飞秒激光与准分子激光制作碲掺杂硅探测器
摘要：采用飞秒激光扫描P型单晶硅衬底上的碲单质膜层，实现了碲元素在硅中的N型掺杂，随后利用准分子激光对掺杂样品进行退火处理，制备了碲掺杂硅单晶材料。利用该材料研制出了在室温下具有高响应的碲掺杂硅探测器。在-4V的反向偏压下，光电响应在1000nm处达到0．86A／W，外量子效率大于106．6％；随着反向偏压的增加，光电响应增加，同时截止波长向红外方向拓展，在-8V偏压下，截止波长达到了1235nm；在～16V偏压下，测得响应在1080nm处最高达到3．27A／W。Nd：YAG微片激光回馈干涉仪
摘要：Nd1YAG激光回馈干涉仪已实现仪器化，但在实际应用中仍然存在不足。测量了Nd1YAG微片激光器的基本参数，设计了红光指示装置、准直扩束装置和空气折射率补偿系统，完成了指示1064nm的不可见光的同时实现了量程提高和波长补偿，得到了使用更方便、量程更大、应用范围更广、测量精度更高的实用Nd1YAG激光回馈干涉仪。空间耦合半导体激光器高维混沌系统的光反馈增频与控制
摘要：提出了光延时反馈空间耦合半导体激光系统，研究空间耦合两激光器在光延时反馈条件下混沌的振荡频率增强与控制，给出了稳定频率失谐公式。研究表明：当单激光延时反馈时，在高水平反馈条件下，随着反馈水平的进一步增加，一个激光器混沌振荡频率增强效果明显，可达到3．57倍，另一个激光器混沌振荡频率增强可达到2．86倍；对于混沌控制窗口，即在低水平反馈条件下，两激光器可被控制到单周期、双周期、三周期等。当双激光器都有光反馈时，随着反馈程度的增加，两激光器混沌振荡频率可被进一步增强且可分别达到3倍和2．58倍以上；双激光器光反馈控制混沌的一个窗口也被发现，即在弱光反馈条件下，两激光器可被控制到单周期、双周期、三周期等。对于单个激光器光反馈系统以及双激光反馈系统从单周期模式锁定到类周期再进入混沌增频的发展路径等也给出了详细阐述。976nm光抽运掺Er3＋二氧化硅微球产生激光的研究
摘要：采用电极放电高温熔融沾有一定浓度硝酸铒溶液的石英单锥细纤，熔融状态二氧化硅在自身表面张力作用下形成表面光滑的微球，进而实现了掺Er2＋微球的制备。利用掺Er2＋二氧化硅微球谐振器与双锥光纤的倏逝波近场耦合，把976nm单模激光耦合入微球的高功率密度回音壁模式（WGM）进而抽运激发掺入微球表面的Er，能级跃迁产生位于光纤通信中C＋L波段的下转换发光光谱，并在1555nm和1600nm附近测得了单纵模和多纵模激光。实验测试微球直径为70～150不等，所用硝酸铒溶液浓度为10～10～mol／mL。这种微球制备及稀土掺杂方法简单易行，重复性好，也便于＂稀土掺杂材料发光的研究。低阈值随机分布反馈光纤激光器的输出特性
摘要：随机分布反馈光纤激光器（RDF-FL）作为一种基于分布式瑞利散射和拉曼放大效应的新型光源，具有结构简单、方向性好、传输距离长等特点，因而在光纤传感及光纤通信等领域有着广泛的应用前景。但由于形成反馈的瑞利散射较弱，其激射阈值很高。研究了两种降低光纤随机激光阈值的方法，即单边光纤布拉格光栅（FBG）线形腔法和超长环形腔法。在此基础上，从理论和实验上对随机激光的输入输出及频谱特性进行了详细分析与探讨。结果表明，单边FBG线形腔与超长环形腔结构分别将一阶随机激光阈值降低到0．8W和1．0W。研究有助于对随机激光机理的深入认识以及新型光纤随机激光器的设计。内腔连续波1．9μm和2．4μm双波长输出光参量振荡器
摘要：报道了一个内腔式连续波、单谐振1．9pm和2．4肛m双波长激光输出的光参量振荡器（OPO）。实验采用单管半导体激光二极管（LD）抽运掺钕钒酸钇（Nd：YVO4）晶体，腔内抽运掺氧化镁的周期性极化铌酸锂（PPMgLN）晶体，得到1．9μm和2．4,am双波长连续激光输出。在室温下，当LD功率为5．5W时，同时获得了750mw、1．9p．m波长的信号光和370mw、2．4μm波长的闲频光输出，光一光转换效率分别为13．6％和6．70．4，总的转换效率达到了20％以上。测试5h，功率不稳定性小于1．8％。另外还对不同长度的PPMgLN晶体进行了阈值和转换效率的特性分析。通过输出波长稳定性测试发现，对晶体的温度进行更好地控制，可以改善波长漂移的现象。21W、56MHz Nd∶YVO_4皮秒脉冲激光放大器
摘要：报道了通过激光二极管（LD）单端抽运Nd2YVO4晶体的三级功率放大系统，获得稳定的平均功率21w以上的1064nm皮秒激光输出。当重复频率为56MHz、平均功率为4w的皮秒种子脉冲注入时，经过三级功率放大，最高功率达26w，光一光转换效率达25％。皮秒单脉冲宽度为17ps，连续1h内的功率不稳定性小于2％，光束质量M2为1．5。采用RbTiOPO。（RTP）电光开关作为打标开关，实现主从脉冲比达210：1以上，可以满足打标机的需要。激光冲击处理对AZ31B镁合金冲击韧性的影响
摘要：为了研究激光冲击处理对AZ31B镁合金冲击韧性的影响，采用波长为1064nm，脉冲宽度为15ns，脉冲能量为10J，光斑直径为3mm的钕玻璃脉冲激光对变形镁合金AZ31B试样表面进行冲击处理。利用透射电子显微镜（TEM）观测激光冲击试样的微观结构，利用X-350A型x射线应力仪测定试样表面残余应力，利用JB-300B型冲击试验机测定试样冲击功的大小，利用扫描电子显微镜（SEM）观测夏比冲击试样断口。实验结果表明：根据优化的工艺参数，激光冲击处理能在AZ31B镁合金上制备出纳米结构表层，表面晶粒尺寸大约为20nm；激光冲击处理改变了试样表面的应力状态，由残余拉应力17MPa转变为残余压应力-125MPa；激光冲击之后AZ31B镁合金试样的平均冲击功由5．4J增大到9．2J，提高了70．4％。AZ31B镁合金激光冲击试样冲击韧性提高的机理是表面纳米化及残余压应力共同作用的结果。连续激光焊接Fe-Ni合金工艺参数对焊缝形貌的影响
摘要：采用连续Nd1YAG激光对Fe-Ni（质量分数为36％）合金进行单道扫描实验。借助金相显微镜观察焊缝截面形貌的几何特征。分析工艺参数（激光功率、扫描速度、离焦量、焊接角度以及热输入量）变化对焊缝截面几何特征的影响。结果表明：较大的负离焦量将导致大负余高的出现，减薄材料，不利于激光自熔焊；在离焦量不变的情况下，激光功率的提高较之减小扫描速度更有助于增大熔深；在使用热输入量（功率／扫描速度）作为复合表征量分析焊缝形貌时，应考虑上述激光功率与扫描速度之间的关系带来的影响。基于响应曲面法的激光透射连接硅与玻璃的工艺研究
摘要：采用Nd2YAG脉冲激光器对硅与玻璃进行激光透射连接实验。阐述了激光透射连接硅与玻璃的连接机理。采用旋转中心复合设计进行实验规划，使用响应曲面法（RSM）建立了激光透射连接工艺参数与剪切强度、熔池宽度的数学模型，进行了方差分析、实验模型的验证，讨论了激光透射连接工艺参数对剪切强度、熔池宽度的交互影响趋势，运用满意度函数对工艺参数进行优化，并对优化结果进行验证。结果表明，所建立的模型能够较好地反映各响应与工艺参数之间的关系，优化的预测结果与验证实验的结果较为吻合，对提高连接质量和降低生产成本具有很好的指导意义。激光立体成形锆基块体非晶合金的组织特征
摘要：以商用纯锆为基材，采用激光立体成形技术分别沉积了单层和多层ZkAiCu非晶合金，并对沉积层及其基体界面区域的成分和组织结构进行了分析。结果表明，沉积层主要由非晶构成，晶化程度随着沉积层数的增加无显著增加；沉积层的晶化主要存在于每一层的热影响区，近层间和道间搭接部分晶化最为严重，并且层间的晶化比道间的更显著；沉积层与基体的结合方式为冶金结合，在基体和沉积层间存在一薄层过渡区，其最大厚度仅为35μm，基体的成分稀释主要发生在此过渡区，并在过渡区出现了局部外延枝晶生长。CL60车轮材料表面激光离散熔凝的滚动磨损形貌
摘要：针对激光离散熔凝后的CL60材料磨损后的形貌问题，使用MM—P2摩擦磨损试验机对Nd2YAG激光离散熔凝后的圆环试样进行磨损试验，使用microXAM三维白光干涉表面形貌仪对磨损试验前后的试样表面进行测量。使用金相显微镜和扫描电镜研究磨损试验后的试样金相。结果表明，经过激光离散熔凝的点硬度高，在磨损过程中形成凸起；熔凝点可以有效阻止试样表面塑性变形的积累，提高材料整体的抗塑性变形能力，减小试样表面由于塑性变形而产生的层片状剥落，表现出较高的耐磨性；不同螺距点距的熔凝点分布可以形成不同的磨损后表面形貌。灰铸铁表面激光热修复过程建模及热响应分析
摘要：目前灰铸铁表面缺陷的激光热修复成为铸件装备循环再制造的重要途径，针对该修复过程建立可靠的数值模型，在热源表达和边界条件等方面对模型进行细化，经实验验证达到了较高的求解精度。计算结果表明，二次修复是在预热状态下进行的，与单层修复相比，多层修复能够更好地控制温度循环曲线；随着基体表面材料的熔凝循环，长、宽方向先压缩后拉伸，修复阶段以压应力为主，厚度方向则承受交变的拉一压应力循环并以受拉为主，u槽底部应力较侧面更为集中。大角度偏振无关硅膜光子晶体宽带滤波器
摘要：提出一种基于超低折射率如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为衬底的大角度偏振无关蜂窝状空气孔型的二维硅基光子晶体宽带滤波器。结合色散关系和严格耦合波理论确定宽带工作区，分析了入射光垂直入射时硅膜厚度及空气孔径对器件性能的影响，得出适合于1．55μm通信波长的一组优化参数，讨论了非垂直入射及偏振对器件性能的影响。结果表明，垂直入射时，可以得到透射率大于98％、110nm以上的带宽；非垂直入射时，两偏振的共振带宽将随角度增加而减小，在入射角为18°时，透射率大于98％的共同带宽还能覆盖光通信的整个C波段（1525～1560nm）。基于数字信号处理机的水下光通信收发系统设计及分析
摘要：设计了一种基于数字信号处理机（DSP）的高速高可靠性水下光通信收发系统，并分析了调制时序和信号处理过程。在收发机中，DSP完成待发送信息的里德一所罗门码编码和接收信息的滤波、门限判决、解调解码，现场可编程门阵列（FPGA）完成编码后信息的脉冲位置调制（PPM）。针对激光脉冲水下传输后脉宽展宽小于100ns，激光重复频率偏离均值小于15％的情况，讨论了不同伽罗华域和PPM信息发送速率的关系；分析了收发机的各环节信号处理速度和各接口通信速度。结果表明，收发系统能够实现全双工的实时通信，通信速率可达73kbit／s，可用于实时传输语音和图像等多媒体信息。最后利用Matlab对激光脉冲在Ⅱ类水质中传输100m后到的激光脉冲形状进行了仿真，同时对FPGA发送的一帧数据的电平时序以及模数转换器（ADC）采样得到的一帧数据的采样序列进行了模拟。设计的收发系统为今后水下光通信系统的设计与实现提供了一定的参考。连续变量量子密钥分发系统中同步方案及实验实现
摘要：基于连续变量量子密钥分发系统，提出了一种自发同步的方案。这种方案能有效地克服连续变量量子在光通信过程中受到环境因素的影响，实现连续变量量子密钥分发端和接收端系统之间的同步。从理论上介绍了这种同步方案的机制，并在连续变量量子密钥分发系统上对这种同步方案的可行性进行了验证。在实验所得数据的基础上分析了这种同步方案所需时间和成功率等关键性能指标。光纤表面等离子体共振传感器锥型探头的研制
摘要：理论模拟并实验制作了一种基于波长调制的高灵敏度的锥型光纤探头表面等离子体共振传感器。理论上研究了锥型探头的锥度比（TR）与传感器灵敏度和检测精度的关系，结果表明，随着锥度比的增加，传感器灵敏度上升，精确度下降。综合考虑这两个指标，当TR在1．2至1．8之间时，传感器有较高的性能。在理论设计的基础上，实验制作了锥型探头，并且搭建了实验系统，实验结果显示，传感器灵敏度达到3．94μm／RIU（RIU表示折射率单位），与理论模拟值（3．90／Im／RIU）符合得很好。大模场光纤直弯过渡中的模场演变分析
摘要：为了进一步探讨大模场光纤激光的模式控制方法，需要研究大模场光纤的弯曲特性。从亥姆霍兹方程出发，通过对比直光纤和弯瞌光纤的模场分布，确定大模场光纤直弯过渡中的模场演变方式。应用模场的叠加和激发理论，推导得到光纤直弯过渡中的模场耦合效率公式。应用耦合公式和有限元方法，计算了阶跃折射率分布的大模场光纤在直弯过渡中的模场耦合效率。结果表明：在光纤的直弯过渡中，存在模式的自耦合和互耦合过程，耦合程度随着弯曲程度和模场阶次的变化而变化，其中基模的耦合效率始终最大，高阶模的耦合损耗大于低阶模。光纤的直弯过渡以总能量的损耗为代价换取对高阶模的有效抑制。
