半导体激光器光电负反馈线性调频技术研究
摘要：报道利用主动光电反馈技术实现半导体激光器线性调频技术的研究。使用自零差探测技术表征调频非线性；所得拍频信号经鉴频电路给出相对于理想线性调频的偏移；获得误差信号反馈到激光器的调制电流上，构成一个光电反馈环，主动控制调频线性化。实验采用1550 nm的分布反馈激光器，调制电流为20 mA，扫描周期为30 ms，实现线性调频范围为10 GHz。系统稳定性好，操作方便。该方法对于调频连续波激光雷达、光频域反射仪等测量应用有重要意义。激光的组合场相对相位对CO分子产生阿秒脉冲的影响
摘要：利用强场近似方法研究了CO分子在组合场中发射高次谐波和阿秒脉冲的性质，组合场由波长为800 nm和2000 nm的两束激光形成。考虑了分子在组合场中的线性Stark位移对CO分子能级的影响，通过优化组合场的相对载波相位驱动分子。研究表明CO分子在这种组合场中不仅高次谐波的截止位置有了扩展，并且由于这种不对称分子在某一方向的电离抑制，减少了电子在演化过程的干涉效应，由此得到的高次谐波有很好的超连续性。叠加平台区域的高次谐波均能得到单个阿秒脉冲，脉冲宽度最窄可达到98 as，与单色对称场驱动CO分子产生的阿秒脉冲相比较，其脉冲宽度有了明显的缩短。0.5 μm波段全固态三波长激光器研究
摘要：为了提高Nd：YAG/LBO腔内倍频561 nm黄光激光器输出功率的稳定性，通过在谐振腔内插入双折射滤波器（BF）选择出单一谱线来实现。同时通过BF的角度调谐，分别得到了稳定的558 nm和556 nm单谱线输出。用5 W的激光二极管（LD）抽运Nd：YAG晶体，腔内加入2 mm厚的双折射滤波器，先通过BF放置角度的调谐获得单一谱线的基频光运转，再利用LBO晶体进行腔内倍频获得稳定的黄光输出。当抽运功率为时5 W时，556、558和561 nm激光的最大输出功率分别为256、189和227 mW，光光转换效率分别为5.12%、3.78%和4.54%。用于汞原子激光冷却的深紫外激光调谐和锁频系统
摘要：开发了一种用于253.7 nm深紫外激光器的低功耗频率调谐和锁频系统，这种锁频系统将在中性汞原子磁光阱中起到重要作用。该系统用两个级联的声光调制器分别做频率调谐和频率调制。利用该系统可将深紫外激光器的频率锁定在汞原子的1S0-3P1的能级跃迁上，并为汞原子的激光冷却节约了功率。同时通过解调频率调制激光的饱和吸收光谱观测了汞原子的调频光谱。采用该技术将紫外激光锁定在200Hg的1S0-3P1共振跃迁上，并且频率不稳定度低于0.1 MHz。掺Yb光纤激光器输出光谱特性研究
摘要：建立了基于自相位调制效应的掺Yb光纤激光器输出光谱特性的解析模型，实验测量分析了输出光谱的形态，输出光谱随功率升高的变化趋势以及低功率下的输出光谱特性。实验结果表明，理论模型与实验结果吻合地较好，并且能够较为准确地得到输出光谱宽度随功率的变化规律以及低功率下输出光谱的特性。有限增益带宽下的被动锁模掺镱光纤激光器输出特性的研究
摘要：基于被动锁模掺镱光纤激光器集总模型，仿真研究了掺杂光纤的有限增益带宽对激光器输出特性的影响。仿真结果表明，被动锁模掺镱光纤激光器的输出脉冲宽度和激光器运行状态都受到增益带宽的影响。激光器输出脉冲宽度随增益带宽的增大而增大；通过线性调控腔内净色散的大小，发现在较大增益带宽情况下，较小的色散值就可以使激光器工作在自相似状态，即激光器工作在自相似状态时所需的腔内净色散条件范围更大。另外，对不同增益带宽下的激光器输出脉冲对之间的相互作用情况进行了仿真。仿真结果表明，非线性相移在抛物线形脉冲间的作用中起着关键的作用，而非线性相移受增益带宽的影响，因此较大的增益带宽下脉冲之间的相互作用力更强。特殊波长掺镱光纤激光器研究
摘要：对特殊波长掺镱光纤激光器进行了理论和实验研究。根据镱离子的吸收发射特性，对此类激光器中的增益竞争进行了理论分析，指出了抑制寄生振荡的方法。以1018、980、1173nm光纤激光器为例进行了实验研究。分别获得了309、1．05、15．7W的激光输出。可调谐单纵模绿光Nd：YAG激光器
摘要：设计了半导体激光器双端面抽运的种子注入Nd：YAG 绿光激光器。通过优化谐振腔结构参数设计，实现增益介质激活区域与基横模体积的良好匹配，获得稳定的基横模输出。48 h连续运转，输出的脉冲能量不稳定度小于2.9%，并确保单频输出。在传导冷却结构中，实现了高光束质量、高重复频率、窄脉冲宽度且可调谐的532 nm单频绿光的稳定输出。在重复频率为1 kHz时，最大输出脉冲能量大于4 mJ，脉冲宽度约为6.5 ns。激光束在水平方向和垂直方向的光束质量M2值分别是1.166和1.158。输出单频绿光激光的连续调谐范围可达到15 GHz。基于Zemax软件的准分子激光模拟
摘要：提出了一种模拟准分子激光光能量分布的方法。通过使用Matlab软件分析实际拍摄到的准分子激光光能量分布彩色图像并提取相关信息进行计算，使用光学软件Zemax模拟出实际的准分子激光的光能量分布。实际准分子光源光斑的尺寸约为16.5 mm×35.4 mm，光束在x方向的发散角度约为3.3 mrad，在y方向的发散角度约为11.5 mrad。使用该方法所模拟的光源的光斑尺寸约为16.7 mm×35.3 mm，光束在x方向的发散角度约为3.41 mrad，在y方向的发散角度约为11.53 mrad，光能量分布在细节上与实际光源保持一致。该方法解决了准分子激光光能量空间分布较为复杂难以进行光学模拟的问题，同时也为准分子激光的光学特性研究以及应用于准分子激光光学元件的研发提供了技术基础。不锈钢表面陷光微结构的纳秒激光制备
摘要：利用纳秒激光微加工技术在316L不锈钢表面制备了微孔阵列结构，实现了金属表面200~900 nm波长范围内光波的吸收增强。获得的微孔结构的直径和深度取决于激光的单脉冲能量和累积脉冲数。单脉冲能量相同时，随累积脉冲数的增加，孔深/孔径比增加，脉冲次数超过1200时，比值趋于稳定。相同累积脉冲数条件下，单脉冲能量越小，孔深/孔径比越大。通过表面光反射率测试对微结构的陷光性能进行了评价，在微孔投影面积占总面积的比例相等、脉冲次数相同的条件下，单脉冲能量越小，所得微孔阵列结构的陷光能力越强。初步探讨了微孔结构特征的形成原因，以及微结构在提高金属表面陷光性能中的作用。Al粉与高能炸药混合物的激光点火特性
摘要：采用CO2激光点火的方法，研究了Al粉与RDX、Al粉与HMX、Al粉与CL-20混合物在不同激光功率密度作用下的点火特性，探讨了Al粉粒度、Al/RDX比例以及不同高能炸药对混合物点火性能的影响。实验结果表明，在本实验的激光功率密度条件下，Al粉与RDX等高能炸药混合物的点火均首先发生在试件表面，点火延迟时间随着激光功率密度增加呈现递减的趋势。在较低功率密度条件下，Al粉的粒度和Al/RDX比例对微米Al/RDX混合物的点火影响较大，随着激光功率密度的增加，影响减弱；含纳米Al粉的混合物点火延迟时间短于含微米Al粉的混合物，且点火反应更剧烈。相同激光功率密度条件下，含纳米Al粉与RDX的混合物（M-QR）、纳米Al粉与HMX的混合物（M-QH）、纳米Al粉与CL-20混合物（M-QCL）的点火延迟时间顺序为tM-QR〉tM-QH〉tM-QCL，最小点火能量的顺序为EM-QR〉EM-QH〉EM-QCL，与3种高能炸药的最小点火能量的顺序EHMX＜ERDK〈ECL-20不同，其中纳米Al粉与CL-20的混合物点火反应最为剧烈。激光冲击渗碳12CrNi3A钢的磨损性能
摘要：提出激光冲击处理增强渗碳的组合方法，提高了12CrNi3A钢渗碳层的质量和耐磨性能。采用球磨实验分析了渗碳和激光冲击增强渗碳两种工艺下材料的耐磨性能，采用扫描电镜（SEM）研究了激光冲击增强渗碳对12CrNi3A材料微观组织的影响。结果表明，激光冲击渗碳试样的比磨损率为2.69×10-14 m3/Nm，比渗碳试样降低了29%。从摩擦系数和微观组织两个方面分析讨论了这种工艺方法提高12CrNi3A耐磨性能的机理。一方面，激光冲击增强渗碳使试样的摩擦系数降低了25%；另一方面，激光冲击渗碳试样表层形成了大量细小的碳化物颗粒，并呈梯度分布，从而提高了12CrNi3A钢材料的耐磨性能。基于后动态聚焦振镜系统激光打点优化研究
摘要：导光板（LGP）作为液晶显示（LCD）技术的背光源，已得到了广泛的应用。导光板材料的反射面有大量反射点，目前照明用导光板多采用丝网印刷或激光雕刻制备这些反射点。丝网印刷的油墨反射点容易老化脱落，激光雕刻的优势在于更具个性化，生产灵活且环保等，是今后的发展趋势。传统激光雕刻方式效率低，且缺乏工艺优化。提出一套基于后动态聚焦振镜系统的激光打点方法及相应的工艺优化方法，该方法加工效果优异，加工效率显著提高。基于光学相干层析的鲜红斑痣信号增强和降斑
摘要：扩张血管的直径和深度是鲜红斑痣（PWS）扩张血管的两个关键参数。最近，光学相干层析（OCT）已被用于PWS的临床检测和参数提取。然而，信号在深度上的衰减和散斑噪声是分辨OCT图像中PWS病变结构信息的两个主要制约因素。为了优化临床OCT样机获得的图像，提出了相应的OCT信号增强降斑算法。该算法基于动态规划分割PWS表皮层，并以边界曲线为基准，对真皮深层细节信息进行衰减补偿。对于增强后的信号，基于OCT散斑噪声的光学统计特性（瑞利分布），建立了一个新的正则化变分模型以消除相应的乘性噪声。实验结果表明，所提出的算法能够较好地恢复OCT图像中PWS扩张血管结构的边缘信息，有利于精确分割并提取相应的关键参数。基于无芯光纤的单模-多模-单模折射率传感器的研究
摘要：提出了一种基于无芯光纤的单模-多模-单模（SMS）结构的折射率光纤传感器并对其进行了理论和实验研究。用一种新颖的无芯光纤来作为SMS结构中的多模波导，避免了常规SMS折射率传感器制作过程中的化学腐蚀所带来的问题，具有易于设计和制作的优点。制作了一支基于无芯光纤的SMS折射率光纤传感器，并用具有不同折射率的蔗糖溶液对其进行了实验测试，在1.356～1.392的折射率范围内得到了431.4 nm/RIU的平均折射率灵敏度，实验结果与模拟结果符合得很好。进一步的理论研究发现，通过减小无芯光纤的直径可以进一步提高传感器对折射率的灵敏度。基于多频率综合鉴别φ-OTDR系统中干涉衰落假信号的相位解调技术
摘要：对相位解调相位敏感光时域反射仪（φ-OTDR）系统中干涉衰落问题进行了研究。同一频率多次脉冲扫描显示出相似的衰落波形，而不同光频有不同的衰落波形。通过改进现有瑞利散射随机性和相干性物理模型，推出了瑞利散射系数是激光频率和有效折射率的函数，合理解释了上述实验现象。为了消除干涉衰落导致的系统误报问题，提出了一种基于多频率综合判决的方法，有效地区分并排除了误报，提高了整个φ-OTDR系统相位解调的准确性。边缘滤波法解调的相移光纤布拉格光栅应变传感器
摘要：设计了一种基于相移光纤布拉格光栅（PSFBG）的应变传感器。将PSFBG和光纤布拉格光栅（FBG）通过光环形器连接在一起，并且沿着中线对称地粘贴在等强度悬臂梁上。两者共同作为探头的核心传感元件。它们粘贴的位置紧靠中线，从而承受着相同的应变，产生携带信息并且线宽极窄的传感光。通过边缘滤波法解调传感光，最终可以获取应变数值。理论模拟了由参数匹配的PSFBG和FBG产生的传感光谱，实验中获得了线宽仅为101 pm的传感光，实验结论与数值模拟吻合。在应变探头的实验验证中，解调结果与待测信号的线性关系良好，拟合度为0.994，探头的应变分辨率为1.5 με。基于该设计的应变传感器具有高分辨率、低成本、无啁啾等优点，具有很高的实用价值。基于微结构纤芯的超低损耗多零色散点的高双折射光子晶体光纤
摘要：提出了一种新型的微结构纤芯的光子晶体光纤，在纤芯中引入10个呈矩形排列的小圆空气孔，包层空气孔呈阶梯渐增结构。采用全矢量有限元法，通过改变纤芯小圆空气孔的大小和二者之间的孔间距，研究了这种光纤的基模模场、双折射、限制损耗和色散特性。研究结果表明，当小圆半径r1=0.225 μm，孔间距Λ2=1.30 μm时，在波长1.55 μm处，双折射为3.22×10-2，限制损耗低至4.92×10-8 dB/m，且在0.6~2.0 μm之间可获得三个零色散点。另外，通过优化纤芯结构参数，在波长1.55 μm处，双折射最大值可达3.45×10-2,损耗最低达2.88×10-9 dB/m。该设计为在光纤通信、光纤传感方面的应用提供了理论基础。
