1．5kW近单模全光纤激光器
摘要：分析了双包层光纤内包层及纤芯偏移对光纤熔接的影响。根据分析结果，针对主振荡功率放大全光纤化激光系统中关键熔接点，提出了合理的光纤熔接方案。在种子光功率为533 W，抽运光功率为1.16 kW时，全光纤化激光系统实现了1509 W放大激光功率输出，放大器的斜率效率为87.3%，中心波长为1080 nm，光束质量因子M2=1.46。非链式脉冲氟化氘激光器的动力学模拟和实验研究
摘要：依据非链式脉冲氟化氘（DF）激光器的反应机理，采用速率方程理论，建立了非链式脉冲DF激光器动力学模型。采用Runge-Kutta法对该模型进行数值计算，得到了最佳气体比例和最佳输出镜反射率参数。采用紫外预电离放电引发方式，对非链式脉冲DF激光器进行了实验研究，得到了激光器输出的主要技术参数，实验结果与理论计算结果相吻合。理论分析和实验结果均表明，可以通过优化工作气体比例和输出镜反射率参数来改善激光器的输出性能。在工作气体分压比为101、输出镜反射率为30%时,激光器输出性能最佳，此时实验得到的单脉冲激光能量为4.95 J，脉冲宽度为148.8 ns，峰值功率为33.27 MW。被动锁模的传统孤子、耗散孤子掺铒光纤激光器
摘要：报道了基于氧化石墨烯被动锁模的超短脉冲掺铒光纤激光器。通过设计激光腔的结构，可使激光器分别运转在全负色散区以及正色散区。当激光器运行在全负色散区时，可得到重复频率为61 MHz的传统孤子脉冲输出，脉冲宽度为500 fs，光谱宽度为5.7 nm，最大输出功率为6 mW，单脉冲能量为0.1 nJ。当激光器运行在正色散区时，可得到重复频率为11.5 MHz的耗散孤子脉冲输出，脉冲宽度为143 ps，光谱宽度为2.4 nm,最大输出功率为21 mW，单脉冲能量为1.8 nJ。大口径KDP晶体实现高效三倍频转换的新型支撑结构
摘要：提出了一种新型支撑结构以解决大口径晶体重力凹陷作用引起的三倍频转换效率损失问题。有限元分析结果表明：当KDP晶体及支撑结构均为理想平面时，重力作用导致的三倍频转换效率的损失量几乎为0。同时，针对不同倾斜角度下的接触面加工误差对三倍频转换效率的影响进行了大量的数值模拟。计算结果表明：采用新型支撑结构，不同倾斜角度对三倍频转换效率的影响基本相同；支撑结构表面存在随机加工误差对三倍频转换效率的影响程度较小；而当支撑结构存在凸形或凹形加工误差时，加工误差容许值必须控制在5 μm范围内以实现高效三倍频输出。全光纤环形腔多程脉冲放大特性
摘要：构建全光纤环形腔放大器，对重复频率在10-50 kHz范围、脉宽数百纳秒的调Q脉冲进行多程放大。本实验研究未对脉冲放大程数进行控制，讨论了脉冲多程放大的增益特性及脉冲时域波形演变特性：该放大系统自动改变脉冲重复频率。实验得到多程放大增益相对于单程放大的增益，最大可提高7 dB以上。研究结果表明，对于重复频率在10kHz及以下的脉冲，采用环形腔多程放大将显著提高放大器的转换效率和信号增益。实验研究为更低重复频率的脉冲实现全光纤再生放大打下基础。914nm基态高斯塔克能级共振抽运的高效率Nd：YVO4激光器
摘要：利用全固态Nd：YVO4激光器的914 nm输出作为抽运源，对Nd：YVO4晶体进行基态高斯塔克能级共振抽运，获得了高效率的1064 nm激光输出。为解决基态高斯塔克能级共振抽运吸收差、光-光转换效率低的问题，详细分析了掺杂浓度、温度以及长度等晶体参数对抽运光吸收和激光转换效率的影响。在此基础上，使用长度为20 mm的Nd：YVO4晶体获得了相对入射抽运光56.9%的高光-光转换效率。914 nm基态高斯塔克能级共振抽运Nd：YVO4激光器的光-光转换效率达到了可与传统抽运相比拟的实用化水平。基于聚二甲基硅氧烷的回音壁模式激光的产生长度及应用
摘要：采用沿光纤轴向倏逝波光抽运方式,研究了基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的回音壁模式（WGM）激光的产生长度。实验发现，以PDMS为包层的WGM激光具有较长的激光产生长度。利用这一特点，设计并制作了一块具有三个光纤沟道的PDMS基片。通过在沟道中分段填入罗丹明640、罗丹明B和罗丹明6G的乙醇增益溶液,在同一块PDMS芯片上同时获得了红（628～634 nm）、橙（590～597 nm）和黄（564～572 nm）三波段激光辐射。高功率全光纤掺镱皮秒光纤激光器
摘要：采用四级主振荡功率放大（MOPA）结构，研制了高功率全光纤掺镱皮秒光纤激光器。种子源采用基于非线性偏振旋转（NPR）效应的被动锁模光纤激光器，中心波长为1062.8 nm，重复频率为17.51 MHz，谱线宽度为5 nm，平均功率为7.14 mW。为了抑制功率放大过程中的非线性效应，通过全光纤重复频率扩展器将种子脉冲激光的重复频率提高到281.7 MHz。主功率放大级以长度为4.8 m的大模场面积掺镱双包层光纤作为增益介质。在抽运功率为60 W时，获得的最大平均输出功率为31.2 W，光光转换效率为52%。输出激光脉冲的中心波长为1063.7 nm，脉冲宽度为10.2 ps，重复频率为281.7 MHz，谱线宽度为7 nm，并对激光脉冲的时域和频域特性进行了分析。PPMgLN用于光参量振荡实现低阈值2μm激光
摘要：报道了使用MgO掺杂摩尔分数为5%的周期性极化铌酸锂晶体（PPMgLN）的高重复频率、低阈值的2 μm激光器。理论计算了1.064 μm激光抽运PPMgLN时，极化周期与温度的对应关系。实验对比了双极化周期PPMgLN晶体（极化周期分别为32.2 μm和32 μm）的转换效率。重点对转换效率较高的极化周期（32 μm）进行了振荡阈值的实验分析。在满足转换效率不低于40%的前提下，实现了振荡阈值为0.046 MW/cm2、近简并波长（信号光波长2.05 μm、闲频光波长2.236 μm）的激光输出。2060-T8／2099-T83铝锂合金T型接头双光束激光焊接工艺
摘要：铝锂合金被认为是航空航天飞行器轻量化的理想材料之一。针对大型飞机整体壁板结构，采用高亮度固体激光器进行2 mm厚的2060-T8/2099-T83铝锂合金T型接头双光束焊接，研究了焊接气孔、裂纹和接头的力学性能。结果表明，焊前需至少去除0.15 mm厚的表面层，才能有效避免宏观氢气孔的产生；采用AlSi12焊丝和合适的坡口设计，可完全消除焊接热裂纹；接头环向拉伸强度可达385~415 MPa，为2060-T8铝锂合金蒙皮强度的82.5%；熔合区是接头最薄弱部位。脉冲光纤激光修锐青铜金刚石砂轮
摘要：以青铜金刚石砂轮为试验对象，采用短脉冲光纤激光器，对金刚石砂轮的修锐进行了系统研究。理论分析了脉冲激光修锐青铜金刚石砂轮的机理, 试验研究了多脉冲激光烧蚀青铜轮的情况，借助超景深三维显微系统对烧蚀凹坑的微观形貌进行检测，总结了激光参数对烧蚀效果的影响规律。根据烧蚀试验结果选择最佳工艺参数，开展了激光修锐青铜金刚石砂轮的试验，并采用光学显微镜和磨削对比试验分别对修锐后的砂轮形貌进行了观测和评估。车用高强钢激光填充热丝对接焊间隙裕度研究
摘要：对接装配精度是制约车身零件激光对接焊技术应用的重要因素之一。采用激光填充热丝焊，对1.2 mm厚车用高强钢DP800在不同对接间隙条件下进行了对接间隙裕度的研究。通过优化焊接参数, 在间隙达到母材厚度的100%（1.2 mm）时得到表面成形良好的焊缝。焊后对焊缝的成分分布、金相组织及力学性能进行了分析。焊接结果表明，对接间隙变化对焊缝成分分布及金相组织无明显影响；焊缝的拉伸强度在对接间隙不大于母材厚度的83%（1.0 mm）时大于母材，在间隙为母材厚度的100%（1.2 mm）时达到母材强度的89.9%。采用激光填充热丝焊能显著降低激光对接焊车身零件对装配间隙的要求。铌、铬对激光熔覆原位合成颗粒增强铁基复合涂层的影响
摘要：研究了铌、铬对激光熔覆制备的铁基颗粒增强复合涂层组织和性能的影响。在FeCSiB系熔覆粉末中复合添加Ti、W、Nb、Cr等碳化物形成元素，通过激光熔覆制备原位合成颗粒增强复合涂层。研究表明，单独及复合添加铌、铬均能获得显微硬度均匀分布且成形良好的熔覆层。通过改变铌和铬的含量和配比可以有效改变颗粒相的分布情况。单独添加铌时，熔覆层显微硬度随着铌含量的增加先减小后增大；单独添加铬时，随着铬含量的增大，熔覆层显微硬度呈下降趋势。抗冲击磨损性能与材料的韧性有关，微米级碳化物颗粒对涂层抗冲击磨损性能的提高并没有促进作用。一种高性能金标条阅读仪的研制
摘要：为使金标免疫层析技术能对目标被检物进行高灵敏度快速定量检测，研制了一种基于CMOS图像传感器的金标条阅读仪。根据纳米金颗粒对绿光的强烈吸收特性,使用绿光LED为照明光源；依据空白金标试纸条图像的灰度分布调节LED光强和位置，使成像区域的照明均匀性达到最佳；依据自定义评价参数调节CMOS图像传感器的成像控制参数，使图像质量达到最佳；使用空白金标试纸条图像数据做背景校正，再通过特定算法计算出样品中目标被检物的浓度。使用该金标条阅读仪对滴加有心肌肌钙蛋白I（cTnI）标准样品的金标试纸条进行检测，在质量浓度为0.25～64 ng/mL范围内具有良好的4-PL响应特性,相关系数R2〉0.99；使用该金标条阅读仪对上述浓度范围的金标试纸条各进行20次重复测量,其中，对高浓度金标试纸条（64 ng/mL）测量结果的变异系数为0.134%，对低浓度金标试纸条（0.25 ng/mL）测量结果的变异系数为2.790%；功能灵敏度优于0.25 ng/mL。该金标条阅读仪具有重复性好、灵敏、快速、低功耗、小型化等特点。随机信号相关法测量多模光纤差分模延迟
摘要：提出了一种基于宽带随机信号测量多模光纤差分模延迟的方法。该方法将放大自发辐射（ASE）光信号分成两路，分别作为参考光与探测光，参考光与经过多模光纤传输后的探测光进行互相关，根据相关曲线峰值的位置可成功测量多模光纤差分模延迟。实验测量了不同长度多模光纤的差分模延迟，并分析了测量信噪比。结果表明，该方法在限模注入下测得待测光纤的差分模延迟系数为0.61 ps/m，具有较高的测量信噪比，当相关曲线峰值旁瓣水平为3.16 dB时，信号强度仅为噪声强度的5.3%。基于随机非均匀采样的重叠双光栅动态应变传感实验研究
摘要：利用重叠多光栅的随机非均匀采样来实现动态或静态应变信号传感与解调。给出了基于可调谐滤波器的重叠双光栅解调系统组成及其随机非均匀采样的实现方法，重叠多光栅可在动态应变信号测量时产生时域上的非等间隔传感脉冲，解调系统采用质心法硬件解算，结合平滑滤波方法，可同时满足测量速度与解调精度的需要。实验中通过产生周期随机变化的三角波可调谐滤波器扫描电压来实现重叠多光栅的随机非均匀采样，在重叠双光栅与平均500 Hz可调谐滤波器扫描速率条件下可产生2 kHz随机分布的传感脉冲，最大可实现1.9 kHz的动态应变信号测量，动态应变信号的测量带宽相当于单光栅解调系统的8倍。基于雪崩光电二极管的正交频分复用10Gb／s无源光网络下行方向传输性能研究
摘要：无源光网络（PON）通常采用二进制非归零码（NRZ）调制技术，该技术存在如下缺点：系统的频谱效率最低，对无源光网络中相邻射频（RF）电视信道产生拉曼串扰影响，以及高速传输时光纤色散代价大。为了克服上述问题，采用了将正交频分复用（OFDM）调制技术应用于PON系统的解决方法。对基于强度调制和雪崩光电二极管（APD）直接检测的10 Gb/s 16位正交幅度调制（16QAM）OFDM-PON系统进行了100 km的下行方向传输实验。实验结果表明，在误码率（BER）水平为1×10-3的条件下，系统接收灵敏度可以达到-26 dBm。在1556 nm波段，传输距离小于100 km的情况下，标准单模光纤的色度色散对该系统传输性能的影响可以忽略。纳米化学气相沉积金刚石的拉曼光谱
摘要：拉曼光谱是研究化学气相沉积（CVD）金刚石最有效的手段之一。对不同晶粒尺寸的CVD金刚石膜进行了拉曼光谱分析。紫外拉曼光谱的检验表明，紫外光激发的拉曼光谱有效抑制了sp2碳的散射和荧光背景；1140 cm-1峰出现在可见光拉曼光谱的原因是反聚乙炔的增多和sp2碳散射的增强。可见光拉曼光谱检测发现随着晶粒的减小，1140 cm-1和1460 cm-1峰强度增强，金刚石特征峰强度降低同时其半峰全宽（FWHM）变宽，薄膜中sp3碳含量减少；基体材料由硬质合金变为微米金刚石后，金刚石特征峰强度显著增加，FWHM有较大减小，非sp3碳成分含量明显减少。
