锥度光纤受激布里渊散射相位共轭特性的参数优化
摘要：对光纤中受激布里渊散射（SBS）的耦合波方程进行了合理的近似和简化，在瞬态SBS过程的耦合波方程的基础上，构建了数值计算的模型。特别是对变芯径锥度光纤中的SBS耦合波方程进行数值求解，得到了受激散射过程中抽运光和斯托克斯光的功率在传播过程中的变化规律，并比较了光纤参数对SBS的影响，优化了锥度光纤作为高功率高重复频率激光二极管抽运固体激光器中的相位共轭镜应用中的参数，为其在改善光束质量中的应用提供了系统的参数优化规律。此外，将模拟数据与实验数据进行对比，验证了模型的合理性。窄线宽准分子激光腔内棱镜扩束器的优化设计
摘要：棱镜扩束器（PBE）广泛用在准分子激光腔内光谱压窄系统中，可以有效降低光束发散角和系统内能量密度。为了实现窄线宽激光输出并降低腔内损耗，需要对棱镜扩束器的棱镜个数、单棱镜扩束倍数和棱镜顶角进行优化设计。根据棱镜扩束倍数的理论，数值分析了入射角、顶角和出射角对棱镜扩束倍数的影响，并在实验上很好地验证了扩束倍数与入射角的关系。此外，推导了激光器线宽压窄系统实现一定激光线宽输出所需的总棱镜扩束倍数。优化设计了扩束倍数M为13．3的氟化钙消色散棱镜扩束器，在此基础上，实现了0．915pm的窄线宽ArF激光输出，实验结果与理论设计吻合。基于碳纳米管的Tm：YAP2μm脉冲激光特性实验研究
摘要：采用结构简单、紧凑的直线腔设计，用单壁碳纳米管（SWCNT）为饱和吸收体，实现了激光二极管（LD）抽运Tm：YAP晶体的2μm波段被动调Q和调Q锁模（QML）脉冲激光运转。当腔长为30mm时，实现了稳定的2μm被动调Q激光输出，抽运功率为8．64W时，最大平均输出功率为507mw，最高重复频率26．91kHz，最窄脉宽262ns，相应的单脉冲能量18．8μJ。腔长增加到80mm时，得到调Q锁模激光运转，最大平均输出功率和调Q包络脉冲的最高重复频率分别为387mW和34．61kHz，调Q包络下锁模脉冲的重复频率为1．87GHz。可调谐单频非平面环形腔固体激光器
摘要：研究了单块晶体成腔的单频非平面环形腔（NPRO）固体激光器，在1.83w的808nm抽运功率下输出激光1．01w，斜率效率达到60％。采用拍频的方法对激光线宽进行了测试，激光线宽小于2kHz。通过抽运电流反馈控制使弛豫振荡峰得到超过30dB的抑制；通过对激光晶体的温度调节和压电陶瓷电压调节实现了激光器频率的慢调谐和快调谐，温度慢调谐变化10℃时激光频率变化范围超过15GHz；压电陶瓷快调谐范围超过±200MHz，在大于200MHz的范围内响应时间达到45μs。β因子用于被动相干组束系统光束质量评价的探讨
摘要：利用二维4路光纤激光环形腔被动锁相相干组束实验平台，对被动相干组束系统的光束质量进行了研究。以衍射极限倍数口因子作为光束质量的评价方法，理论分析了光束占空比以及不同锁相模式对β因子的影响，实验测量了对应不同输出功率水平的β因子。结果表明，虽然卢因子可以在一定程度上反映出不同实验条件下光束质量的差异，但是由于口因子的测量核心是确定出焦平面处83．8％环围能量（功率）比的桶尺寸，不能反映相干组束远场光斑的特点，不适合用于评价被动相干组束系统的光束质量。比较分析了β因子与光束质量，光束质量能更好地反映出相干组束的特点。激光冲击处理对X80管线钢焊接接头拉伸性能的影响
摘要：利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头表面进行了强化处理，通过拉伸实验对激光冲击处理前后焊接接头试样拉伸力学性能进行了分析，用扫描电镜和能谱分析仪观察了其断口形貌与化学成分组成，并对其断裂机理进行了探讨。实验结果表明，原始状态的X80管线钢焊接接头具有连续屈服特征，无明显的屈服平台，延伸率比较高，拉伸断口出现明显的分层开裂；激光冲击处理后X80管线钢焊接接头的强度并未得到加强，韧窝尺寸与深度变大，其断裂拉伸性能得到改善。单核细胞散射光强调制在细胞形态研究中的作用
摘要：从白细胞形体结构的特点出发，建立了单核细胞的双层偏心球模型。基于米氏散射理论和电磁波界面传输理论，应用几何散射逼近方法得到了单核细胞的散射光复振幅函数，其数值计算结果与运用有限元方法计算的VirtuatLab虚拟仿真结果一致。数值计算的结果表明散射光强的角分布出现了3种不同频率的光强调制。分析了这3种调制出现的物理机制，指出调制特性与细胞的形体参数及光学参数之间的关系：低频调制在细胞大小尺度内无变化；次低频调制与细胞的相对折射率和核质比有关；高频调制的缺失与相对折射率和入射取向有关。并且指出了在细胞核紧贴细胞的情况下会有调制畸变现象出现。这些结果为单细胞的精细光学检测和鉴别技术的提高提供了理论依据。生物组织中强度调制的连续激光激发的光声信号影响因素研究
摘要：分析了强度调制的连续激光激发的光声信号形成过程以及调制脉宽对光声信号强度的影响，发现随着调制方波脉宽的增加，生物组织吸收的光功率增加，光声信号幅值增加。研究了调制脉宽对光声成像技术轴向分辨率的影响，发现随着调制方波脉宽宽度的增加，光声信号的脉宽增加，其轴向分辨率变差。在理论研究的基础上进行了实验验证，通过方波调制的激光二极管的出射激光激发生物组织获取声信号。在激光二极管出射光功率提高受限的条件下，通过增加作用在生物组织上的光功率密度获取高分辨率、高信噪比的光声图像。对强度调制连续激光激发的光声成像技术的研究能够为光声成像技术提供一种低成本、便携式的设备，为进一步研究提供参考。低能量激光治疗对骨缺损动物模型的影响
摘要：建立了大鼠骨缺损模型，评价了低能量激光治疗处理后骨缺损处的组织学改变。制造大鼠单侧的股骨圆形骨缺损，根据低能量激光治疗照射方法的不同随机分为3组：多次照射组，单次照射组，对照组。其中两个照射组对应的总剂量相同。术后15d和30d分别处死每组动物，取材后进行HE染色，在光镜下分析炎症和骨组织的形成和质量。结果显示实验组15d和30d时的炎症评分明显低于对照组，骨形成评分明显高于对照组，而2个实验组并无明显区别。研究发现适宜剂量的低能量激光治疗可以减轻动物模型实验性骨缺损处的炎症并促进新骨形成。多次照射和单次照射比较并无不同。双孔光子晶体光纤光学电压传感方案研究
摘要：设计了一种基于双空气孔光子晶体光纤（PCF）模问干涉的光学电压传感的实验方案。用缠绕了双孔光子晶体光纤的石英晶体作为电压传感头，在被测高压电场的作用下，双孔光子晶体光纤的长度因石英晶体的逆压电效应形变而受到调制，进而可以改变模问干涉输出两个边瓣的光强分布，对两个干涉输出边瓣进行探测实现对高电压的测量。在低压端用一个缠绕了双孔光子晶体光纤的压电陶瓷（PZT）来调整模间初始相位差，使之处于正交状态。实验结果表明，在实验室条件下能获得0．5％的测量精度，具有很好的线性度。基于3×3耦合器的光纤水听器时分复用系统的光强补偿方法
摘要：提出一种在光纤水听器时分复用系统中以3×3耦合器作为匹配干涉仪的光强补偿方案，光纤水听器仍为2×2耦合器结构。该方案以时分复用中的非干涉脉冲作参考光强，通过对3×3耦合器两路输出进行简单数学运算并结合数字反正切技术实现信号解调，光强波动和耦合器分光比变化导致的信号畸变得到有效抑制。算法不需要载波调制，可实现光纤水昕器近似等臂干涉，有利于降低系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器，解调动态范围大。利用该方案实现了8路光纤水听器时分复用实验系统，在光功率变化约10％时，光强补偿方法可将总谐波失真平均值降低30dB，系统噪声本底在信号频率为1kHz时小于30μrad／Hz1／2。圆偏振移位键控的星地激光通信误码率研究
摘要：光束的偏振特性在大气传输中变化比较小，因而偏振移位键控调制具有较高的可靠性。以星地激光通信为背景，研究星地激光通信链路的圆偏振移位键控调制的误码率性能。考虑到大气湍流的影响，采用Hufnagle—Valley大气折射结构常数模型，在Rytov方差分别为0．082，1．11这两种弱、强湍流起伏条件下，通过对比圆偏振移位键控调制和直接检测开一关键控调制的误码率，得到了同等湍流起伏条件下前者误码率性能比后者突出的结论。特别是Rytov方差为0．082时，要达到10-7 的误码率，它们对信噪比的要求分别是21.65dB和30dB，圆偏振移位键控调制对信噪比的要求降低了8，35dB。此外，还分析了近地面折射结构常数、天顶角和地面风速这3个因素对误码率的影响，仿真结果表明圆偏振移位键控调制的误码率比直接检测开一关键控调制最少降低2个数量级。因此，圆偏振移位键控调制在未来星地激光通信中有着广阔的发展前景。光纤气体传感系统背景噪声的滤除
摘要：在光纤气体传感系统中，为提高检测的灵敏度，需要采取措施抑制系统的各类噪声。通过设计低噪声的前置放大器和光源驱动电路可有效地降低系统的噪声；但对于因光路变化和光在传输过程中偏振态发生变化引起的背景噪声的处理一直是光纤气体传感系统测量灵敏度提高的难点。提出一种基于最小二乘拟合的背景噪声滤除算法。利用参考光栅和法布里一珀罗标准具实现对输出信号的光谱重建。在此基础上，利用气体特征吸收峰两边的输出拟合整个输出曲线。将系统的输出与拟合曲线相除，实现系统输出的归一化，有效地滤除了系统的背景噪声，避免了当传感系统背景噪声发生变化时，需要重新采集背景气的繁琐工作，为测量带来方便。二苯乙烯衍生物掺杂聚合物的双光子漂白三维光存储研究
摘要：设计并合成了3种具有较高双光子吸收截面的新型二苯乙烯衍生物双光子生色团，利用在飞秒激光下的双光子漂白现象，在掺杂有3种二苯乙烯衍生物的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜内进行了三维数据光存储实验，研究了三者的双光子漂白能力并分析了激发功率对双光子荧光行为的影响。双光子漂白光存储的特性表明：曝光时间一定时，降低激发功率可以提高分辨率；激发功率不变，降低曝光时间也可以提高分辨率；但要提高存储速度，需用较大的激发功率。采用较大的激发功率（13．4mw）和较短的曝光时间（20ms），利用双光子写入和读出方法在掺杂薄膜内部实现了三维超高密度光存储，理论存储密度可达14Gbit／cm3。双光子漂白速率对激发功率的依赖关系的研究表明，双光子漂白的机理涉及到三个光子的协同作用。End-Hall与APS离子源辅助沉积制备的薄膜特性
摘要：利用离子束辅助沉积（IAD）技术制备了单层HfO2薄膜，离子源分别为End—Hall与APS离子源。采用Lambda900分光光度计、可变角光谱椭圆偏振仪（VVASE）、X射线衍射仪（xRD）、扫描电子显微镜（SEM）、ZYGO干涉仪和激光量热计测试了薄膜的透射光谱、光学常数、晶体结构、表面形貌和吸收（1064nm）。实验结果表明，薄膜特性与辅助离子源及起始膜料有着密切的关系。End—Hall离子源辅助沉积制备的薄膜出现轻微的折射率不均匀性。两种离子源辅助沉积制备的薄膜折射率均较高，吸收损耗小，薄膜均为单斜晶相。不同离子源辅助沉积条件下，利用金属Hf为起始膜料制备的薄膜表面平整度较好，其均方根粗糙度和总积分散射均相对较小。与End—Hall离子源相比，APS离子源辅助沉积制备的薄膜吸收相对较小。钬激光器用高反膜的制备及其工艺研究
摘要：采用红外石英作为基底材料，利用SiO2／ZrO2膜系制备2100nm波段钬激光器0°高反膜。提出一套完整的优化工艺，解决了薄膜的材料（膜料和基底）本身的水吸收，克服了薄膜表面光洁底差、散射吸收损耗大、容易破裂等问题，镀制出的薄膜在激光使用波长透射率小于0．1%，粗糙度小于1nm，并且具有长期稳定性好，可靠性高等特点。飞秒激光脉冲序列互相关的数值模型与分析
摘要：为研究飞秒激光超短脉冲序列在空气中传输的时间相干特性，根据飞秒脉冲序列的传播理论和空气折射率Ciddor公式，建立了飞秒激光脉冲序列间脉冲在空气中传播的互相关数值模型。根据该模型可以得到不同光谱分布、不同光程差和不同大气条件下的飞秒脉冲序列间脉冲的互相关图形。数值模拟结果表明随着脉冲间光程差的增大，由于色散的原因，互相关图形加宽和啁啾，并且峰能量减小；然而当光程差不变，仅改变大气条件时，互相关图形仅仅作线性移动，没有任何额外线性加宽或啁啾。飞秒光学频率梳具有非常高的时间相干性，并且飞秒脉冲间的互相关图形只取决于激光器光源的光谱分布。石墨富集方式下水中痕量元素铅的激光诱导击穿光谱测量
摘要：利用中心波长为1064nm的Nd：YAG脉冲激光器作为激发光源，以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离与探测器件，在石墨富集的方式下测量并分析了水中铅元素的激光诱导击穿光谱特性。实验中以铅的405．78nm特征谱线作为分析线，研究了水中铅元素的时间衰减特性，确定了最佳延迟测量时间为900ns，门控测量宽度为1600ns，通过对不同浓度的含铅样品进行测量，给出了铅元素的标定曲线，并计算得到铅元素质量浓度的检测限约为0．0665mg／L。以碳为内标元素有效地消除光谱不稳定性对分析结果的影响，提高了被分析元素的检测限和稳定性。
