围随着总压力的增大而逐渐变小。最优化的碘原子产率随着压力的增大一直在减小,说明较高的压力会损害碘原子的产生效率,因而该方法比较适合直接加入到主气流中进行反应以产生碘原子。当初始压力P0=666.61 Pa时I2与NCl3的初始配比的最佳值为0.62,此时碘原子相对于NCl3的产率为117%,相对于I2的产率为189%。计算结果说明基于NCl3/I2体系发生碘原子是一种比较有效的产生碘原子的途径。湍流大气中部分相干双曲余弦高斯光束的M^2因子
摘要：基于广义惠更斯菲涅耳原理和维格纳分布函数的二阶矩方法,推导出部分相干双曲余弦高斯（ChG）光束在湍流大气中的束宽、远场发散角和M^2因子的解析表达式。研究结果表明,部分相干ChG光束在湍流大气中传输时,均方根角宽度、M^2因子和相对M^2因子随着传输距离的增大而增大,且与束腰宽度、波长、离心参数、相干参数及湍流强度等有关;均方根角宽度随着光束离心参数的增大存在极小值。当传输距离较远时,随着离心参数的增大,M^2因子存在极小值;离心参数较大的光束受湍流的影响较小。半导体光放大器中入射光偏振不平行近简并四波混频效应的理论研究
摘要：建立了当两输入光偏振方向不平行时半导体光放大器（SOA）中近简并四波混频（FWM）效应的宽带理论模型;以基于SOA的近简并FWM型波长转换器为例,通过数值模拟,对两输入光偏振方向不平行时,输入信号光、输入抽运光、两输入光之间的波长失谐量和偏振夹角对近简并FWM效应及波长转换特性的影响进行了理论研究。结果表明,对于输入信号光和抽运光来说存在着最佳功率值;增大输入信号光波长失谐量,转换效率随之下降;随着两输入光偏振夹角的增大,转换特性变差,同时输出光的偏振角随两输入光偏振夹角的增大而增大。铋镓铝共掺的高浓度掺铒石英基光纤的研制及其特性
摘要：高浓度的掺铒光纤在光传输以及光纤相关器件中都发挥着重要的作用。结合改进化学气相沉淀法（MCVD）的特点,采用＂在线＂溶液掺杂法制备预制棒,并对采用改进的石墨炉加热的MCVD法制备铋镓铝共掺的掺铒石英基光纤预制棒的工艺进行了讨论。特别探讨了疏松层沉积温度的重要性以及铋元素的作用机理,并给出了最佳沉积温度为1560℃-1600℃。利用仪器对制得的光纤进行了测试,给出了光纤的吸收谱、光纤预制棒芯子的扫描电子显微镜（SEM）图像以及用电子探针显微分析仪（EPMA）测得的光纤中各物质的含量,其中在1530 nm处得到的最高吸收系数为近60 dB/m,并利用光纤吸收谱估算得出铒离子浓度约为3.84×10^25m^-3。耦合系数对串联双微环谐振器滤波特性的影响
摘要：多个光波导微环谐振器的组合可扩展自由光谱范围和改善滤波特性。推导了串联双微环谐振器中两个微环与直波导的耦合系数不限定为相同时的理想耦合条件,针对无损耗情况时光从与小环耦合的直波导入射的情形,计算了理想耦合条件下主谐振峰带宽、形状因子以及伪模的峰值透射率随耦合系数变化的情况,显示了耦合系数对滤波特性影响的规律。计算分析表明,当两个微环与直波导的耦合系数不相等时,可以取得较为均衡的良好滤波特性,同时有更多的设计灵活性。基于闪耀光纤光栅透射特性的分布式光纤布拉格光栅传感器解调方法
摘要：建立了一种基于闪耀光纤光栅（BFBG）透射特性的分布式光纤布拉格光栅（FBG）传感器的解调系统。由两个中心波长相近、光栅长度不同的FBG并联组成一个传感探头（FBG1用于参考,FBG2用于传感）,以消除温度对应变测量的影响。将BFBG两端与加有10 Hz锯齿扫描电压的压电陶瓷（PZT）相固定,使BFBG的主模和边模发生周期性的同向偏移,对传感探头的光谱信号进行解调。从BFBG出来的透射光经光电管将光强变化转化为电信号,用计算机对待测应变量进行实时分析显示。实验表明,用BFBG进行光谱解调是可行的（微应变测量的分辨率为5με）,并且成功地解决了温度和应变交叉敏感的问题,所建立的实验系统稳定可靠,成本低。基于图形处理单元的数字全息图加速再现算法研究
摘要：研究了一种利用图形处理单元（GPU）加速数字全息图再现的算法。该算法充分利用GPU强大的并行计算能力,有效地缩短了数字全息图再现时间。比较了GPU加速运算和中央处理器（CPU）独立运算两种模式下,两种不同尺寸的数字全息图再现时间。结果表明,对于大小为2048 pixel×2048 pixel的数字全息图,GPU算法的再现时间可缩短至约1/15。利用该算法编写了易操作的通用软件。在高配置主机和高性能GPU硬件环境下,该软件不仅能够满足诸如数字全息显示、数字全息显微等系统实时功能的要求,还能够指导数字全息实验系统的快速搭建。
