基于啁啾光纤光栅的被动锁模掺Yb^3＋激光器
摘要：基于啁啾光纤布拉格光栅（C-FBG）与半导体可饱和吸收镜（SESAM）相结合实现了光纤掺Yb3＋线型锁模激光器。采用976nm半导体激光器,以高掺杂浓度的掺Yb3＋光纤作为增益介质,以SESAM作一端的反射镜,以C-FBG引入大的负色散,并作为另一端反射镜,最终获得了稳定皮秒脉冲序列的输出。其中心波长为1045nm,平均功率为12mW,基频重复频率为17.07MHz,脉宽约为3ps。详细讨论了高阶锁模光脉冲的演化方式。该锁模光纤激光器可以完全自启动,可以长时间稳定工作,有望成为高功率超短脉冲激光器的种子源。大口径KDP晶体最佳偏转角预测误差分析
摘要：通过测量晶体全口径正交偏振透射波前的干涉数据,建立了计算KDP晶体最佳偏转角的理论模型,并通过实验验证了理论的正确性和有效性。在探针激光工作稳定及环境温度稳定的情况下,理论预测值与实验结果的变化趋势相同,且差值在10.0μrad以内。分析了影响测量精度的各种因素,找出了理论预估值与实验结果产生差异的主要原因。由单点模型推广建立了全口径KDP晶体最佳偏转角的计算模型,并且数值模拟了KDP晶体折射率不均匀性对晶体全口径最佳入射角和转换效率产生的影响。得到的结果为工程上实现大口径KDP晶体精密装校提供了理论指导。186 MHz低幅度噪声掺铒光纤飞秒激光器
摘要：飞秒激光器是激光频率测量系统——飞秒光梳的核心部件,其噪声、重复频率、脉冲宽度、光谱等参数决定了它在应用中的表现。报道了用于9.2GHz基于光学腔超稳微波源的掺铒光纤飞秒激光器的研制。该激光器采用环形腔结构,重复频率为186MHz,直接输出功率为120mW,光谱中心波长为1550~1600nm。采用动态信号分析仪测试了双边带噪声功率谱,结果显示：研制的飞秒激光器自由运转时,1 Hz处双边带幅度噪声为-118dBc/Hz,在10Hz到100kHz频率范围内幅度噪声小于-130dBc/Hz。基于声光扫描的三维视频激光雷达技术
摘要：提出一种基于声光扫描技术实现三维视频激光雷达系统,克服了基于传统扫描方式的三维成像激光雷达应用中所面临的成像速度慢、体积大、质量大等问题。采用二维声光扫描技术,大大提高了扫描速度;同时,采用高精度的时间差检测芯片,精确测量激光脉冲飞行时间,从而获得高精度的距离值,实现高精度的三维视频成像。详细描述了系统的原理、组成部分以及实验结果。在图像分辨率为63pixel×63pixel时,该系统三维成像速度达到25frame/s,实现视频三维成像,能够满足对成像速度要求较高的特殊场合的需求。空芯光子晶体光纤吸收池的激光稳频技术
摘要：针对星载积分路径差分吸收（IPDA）激光雷达的应用需求,研制了一套利用空芯光子晶体光纤（HC-PCF）作为吸收池,以CO2气体1.57μm处的吸收线作为频率参考,基于频率调制光谱稳频技术的激光稳频系统。结合其工作原理,建立仿真模型,计算了CO2气压、光谱调制频率以及调制深度对稳频误差信号的影响,给出最优化的设计参数。并且与实验测试数据进行了比对,实验数据与计算结果吻合。报道了系统的稳频效果,给出进一步提升稳频性能的方案意见。基于方向滤波器组的激光主动成像图像复原
摘要：动平台激光主动成像系统所成图像被模糊的同时受到多种噪声的污染,传统的复原方法对噪声敏感,难以取得令人满意的结果。为此,提出基于方向滤波器组的激光主动成像图像复原方法,使用不同的方向滤波器组对含噪模糊图像进行滤波,估计模糊核函数。对于每个方向滤波器,计算核函数在垂直滤波器方向的Radon变换。接着使用Radon逆变换得到二维模糊核函数的最终估计。根据模糊核函数,即可复原出无噪清晰图像。搭建激光主动成像系统进行实验,结果表明与近年来一些较好的模糊盲复原方法相比,该方法不仅拥有更好的主观效果,同时在客观评价指标（PSNR）上也有所提高。GH99高温合金环形和C形激光焊接对比研究
摘要：发动机火焰筒主要材料为GH99高温合金,其传统焊接方法为电阻点焊。为提高焊接效率,减少机加工序以及焊接缺陷,对比研究了两种激光焊接方式（环形和C形焊）,从焊缝成形、微观组织、力学性能等方面揭示激光焊接替代电阻焊的可行性。此外,利用有限元方式,对接头局部和整体构件的焊后应力分布及变形情况进行分析。结果表明,两种焊接方式均能获得良好的焊缝成形,接头性能较原有的电阻焊接头分别高出15.4%和22.1%。有限元计算结果显示C形焊后局部和整体的应力及变形较小。曲轴轴颈损伤表面的激光熔覆再制造修复
摘要：为了实现发动机曲轴的激光熔覆再制造修复,采用激光熔覆技术在曲轴材料45#钢样板表面制备铁基激光熔覆层,研究了熔覆层的性能,利用光学显微镜和显微硬度计进行了熔覆层金相组织观察和硬度测试。试验结果表明,熔覆层与基体结合良好,且熔覆层硬度为基体硬度的2~3倍;为了使曲轴在绕主轴颈旋转情况下对多拐曲轴连杆轴颈进行激光熔覆,提出了在连杆轴颈表面获得连续均匀熔覆层应满足的条件,并在满足这些条件的前提下,推导出了激光熔覆曲轴连杆轴颈过程中激光束与转动轴颈的运动轨迹和相对速度之间的关系模型,通过试验,验证了轨迹模型的可行性。聚晶金刚石表面微结构的激光加工实验
摘要：表面微结构刀具对改善刀-工摩擦接触状态、刀具磨损及抗黏附性方面具有积极作用。在聚晶金刚石刀具表面,利用光纤激光器进行了不同形状的微结构加工,并分析了扫描速度、脉冲频率和平均输出功率等不同工艺参数对微沟槽形貌和质量的影响。实验结果表明：随着平均输出功率和脉冲频率的增加,微沟槽宽度和深度分别表现出增大和减小的趋势;采用较小的扫描速度和和较大的平均输出功率能够降低沟槽侧壁粗糙度,改善微沟槽的形貌质量。60mm厚304不锈钢板超窄间隙光纤激光焊接接头组织性能研究
摘要：利用IPG公司YLS-6000光纤激光器及5mm超窄间隙焊接了60mm厚304不锈钢板,并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和低温拉伸试验机分析了接头组织性能。结果表明,超窄间隙激光焊接方法可得到成形良好无明显缺陷的焊接接头,焊缝上下宽度一致约3.8mm。焊缝组织为柱状奥氏体与均匀分布的骨架状和板条状铁素体。热影响区并无明显晶粒长大,少量铁素体沿熔合线向母材方向扩散生长。Cr、Ni等合金元素在焊缝及热影响区分布均匀,无明显偏析。焊缝与母材显微硬度相当,略低于热影响区。接头拉伸强度随温度降低而上升,最高达1260MPa,在183K、213K、243K、273K温度下接头拉伸强度分别为母材的86%、96.7%、94.5%和92.6%。试样弯曲180°无裂纹及其他缺陷产生。利用单边带调制器实现对多波长光纤激光器的高精度射频控制调谐技术
摘要：提出了一种利用射频控制信号对多波长光纤激光器输出的多波长信号进行整体精密调谐的方法。通过在多波长光纤激光器腔外放置射频信号控制的单边带（SSB）调制器,实现了65个波长整体精密调谐。通过改变射频驱动信号频率,可以实现多波长整体在150MHz~12GHz范围内的任意调谐,最低对应1.2pm的调谐量。且调谐步长由射频控制信号决定,可精确到1Hz。多波长整体调谐前后,多波长间隔始终保持50GHz不变,各波长的边模抑制比（SMSR）均可达到20dB。基于FBG精细谱的应变增敏型传感器的设计
摘要：提出了一种新型的基于非均匀光纤布拉格光栅（FBG）精细谱和边沿解调的应变灵敏度增强型传感器。理论研究了在轴向非均匀应变情况下普通FBG的传输谱以及基于传输谱精细结构的应变响应特性。仿真结果表明,将均匀应变转为非均匀应变的新型传感器对应变的灵敏度为普通FBG的4.6倍。在实验上设计制作了这种可将被测物体的均匀应变转换为FBG的非均匀应变以提高应变灵敏度的传感器结构。实验测量结果证明了理论分析的可行性。这种传感器在采用窄线宽激光器的FBG边沿解调方案中具有提高动态应变响应灵敏度以及增大应变测量范围的作用,同时,由于其长度可小型化,在检测高频动态应变信号方面也有较大的应用前景。基于FBG传感网络和时间反转聚焦成像方法的声发射定位技术研究
摘要：针对传统声发射定位系统存在的结构复杂、难以组网、定位精度低等问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）传感器网络和时间反转聚焦成像的声发射定位方法。在对时间反转聚焦定位原理分析的基础上,利用四个FBG传感器构建四点定位系统,并采用窄带激光边缘滤波技术实现信号解调。利用Morlet小波提取信号中特定频率成分,并计算模值和时差。通过建立时间反转聚焦模型实现声发射源定位,并在铝合金板结构上对整套成像定位方法进行验证。实验结果表明,该方法能有效地对400mm×400mm监测区域进行声发射定位成像,定位误差小于20mm,耗时小于2s。为声发射检测和定位提供了一种新的方法。表面式光纤布拉格光栅传感器应变传递机理的研究
摘要：建立了组合梁与光纤布拉格光栅（FBG）传感器应变传递的力学试验模型,得出组合梁结构实际应变与表面式光纤布拉格光栅传感器应变的关系。对影响表面式光纤布拉格光栅传感器平均应变传递率的影响因素进行了理论分析,得出胶接层弹性模量,胶接层的宽度以及光纤的粘贴长度对应变传递率影响较大,通过实验确定它们之间的最佳组合,为以后的实际工程应用提供了参考。基于正交波形复用技术的无源光网络上行信号传输方法
摘要：提出了一种复用技术——正交波形复用（OGDM）,并将其应用于无源光网络（PON）系统中作为上行信号传输。在本方法中,对于N个光网络单元（ONU）端的PON系统,先将N个ONU端信号分别通过强度调制或无载波调幅调相（CAP）技术,调制到N个两两相互正交电波形上,使＂1＂码对应有波形,＂0＂码对应无波形,然后再将各路不同的波形信号分别调制到每个ONU用户的激光器上,这些激光器的波长可以是同一个波长;通过光分配网络（ODN）单元合路后上行传输到光线路终端（OLT）端,在OLT端采用相关接收的方法,把接收到的信号和OLT端的本地正交波形作相关运算,利用正交波形的正交性来区分不同ONU端的用户信息。仿真显示在理想情况下,32路ONU信号当采用外调制方式时,每路单独占用10Gb/s,总带宽为320Gb/s,可以传输20km。基于合作信标的卫星激光通信瞄准捕获仿真系统
摘要：针对星间激光通信基于合作激光信标的瞄准与捕获过程,在LabVIEW（虚拟仪器）平台上研制了一套瞄准与捕获仿真系统。该系统模拟卫星轨道姿态动力学,建立双星指向关系,仿真双自由度转台初始对准。根据不确定区域大小,驱动信标激光进行螺旋扫描,根据信标光束散角及探测器视场,确定仿真捕获点以完成捕获。加入含有高斯噪声的最大速度为1°/s,最大加速度为1°/s2的等效正弦扰动进行了动态捕获实验。最终实现了同步轨道卫星和近地轨道卫星间动态双星激光通信瞄准与捕获仿真,形成了基于虚拟仪器的激光通信全过程仿真模式,为跟踪系统仿真及无信标捕获的仿真奠定了基础。微纳光纤环与侧边抛磨光纤耦合的上下载滤波器
摘要：提出并成功演示了一种微纳光纤环与侧边抛磨光纤直接耦合的上下载滤波器。实验结果表明这种滤波器件不仅能实现两种光纤系统的互连耦合,并且能实现两系统间的上下载滤波功能。下载输出端消光比最大可达7.5dB,上载输出端消光比最大可达4.8dB。此外,通过进一步实验及数值仿真研究了不同环直径对两种光纤系统耦合的影响。实验和数值模拟研究结果都表明在微纳光纤直径为6μm的情况下,当微纳光纤环直径为580μm时,微纳光纤环与侧边抛磨光纤的耦合达到最大,同时此耦合对环Q值与精细度的影响也达到最小。这种上下载滤波器不需额外设计微纳光纤与标准光纤耦合的光学器件,为微纳光纤系统与现有的光纤系统的互连提供了一种更简洁有效的解决方案。激光量热法测量深紫外氟化物薄膜吸收
摘要：为了获得薄膜材料吸收率与深紫外激光照射能量密度间的对应关系,掌握薄膜材料深紫外吸收特性,应制定相应的吸收测量规范。介绍了激光量热法的原理及测试流程,分析了测试过程中的剂量效应、非线性吸收和不可恢复吸收等现象,提出了利用激光量热法测量应用于波长193nm紫外光刻系统的氟化物薄膜材料吸收率的方法,并进行了实际测量。根据所建立的测量方法,获得熔石英基底材料在193nm紫外光照射下的剂量效应及出现不可恢复吸收现象时相应的激光能量密度,进而测量出基底材料吸收率与激光能量密度之间的关系;通过热蒸发对基底镀氟化镁及氟化镧单层膜,测量镀膜后样品的吸收率与激光能量密度的关系,通过与镀膜前吸收率的对比,计算了两种薄膜材料吸收率与激光能量密度的关系,推算出薄膜材料在实际工作状态时的吸收率,并得到不同沉积温度下氟化镧薄膜材料吸收率、粗糙度与波纹度。实验结果证实了新提出测量方法的可行性,测量结果为改善系统成像质量以及延长元件使用寿命提供支持。
