808nm与888nm抽运Nd：YVO4热效应分析
摘要：根据Nd：YVO4晶体对808 nm和888 nm波长抽运光吸收特性的差异,模拟了两种波长抽运下晶体的温度分布、应力分布以及当抽运光在a轴和c轴上的偏振分量变化时,晶体在两种波长抽运下温度分布以及热焦距的变化。模拟结果表明,888 nm抽运下,Nd：YVO4晶体在径向温度梯度大幅度减小,晶体温度应力值远小于808 nm抽运;并且Nd：YVO4的a轴与c轴对888 nm光吸收系数相同,使得晶体的吸收不受抽运光偏振变化的影响,从而使得谐振腔和输出的激光功率更加稳定。采用888 nm抽运,是降低Nd：YVO4晶体热效应和提高Nd：YVO4激光器输出功率的有效途径之一。二维激光相干组束系统光束质量的评价与测量
摘要：以光束质量（BQ）作为二维激光相干组束系统输出激光光束质量的评价因子,对相干组束系统的光束质量进行了实验研究。利用光反馈环形腔被动相位锁定技术,搭建了二维4路光纤激光相干组束的实验平台,实现了4路光纤激光的相干组束。当选取理想光束口径为近场子光束外切圆直径时,以圆形平顶光束或高斯光束作为理想光束模型,对应不同的远场光斑桶尺寸,分别进行了BQ测量。结果表明,BQ定义中理想光束模型的选择对BQ影响较小,而远场光斑桶尺寸的选取对BQ影响较大。对于不同相干组束系统的BQ评价,需要在明确BQ定义的情况下进行。百瓦级全国产全光纤主振荡功率放大激光器系列
摘要：基于主振荡功率放大（MOPA）结构的全光纤激光器无需空间光路调节，具有结构紧凑、工作稳定等优势，是高功率光纤激光器的重要发展方向。高功率光纤激光的国产化对于突破国外长期以来形成的价格垄断和技术封锁，实现具有自主知识产权的光纤激光器具有重要意义。La3Ga5SiO14晶体电光调Q高重复频率瓦级紫外激光器
摘要：报道了一台激光二极管（LD）双端面抽运Nd：YVO4晶体腔内三倍频355 nm紫外激光器。采用La3Ga5SiO14（LGS）高重复频率电光调Q技术,U型平凹腔结构设计,在腔内用I类相位匹配的LiB3O5（LBO）晶体实现二倍频,Ⅱ类相位匹配的LBO晶体实现三倍频,获得了高效率、高峰值功率、高重复频率的355 nm紫外激光脉冲输出。在抽运功率20.4 W及电光调Q重复频率10 kHz的工作条件下,获得脉宽9.6 ns,平均输出功率1.29 W的紫外激光输出,光-光转换效率约为6.3%。利用衍射理论对基模高斯光束进行整形
摘要：为了获得在液晶修复技术中所需要的光束质量好、能量分布比较均匀的矩形光束,提出了一种新的光束整形系统。在这个系统中,通过对光阑后不同位置衍射效应的理论分析和计算,获得相应的衍射光斑图样,再利用4f像传递系统对理想的光斑图样进行提取和传递,经过扩束聚焦之后,用于加工样品,并设计了相应的实验装置来验证这种系统的可行性。研究结果表明,过光阑后不同位置的衍射面呈现出复杂的衍射图样,等效距离在56.0-58.5 mm之间能够选取到平化效果非常好的衍射面,4f成像系统对其实现了较好的像传递,整形光束顶部的能量波动量小于5%,能量提取率达到80%。用于千赫兹高能量MOPA激光系统的大口径锥度光纤相位共轭镜特性研究
摘要：在1000 Hz高重复频率条件下,对单一大口径锥度光纤相位共轭镜（PCM）进行了详细的实验研究。对采用普通红宝石切割刀和进口LDC-200光纤切割刀切割的锥度光纤受激布里渊散射（SBS）反射率进行了比较,结果表明光纤表面切割好坏对反射率提升具有重要的影响。在两种抽运脉宽24 ns和15 ns下,对均由LDC-200光纤切割刀切割的锥度光纤SBS反射率进行了比较,在同样注入近40 mJ时,分别得到最高70%和50%的反射率。对抽运脉冲宽度为15 ns时,应用该锥度光纤PCM的双通输出激光能量、脉冲宽度、光束质量变化情况进行了测量,得到42 mJ,脉宽约1.5 ns的双通输出,光束质量得到明显改善。局域空心光束尺寸变换的模拟及实验
摘要：不同尺寸的局域空心光束可囚禁不同尺度的微粒,在生命科学和纳米科技中具有重要的意义。提出了一种利用普通球面透镜望远系统来变换局域空心光束尺寸的新方法。利用几何光学方法进行了分析,采用ZEMAX光学设计软件实现光线追迹进行模拟。实验中拍摄并测量了经望远系统变换前后的局域空心光束的尺寸。结果表明,局域空心光束尺寸的变换比等于两个透镜的焦距比（望远系统的放大倍率）,理论分析和数值模拟与实验结果吻合。激光束畸变波前高频相位的恢复
摘要：利用相位均方根（RMS）梯度描述的随机相位屏表示低频波前畸变,用扰动幅度表征的随机相位屏描述高频波前畸变,建立了激光束的畸变波前模型。根据已知的近场低频相位以及近场和远场光强分布,采用逐次逼近迭代法对畸变波前的高频相位进行了恢复,并从波前残差、波前峰谷（PV）值、波前RMS、波前功率谱密度（PSD）等不同角度对高频相位的恢复效果进行了定量分析。在此基础上,对不同的畸变波前进行了高频相位的恢复,以验证该恢复算法的适应性。结果表明,运用逐次逼近迭代法,能有效地根据近场低频相位以及近场和远场光强分布恢复得到畸变波前的高频相位,进而可获得包括低频和高频相位在内的近场畸变波前信息,且该方法适用于不同畸变波前的高频相位恢复。基于高精细度光纤滤波器的双波长光纤激光器
摘要：提出了基于高精细度光纤环形滤波器的双波长窄线宽光纤激光器结构。在单波长光纤激光器的基础上,增加保偏光纤布拉格光栅（PM-FBG）和高精细度的光纤滤波器。其中保偏光纤布拉格光栅作为激光器的波长选择元件,可产生两个波长的激光输出。高精细度的光纤滤波器由两个光耦合器和一段弱抽运的掺铒光纤构成,掺铒光纤产生的增益和光纤时延使滤波器具有梳状谱响应和高精细度,从而抑制激光器产生的不需要的模式,保证输出激光具有窄线宽特性。以980 nm的激光二极管（LD）作为抽运源,得到了室温下单峰最大输出功率5.27 mW和1.02 mW,波长间隔为0.16-0.32 nm可调谐的双波长窄线宽连续激光输出。旋转光束气体热效应的仿真分析
摘要：激光非均匀加热效应严重影响着激光能量的远距离传输。对于矩形平顶光束,在有轴向流存在的情况下,采用光束旋转的方式,借助商用的计算流体力学（CFD）软件Fluent,对激光在内通道中传输的气体热效应问题进行了仿真分析。仿真结果表明,激光束在横截面内的旋转,并不改变光场与气体耦合热效应到达稳态的时间。但是光束旋转效应使得光强非均匀分布带来的二阶像散项基本消失,光程差中只包含沿光轴方向对称的离焦项和球差项。而离焦项是便于校正的,因此光束旋转能够改善激光在内通道中的传输特性。利用光电反馈抑制钛宝石激光器低频段的强度噪声
摘要：对前置光电负反馈抑制钛宝石激光器强度噪声方法的特性进行了理论分析,表明注入噪声不同时对应的最佳反馈增益不同。利用前置光电负反馈方法,在实验上实现了全固态连续单频可调谐钛宝石激光器低频段的强度噪声抑制,通过调节反馈增益,使激光器的强度噪声抑制程度最大。在分析频率为1.125 MHz处,强度噪声由原来的8.7 dB降低到了1.4 dB,抑制程度达7.3 dB。调节反馈增益和相位延时,可以获得不同分析频率的强度噪声的降低。激光冲击波驱动的新型微泵数值模拟
摘要：针对传统微泵结构复杂、制备困难等不足,提出了一种新型的基于激光冲击波力学效应的微泵驱动方法,使用该方法设计的微泵结构简单、易于制造、成本低,有利于微型化及与微机电系统（MEMS）集成。通过研究激光冲击波的力学模型,设计了无阀型微泵,并计算出其耦合模态。验证了该驱动方法的可行性;通过流固耦合仿真研究了激光的频率、占空比、功率密度、光斑直径等参数对微泵流量的影响,并进一步分析了流量的稳定性。研究结果表明,功率密度和光斑直径是影响流量的主要因素,占空比为0.6时微泵流量最大,微泵稳定工作后各脉冲流量相差不超过5%。新型高功率激光加工用激光光束展宽方法的探索性研究
摘要：探索性地提出了一种基于新型扇形类抛物面聚焦镜的高功率激光加工用激光光束的展宽方法,并对该方法的实现原理和光路设计进行了研究与相关实验验证。根据几何光学原理,采用光线追迹的方法,对实际激光光束经新型光束展宽系统变换后的聚焦特性进行了分析。理论结果表明,通过光束展宽系统变换后,能够将原始圆形激光束连续扫描展宽为光强分布均匀的大尺寸（20-500 mm）弧形条状聚焦光斑。利用横流CO2激光器,对该光束展宽系统的实际光学变换特性进行了初步实验研究,实验结果与理论结果相符合。980nm/1064nm双波长半导体激光皮肤焊接
摘要：提出将980 nm和1064 nm半导体激光组合应用于皮肤组织伤口焊接,通过肉眼观察、病理学检测以及张力测试等方法对比了双波长激光焊接与传统缝线术的缝合效果。同时,利用热电偶温度测试系统在体测量了激光焊接皮肤切口过程中的组织内部温度,研究激光焊接效果与组织温度之间的关系。结果表明,980 nm和1064 nm激光同时以0.5 W连续输出,功率密度为15.92 W/cm^2,每点照射时间为5 s模式组合焊接时,伤口缝合效果与传统缝线术相比具有伤口闭合迅速、愈合快、伤口表面平整、异物反应小、伤口闭合紧等优点。由此可见,双波长激光组织焊接是一种有效的伤口闭合方法,有待进一步研究以便应用于临床。艾灸前后手厥阴心包经及其周边非经络组织的光传输特性探究
摘要：为了探究艾灸前后经络与非经络组织之间光学特性差异,采用自制高灵敏度光传输检测装置,在体研究了艾灸内关穴前后手厥阴心包经的光传输特性,以及艾灸内关穴附近1 cm处的非穴位点前后非经络组织的光传输特性。结果发现艾灸后手厥阴心包经与其周边非经络组织上的光传输效率都明显降低,但手厥阴心包经上的光传输效率衰减更显著（P〈0.05）。实验研究表明手厥阴心包经及其周边的非经络组织在光传输特性上存在差异,并且手厥阴心包经对艾灸的刺激作用更敏感,可以为经络的特性研究及艾灸的临床应用提供有益的数据参考。用于探测极低频信号的光纤传感器相位生成载波解调方法
摘要：提出并实现了一种用于微弱极低频信号探测的干涉式光纤传感器相位生成载波（PGC）解调方法。对PGC解调方法中微分交叉相乘（DCM）及反正切（Arctangent）两种相位抽取算法应用于极低频信号解调进行了理论分析和算法仿真,其结果表明,DCM式PGC算法解调极低频信号时,其结果中存在直流漂移,而Arctangent式PGC算法的解调结果中不存在直流漂移问题。进而基于光纤干涉仪搭建了极低频光纤传感系统,并进行了两种PGC解调算法的对比实验,实验结果表明,Arctangent式PGC算法不存在DCM式PGC算法解调极低频信号时的直流漂移,且能够准确解调极低频信号,与理论分析的结论相符。最后采用Arctangent式PGC算法实现了极低频干涉式光纤传感系统,该系统达到的最低可探测信号频率为0.01 Hz,最小可探测信号为4×10^-4rad/√Hz,动态范围为110 dB@1 Hz,线性相关系数为99.99%。利用光反馈半导体激光器产生超宽带混沌脉冲信号
摘要：提出了一种基于光反馈半导体激光器的混沌特性产生超宽带（UWB）信号的新方法。一个商用的通信波段半导体激光器在外腔光反馈下实现混沌振荡,输出连续波混沌激光,经由一个电吸收调制器后,被调制为一系列混沌脉冲信号。该混沌脉冲信号的频谱特性可通过调节半导体激光器的偏置电流和反馈强度进行控制。实验分别获得了中心频率为4.0 GHz、相对带宽为181%和214%的混沌脉冲UWB信号。进一步数值仿真了偏置电流和反馈系数对混沌脉冲UWB信号频谱特性的影响,实验结果与模拟验证相符。该方法实验装置简单,UWB信号频谱特性易控,可用作未来UWB光纤无线通信系统的光生微波信号发生装置。基于光纤光栅偏振特性的横向压力传感器
摘要：与通常的基于光谱分析的光纤布拉格光栅（FBG）传感器的原理不同,提出一种利用FBG的偏振相关损耗（PDL）特性来实现横向压力测量的新方法,从理论和实验两方面研究了FBG在横向压力作用下PDL参数的响应机制,建立了利用PDL实现横向压力传感的理论模型并进行了数值模拟。理论分析表明,FBG的PDL对横向压力的响应非常敏感,在小压力条件下比单纯的光谱分析更适合于测量横向应力。实验中在0-180 N的横向压力条件下,以PDL随波长变化曲线的质心高度和两峰值的波长间隔分别作为编码实现了解调,获得了在小压力（0-80 N）情况下0.06 dB/N和大压力（81-180 N）情况下2.5 pm/N的灵敏度,实验和理论模拟结果相符,证实了该方法的可行性。
