基于MIIPS的相位调制参量优化选择研究
摘要：设计搭建了一套基于液晶空间光调制器的飞秒激光脉冲整形系统装置,利用自己开发的LabVIEW程序控制液晶空间光调制器对飞秒激光脉冲施加正弦相位扫描,并同时记录其倍频光谱。其中对正弦相位扫描初始相位δ从0到4π的扫描所得到的倍频轨迹图为多光子脉冲内干涉相位扫描（MIIPS）轨迹,并详细研究了正弦相位中的幅度α、频率γ两个参量的选择对于MIIPS倍频轨迹图的影响,得出了MIIPS方法中α和γ参量的优化选择条件。所得到的结果不仅对更好地利用MIIPS方法进行飞秒激光脉冲相位测量和补偿提供指导,而且可以通过选取合适的参量获得整形和窄化的倍频光谱,这在双光子光谱学、飞秒化学和飞秒生物学等领域具有重要应用。小型化碘稳频532nm固体激光器
摘要：传统532nm波长碘稳频固体激光频标装置虽然能达到很高的频率稳定度和不确定度,但装置比较庞大,不便搬运。而对于一些对激光频率稳定度要求不高的实际应用,如绝对重力仪等,缩小装置的体积以易于搬运,成为更为关注的因素。建立一套小型化532nm固体激光器,该系统体积小巧,易于搬运。通过与原有碘稳频532nm固体激光标准装置的进行拍频测量实验,得到1s的阿伦偏差为2.4×10^-12,并计算得到该激光器的频率绝对值为563260223436kHz,对应的频率不确定度为52kHz（包含因子k=2）。该系统已被用于中国计量科学研究院的绝对重力仪中。高性能10 J级四程预放大技术研究
摘要：提出了一种新型的高功率激光装置的预放系统结构,采用钕玻璃再生放大结合离轴四程放大的技术途径,研究了四程放大中寄生振荡和笔形光束的产生机理和抑制措施。通过注入脉宽为3ns,单脉冲能量小于1nJ的1053nm单纵模种子激光,可以获得10.3J的近衍射极限输出,总增益大于1010,能量稳定性为2%,输出激光为顶分布,近场填充因子为71%,近场调制度约为1.4,91%的焦斑能量能聚焦于2倍衍射极限内。实验结果和输出性能完全满足激光装置预放系统的性能要求,验证了多程放大技术在高功率激光装置预放系统中应用的可行性。高功率全光纤中红外超连续谱激光源
摘要：报道了一个高功率全光纤结构的中红外超连续谱激光源,该光源由1.55μm纳秒脉冲掺铒光纤激光器、包层抽运掺铥光纤放大器以及单模ZBLAN光纤组成。首先利用单模光纤将1.55μm纳秒脉冲激光频移至2.0μm波段,然后利用掺铥光纤放大器对其进行功率放大,最后利用ZBLAN光纤使掺铥光纤放大器输出的光谱进一步向中红外长波长方向扩展。当掺铥光纤放大器输出功率为3.95W时,ZBLAN光纤产生了2.2W的中红外超连续谱激光输出,相应的光谱范围为1.9~3.75μm,10dB光谱带宽大于1600nm。此外,通过增加掺铥光纤放大器的平均输出功率,中红外超连续谱的输出功率得到了进一步提高,当耦合进单模ZBLAN光纤的平均功率为21W时,中红外超连续谱的平均输出功率达到了16.2W,相应的光谱范围为1.9~3.5μm。激光尾场电子加速器驱动的全光学FEL物理模拟研究
摘要：对中国科学院上海光学精密机械研究所（SIOM）即将开展的基于激光尾场加速（LWFA）电子束的自由电子激光（FEL）实验（SIOM-FEL）进行了数值模拟研究,提出利用直接外种子激光驱动的方案来获得FEL辐射。理论和仿真结果表明,采用直接外种子激光驱动模式,在束流能散为1%,发射度为0.3mm·mrad的情况下,提高峰值电流强度到10kA可以得到接近200倍增益的FEL辐射,而利用具有横向梯度的波荡器也可以在较低的束流强度条件下获得较高的辐射增益。基于激光光散射层貌术的蓝宝石内部缺陷检测系统
摘要：蓝宝石是制作发光二极管（LED）衬底的基本材料,其质量直接影响高亮度LED衬底的晶片制造成品率,对于棒状蓝宝石晶体内部缺陷的检测定位能极大地降低生产成本,提高成品率。针对蓝宝石衬底加工要求,在机器视觉技术的基础上,利用LabVIEW及NI公司的图像采集卡和数据采集卡搭建了一个基于激光光散射层貌术的蓝宝石内部缺陷检测定位系统。系统利用高强度的线状激光照射下缺陷产生的光散射效应对蓝宝石晶体进行逐层扫描和图像采集,运用图像增强、图像分割及图像提取等图像处理手段对采集到的图像进行缺陷提取和分析,实现了对蓝宝石内部缺陷的检测和定位,具有很高的实时性和可视化效果。实验结果表明,该系统能有效地识别出蓝宝石晶体中的散射颗粒缺陷,并对其在棒状蓝宝石晶体深度方向上准确定位。短翼仿渐开线型抽运反射器的优化设计与实验验证
摘要：设计了基于激活反射式钕玻璃激光放大器的抽运反射结构。反射式钕玻璃激光放大器的抽运结构与传统透射型阵列式片状放大器（MSA）不同,为提高氙灯背向抽运光的利用效率,抽运反射罩的排布与面型需要与结构形式匹配的优化设计。针对反射式钕玻璃激光放大器的独特结构形式,通过Matlab模拟仿真,提出了一种新型短翼仿渐开线型反射罩面型。用光学仿真软件TracePro进行配光追迹,得到了新型抽运反射罩的模拟传输效率,比平板反射器的模拟结果高17.58%。通过氙灯抽运的全尺寸反射式钕玻璃激光放大器实验装置,对优化结果进行了验证,实际效率提高约15.19%。基于LBO的高功率飞秒绿光抽运的光学参量振荡器
摘要：三硼酸锂（LBO）具有良好的非线性光学特性和极其稳定的物化性能,其色散量对晶体温度变化敏感,是可实现非临界相位匹配的优良的非线性光学晶体。报道了高功率绿光飞秒激光同步抽运以三硼酸锂（LBO）为非线性晶体的单共振光学参量振荡器（OPO）。抽运源为高平均功率大模场面积掺镱光子晶体光纤飞秒激光器放大级的输出飞秒光的锁模倍频激光,通过调节晶体温度,采用非临界相位匹配方式,获得了红光至近红外光可调谐的高功率飞秒激光,OPO的信号光调谐范围为670~880nm,相应闲频光在2320~1270nm范围内可调。在3.4W抽运功率下,中心波长为694nm的信号光输出获得最高平均功率为660mW,脉冲宽度为132fs,转换效率为19.4%。单频脉冲激光器的分子吸收光谱频率稳定技术研究
摘要：单频脉冲激光器的频率稳定性显著地影响直接探测多普勒激光雷达的风速测量准确性,工作在半导体抽运Nd：YAG激光器倍频532nm的种子注入脉冲激光器的典型自由频率漂移可达15MHz/min,相当于4m/s风速误差。基于碘分子吸收光谱稳频原理,采用Labview虚拟仪器控制技术,对种子注入脉冲放大式的半导体抽运Nd：YAG激光器进行稳频,实现了脉冲激光器的频率扫描、碘分子1109光谱吸收线的自动匹配和频率锁定。长时间（大于2h）频率漂移标准偏差为0.8MHz,等效风速误差为0.2m/s,达到直接探测多普勒测风激光雷达长时间测量对脉冲激光器的频率稳定要求。全反射棱镜式激光陀螺双纵模稳频技术
摘要：针对全反射棱镜式激光陀螺在单纵模稳频条件下纵模调制信号存在盲区的现象,研究了全反射棱镜式激光陀螺双纵模稳频技术。理论分析了功率调谐曲线的特征,获得了双纵模条件下小抖动调制信号的幅度及相位特性,提出了双纵模稳频控制方案,通过软硬件电路设计,搭建了全反射棱镜式激光陀螺双纵模稳频控制系统。在定温和变温环境下,分别对单纵模稳频与双纵模稳频进行了实验测试。实验结果表明,与单纵模稳频控制方法相比,双纵模稳频技术在稳频精度上提高了60%,陀螺精度也得到了相应的提高。相干长度连续可调的高稳定性固体激光器
摘要：提出了一种基于光谱色散原理调节激光相干长度的固体激光器。采用传统色散元件（光栅和多块三角棱镜）组成相干长度调节模块,通过将其置于激光谐振腔内代替一面腔镜,利用棱镜的扩束特性和光栅的色散特性实现对激光相干长度的连续调节。以Nd：YAG晶体作为增益介质,搭建激光谐振腔,进行了相干长度调节实验,得到了功率稳定性小于0.5%,相干长度调节范围为10~50cm的1064nm输出激光。理论及实验结果验证了输出激光的相干长度与调节模块中棱镜组的扩束倍率存在良好的线性关系。基于激光冲击的镁合金在NaCl溶液中电化学腐蚀的研究
摘要：为了研究激光冲击强化对镁合金耐腐蚀性的影响,采用电化学方法和钕玻璃脉冲激光（波长1064nm,脉冲宽度20ns）研究AZ31、AZ61和AZ91三种镁合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,并对合金表面形貌、微观组织、显微硬度、自腐蚀电位和电化学阻抗谱进行实验测试与分析。结果表明：激光冲击强化改善了镁合金的耐腐蚀性。随着激光功率密度的增加镁合金自腐蚀电位正向移动,腐蚀电流密度降低,阻抗弧变大。当功率密度为0.7GW/cm2时电流密度开始增加,阻抗弧减小。讨论和分析了Al含量、固溶和时效处理对激光冲击镁合金自腐蚀电位和阻抗谱的影响。激光冲击波诱导2024铝合金表面动态应变特性试验研究及理论分析
摘要：为研究脉冲激光冲击波诱导2024铝合金表面的动态应变特性,采用脉冲激光对2024铝合金试样表面进行冲击,并利用聚偏氟乙烯（PVDF）压电传感器测量了脉冲激光作用下2024铝合金表面的动态应变,建立了脉冲激光冲击波加载2024铝合金表面的动态应变模型,并通过试验数据对该模型进行了分析验证。研究结果表明,通过调整脉冲激光的作用参数可以控制激光冲击波与表面波不产生耦合;2024铝合金在激光冲击波诱导高应变率作用下的动态应力-应变关系曲线与在静力拉伸条件下的静态应力-应变关系曲线类似;脉冲激光冲击波加载2024铝合金表面动态应变的模型与试验结果一致。YAG激光焊接等离子体电信号检测与焊接模式分析
摘要：激光等离子体中包含了反映激光焊接过程特征的信息。利用激光等离子体光电信号同步检测系统,检测激光等离子体的光电信号并进行光电信号的对比分析,阐明了电信号与等离子体温度之间的关系;对A304不锈钢、430不锈钢、碳钢Q235等材料的激光表面自熔焊接过程的等离子体电信号进行了实时检测及概率密度分布分析,对深熔焊特征最明显的A304不锈钢进行了电信号概率密度分布的标准差分析。研究结果表明：利用激光等离子体电信号能够实时反映激光焊接等离子体的温度变化的特点,可以根据激光等离子体电信号概率密度分布来分析激光焊接模式的特点,进一步的标准差分析法可以判断A304不锈钢激光焊接的模式。5083铝合金厚板超窄间隙光纤激光焊接接头组织与性能
摘要：铝合金厚板由于焊接难度大、效率低和变形大等问题使其难以得到广泛应用。利用厚板超窄间隙激光焊方法及IPG公司YLS-6000光纤激光器焊接了25mm厚的5083铝合金厚板,并利用光学显微镜、扫描电镜和低温拉伸试验机分析了接头组织及低温性能。结果表明,超窄间隙激光焊方法可得到成形良好无明显缺陷的焊接接头,焊缝由7层构成,上下宽度一致且小于4.5mm。焊缝组织为细小柱状晶且均匀分布有不连续的点状析出物。热影响区晶粒并无明显长大,有部分析出物析出。焊缝与母材显微硬度相当,热影响区软化现象不明显。在273K、243K、213K及183K温度下焊接接头抗拉强度与屈服强度随温度降低略有升高,且与母材强度相当。接头弯曲试样弯曲180°后缺陷较少,焊缝塑性较好。皮秒激光制备大面积荷叶结构及其硅橡胶超疏水性压印研究
摘要：超疏水自清洁荷叶结构表面有重要应用潜力。运用高功率皮秒激光结合高速扫描振镜,在H13模具钢表面高效制备了密排六方点阵微米级凹坑,其中含有丰富的纳米级亚结构,获得了面积为25mm×25mm的反荷叶结构。将该结构用于超疏水微纳米压印模板,在165℃、6MPa、大气环境中进行硅橡胶压印,获得大面积微米级突起阵列,表面分布着纳米级亚结构,与荷叶结构十分相似。压印后硅橡胶表面接触角达到153.3°,接触角滞后值为3.2°,实现了超疏水性。皮秒激光制备的模板能进行连续压印,具有一定的耐久性和连续压印能力。皮秒激光制备超疏水聚四氟乙烯表面及其水下全反射研究
摘要：在室温空气条件下,利用1064nm皮秒激光加工系统在聚四氟乙烯（PTFE）表面加工出平均缝宽为25μm、壁厚为25μm、深度为75μm的沟槽阵列和边长为30μm、缝宽为25μm、高度为43μm的柱状阵列。加工后的聚四氟乙烯表面静态接触角达到167°,为超疏水表面。将制备出的超疏水聚四氟乙烯完全浸入纯净水中,通过玻璃器皿观察,其超疏水表面在水下出现金属光泽。实验发现,超疏水聚四氟乙烯表面在水下可使以一定角度斜入射的可见光反射光强增加。利用浸润性模型分析该现象出现的原因是超疏水表面在水下发生了全反射。马赫-曾德尔电光调制器工作点自动控制
摘要：为实现马赫-曾德尔（MZ）电光强度调制器（EOIM）工作点的实时控制,提出一种基于虚拟仪器技术的工作点自动控制方案。采用闭环反馈控制系统,引入微扰动信号,通过＂扫描—鉴相补偿＂的方法,可以使自动控制工作点长时间锁定于传输曲线的最低点。当激光器输出功率为6mW,控制EOIM在1h内稳定于最低点,实验测得EOIM输出平均光功率1.198μW,标准差0.123μW,波动小于0.43μW;在EOIM最低点外加电脉冲信号进行调制时,产生消光比均值达25.71dB的光脉冲。输出脉冲消光比与未加控制时相比提高9.94dB,波动小于0.5dB,大大提高了MZ电光调制器的工作稳定性。
