9路光纤激光相干合成千瓦级高功率输出
摘要：2010年12月8日，国防科技大学光电科学与工程学院新体系结构固态激光实验室成功实现主动相位控制9路百瓦级光纤放大器相干合成，输出功率1082W。整个光纤激光相干合成系统由9路百瓦级全光纤结构的高功率光纤放大器组成，每一路光纤放大器由三级级联放大链路构成，将10mW的窄线宽种子光放大至百瓦级输出。飞秒脉冲激光入射单层光学薄膜的光场特性数值模拟
摘要：飞秒脉冲激光入射光学薄膜形成瞬态光场分布是一个非稳态过程,该过程不同于纳秒脉冲或连续波入射的情形,不能直接采用求解薄膜特征矩阵的方法进行处理。采用多光束叠加的方法建立了超短脉冲入射单层膜的反射率和内部光强分布的理论模型,并根据ZnS薄膜材料的参数和单层增反膜的特点进行了数值计算。结果表明,对单层增反膜,薄膜反射率与脉宽成正比,并随脉宽增加逐渐趋近于连续波入射时的情形。在同一脉宽下,膜层厚度增加,反射率下降,且反射脉冲形状也发生改变。膜层中的光强分布计算结果也明显不同于连续波辐照情形,且薄膜厚度越大,差异越显著,表现为连续波入射时,膜层内的光强分布呈等振幅的波动,而超短脉冲入射时,波动的振幅逐渐增大,在膜层和玻璃分界处达到最大值。一种用于低重复频率窄脉冲的脉冲稳偏技术
摘要：新一代高功率固体激光装置前端系统大多采用了先进的全光纤全固化技术路线，为了实现单模光纤系统长期稳定输出，需要对系统中的偏振态有针对性地进行控制。提出一种主动偏振控制实现单模光纤系统低重复频率窄脉冲偏振稳定的方法。利用该技术开发的脉冲稳偏器在重复频率大于100Hz，脉冲宽度大于1．5ns的情况下，系统输出稳定性可控制在均方根（RMS）为1％和峰谷值（PV）为7％左右。所开发的脉冲稳偏器成功应用于我国第二代高功率固体激光装置前端系统中，输出稳定性指标优于国家点火装置（NIF）。该技术可广泛应用于窄脉冲和低重复频率系统中实现偏振态的主动控制。随机电磁光束通过像散光学系统后的偏振恒定性
摘要：基于高斯-谢尔模型光源模型及柯林斯衍射积分公式，通过近似求解得到了随机电磁光束通过像散光学系统传输后其偏振度保持恒定的充分条件。解析结果及数值模拟仿真结果均显示，当光学系统像散系数足够大且与光源参数存在一定的制约关系时，光束传输后参考平面处偏振度保持恒定并且与光源处初始偏振度相同。该充分条件的成立性不受光学系统元素及传输距离等其他因素的制约，因此具有一定的独立性。该充分条件对于光学系统偏振成像及光路偏振探测等实际应用工程具有潜在的理论参考价值。焊接方向对光纤激光-MIG复合焊接钛合金焊缝成形的影响
摘要：新型光纤激光器具有光束质量好、电光转换效率高、维护费用低、抽运寿命长、可光纤传输及体积小等显著优势，并且由于波长短，几乎可以被大多数的金属和合金吸收，因此可适用于各种材料的焊接和切割，受到工业界广泛的关注。采用光纤激光与惰性气体保护（MIG）电弧复合热源进行了TC4钛合金的焊接工艺试验，研究了激光引导电弧（LL）和电弧引导激光（AL）两种焊接方向对钛合金焊缝表面成形、横截面形貌、熔深、熔宽和余高的影响。试验结果表明，与AL方向焊接获得的焊缝相比，LL方向焊接获得焊缝的表面成形较好，焊缝的熔宽较宽，但熔深较小，而改变焊接方向对焊缝的余高影响很小。激光直接烧结FGH95合金的微观组织与性能
摘要：基于直接激光金属烧结成形技术，以FGH95镍基高温合金粉末为研究对象，讨论了烧结工艺参数对制件微观组织、体积密度及显微硬度的影响。制件微观组织结构由等轴晶和枝状晶组成，在较高的激光功率、较低的扫描速度和较小的扫描间距时，等轴晶数量减少，尺寸增加，而枝状晶数量多且晶粒细微。制件的体积密度随着激光功率的提高而增大，随着扫描速率和扫描间距的增大而减小；随着激光功率和扫描速度的提高，制件的显微硬度呈先降后升趋势；随着扫描间距的增大，制件的显微硬度呈递增趋势，在到达最大值时有明显的回落。采用激光功率为900W，扫描速度为0．8m／min，扫描间距为0．6mm以及粉层厚度为0．9mm的参数组合，可获得表面平整、体积密度高、晶粒均匀细小和无明显微观缺陷的制件，其显微硬度可达到477HV。工程塑料粉末激光烧结三维温度场的理论和实验研究
摘要：粉末材料激光烧结的温度场对工艺参数优化和烧结成形物质量有着直接影响。从瞬时点热源三维传热出发，建立了高斯面热源激光扫描烧结过程的非稳态导热温度场的三维解析模型，利用理论和实验相结合，计算了随温度变化的尼龙粉末的有效导热系数，给出了热扩散率与激光烧结能量的关联表达式，通过温度场的模拟和实验结果的比较，验证了模型求解及参数拟合的有效性。组织表面附着水膜层对脉冲CO2激光骨硬组织消融的影响
摘要：评估组织表面附着水膜层对激光骨硬组织消融效果的影响。以新鲜离体牛胫骨组织为实验样品，置于速度为12mm／s的一维电动平移台上，分别在有附着和无附着水膜层情况下使用脉冲CO2激光进行垂直照射，来回扫描5次。激光波长10．64μm，脉冲频率60Hz，能量密度范围18～84J／cm2，光斑直径400pm，水膜层厚度0．4mm。辐照后，利用体视显微镜和扫描电镜（SEM）观察消融凹槽表面形貌改变和微结构变化，利用光学相干层析成像（OCT）技术测量消融凹槽深度。结果表明，组织表面附着水膜层可减少激光骨消融过程产生的碳化和热损伤，有利于清洁消融凹槽，且辐射曝光量为50J／cm2和70J／cm2时附着水膜层可提高消融速率。初始脉冲对光克尔脉冲净化器时谱特性影响分析
摘要：基于忽略相干耦合项的无色散耦合模方程，模拟分析了初始脉冲的啁啾特性及脉冲形状对光克尔脉冲净化器输出脉冲时谱特性及能量透射率等的影响。结果表明，高斯脉冲的时间波形窄化较严重，初始啁啾对时间波形及能量透射率无影响，但对输出光谱影响较大；方波脉冲的时间波形和光谱形状的变化很小，且能量透射率有很大提高。用等效经验关系法研究光子晶体光纤的非线性
摘要：运用具有三角形孔格子结构的光子晶体光纤（PCF）的近似经验关系与等效折射率模型相结合的方法来研究PCF的非线性。总结更为简捷的经验关系式进行计算，避开复杂的全矢量计算，得到了PCF基模和空间填充基模的有效折射率。利用等效折射率模型，以传统的阶跃光纤等效替代PCF，以光纤的数值孔径作为两个模型的关联点，得到了PCF的有效纤芯面积的简洁表达式。并在此基础上全面讨论了PCF的非线性与其结构参数及材料参数之间的关系，得到了与实际材料非线性相吻合的结论。高精度色散管理实现160Gb／s光时分复用信号100km稳定无误码传输
摘要：在160Gb／s100km光时分复用（OTDM）通信系统中，色散是影响系统性能的主要因素。为减小由此带来的信号波形的失真，进行了理论分析与研究，并做了相应的实验加以验证。传输链路采用混合补偿方式，精确补偿色散与色散斜率，优化传输链路色散图谱及各点工作功率，有效抑制非线性效应，实现高精度色散管理，提升系统的整体性能。使用500GHz高速示波器，调整传输链路光纤的长度精确到10m，并准确观测各环节实验结果。系统既没有使用前向纠错技术，也没有进行偏振模色散（PMD）补偿，仅仅通过高精度色散管理实现了160Gb／s光时分复用信号100．25km稳定无误码（误码率小于10^-12）传输。基于一维光子晶体理论的平顶偏振滤波器设计
摘要：基于一维光子晶体理论，提出了一种级联薄膜玻璃腔结构的平顶偏振滤波器。给出了具体的设计实例，透射窗口处P偏振光的透射率的最小值大于99．6％，S偏振光的透射率最大在0．1％左右，且P偏振光的各透射窗口的中心频率符合国际电信联盟（ITU）标准。在此基础上，系统研究了该结构各介质膜层参数（包括固体介质腔）以及入射角对透射谱性能，如矩形度、占空比和频率间隔等的影响。该滤波器不但结构简单，易于实现，且在高透射P偏振光的同时能很好地截止s偏振光，在波分复用系统中有一定的应用价值。基于锁模脉冲源和高速光开关的时分抽样模数转换
摘要：提出了一种基于锁模脉冲源和高速光开关的时分抽样模数（A／D）转换系统。使用高重复频率、窄脉宽的锁模脉冲串对射频信号进行抽样，利用高速光开关进行时分复用，将高采样率的信号转换为并行的多路低采样率信号，以适应现有的电模数转换器进行量化和编码，并且通过改变光开关的频率，可以灵活地改变解复用后每路信号的频率。系统的优点在于可扩展性高，只需一个锁模脉冲源。使用10GHz重复频率的锁模脉冲和1．25GHz的高速光开关验证了系统方案的可行性。利用实验中得到的采样点可以较好地恢复出时域信号，并且得到了各个频率的频谱图。其信噪比可达32．02dB，等效于5．03bit的有效比特数。新书推荐——高功率光纤激光器及其应用
摘要：光纤激光器是以掺杂光纤作为激光介质的一种新型固体激光器，具有散热特性好和光束质量高等优点。高功率光纤激光器在工业和军事国防等领域均有大量的需求，一直是当前激光技术领域中最活跃的研究领域。近年来我国在高功率光纤激光器领域发展迅速，在关键技术和关键元器件上取得了诸多突破，并向高功率光纤激光器实用化及其应用系统发展。一种基于时问透镜的10Gb／s无色散补偿高速光纤通信系统
摘要：基于光波时空二元性理论，研究了时间透镜和光脉冲在色散介质中传输的原理，提出了一种利用光脉冲频谱包络来传输光信号的方法：利用光脉冲的频谱包络在色散介质中保持不变的原理，在发射端用基于时间透镜的全光傅里叶逆变换器件将光脉冲的频谱包络转换到时域进行表示，从而得到新的传输符号；在接收端用基于时间透镜的全光傅里叶变换器件将原始光脉冲序列恢复。该传输系统可以消除色度色散、偏振模色散、时间抖动等线性畸变对光脉冲的影响。给出了全光傅里叶变换／逆变换器件的具体实现方法和10Gb／s-200km无预啁啾、无任何色散补偿的传输实验，验证了该方案的正确性与可行性，为高速光纤通信提供了一种新的方案。堆积法制作大芯径磷酸盐光子晶体光纤
摘要：采用管棒堆积法制作了芯径为25μm的Nd离子掺杂磷酸盐玻璃实芯光子晶体光纤（PCF），并测定了它的光学性能。用808nm半导体激光端面抽运50cm长的PCF。结果显示，与同组成的玻璃细棒相比，PCF在1060nm附近的自发辐射放大（ASE）较强，而900nm和1330nm发光峰被抑制，同时1060nm峰的线宽变窄。PCF在1060nm的传输为单模，传输损耗为9．1dB／m，这种PCF在光纤激光器领域有着潜在的应用前景。普通光纤与小芯径实芯光子晶体光纤的塌孔熔接技术
摘要：光子晶体光纤（PCF）和普通光纤的熔接损耗主要来源于两光纤模场直径（MFD）的失配。提出了一种小芯径光子晶体光纤和大模场直径普通光纤低损耗熔接的方法。利用熔融拉锥机加热光子晶体光纤来精确控制光子晶体光纤的空气孔塌缩，以增加光子晶体光纤的模场直径，从而降低其与大模场直径普通光纤的熔接损耗。实现了模场直径为3．94μm的光子晶体光纤和模场直径为10．4μm普通光纤的低损耗熔接，最低损耗小于0．2dB。激光诱导银纳米颗粒薄膜和微结构
摘要：利用可见激光诱导化学沉积方法在玻璃基底上制备纳米银薄膜和微结构。玻璃样品池中装满柠檬酸钠和硝酸银的混合透明溶液，当一束可见连续激光正入射样品池一段时间后，在辐照区域的玻璃内壁上便可以形成一层光亮的银膜。银膜沉积的速度受到激光功率密度、激光波长、辐照时间以及混合溶液的浓度等条件的影响。利用X射线衍射、原子力显微镜和拉曼光谱仪等手段对制备的薄膜的成分、表面形貌和拉曼活性等性质进行了表征和分析。利用此方法制备的银膜具有良好的表面增强拉曼散射活性。同时，利用双光束干涉的方法在玻璃基底上诱导出不同周期的银纳米颗粒光栅。
