报道了采用自行研制的全光纤主振荡功率放大（MOPA）结构1064nm单频Yb光纤激光器抽运掺氧化镁的周期性极化铌酸锂（PPMgLN）晶体实现3.81μm输出的中红外连续波（cw）单谐振光学参变振荡器（OPO）。单谐振OPO通过e→e＋e相位匹配,基于50mm长,28.5～31.5μm多周期的PPMgLN晶体（MgO掺杂摩尔分数为5%）,选用其中29.5μm的周期,采用了两镜线性腔结构。...
利用堆积法制作出Nd掺杂的磷酸盐玻璃双芯光纤（TCF）。结合管棒法,设计一种能够任意调节芯径与芯间距比例的制备方法。激光实验采用808nm激光二极管（LD）作为抽运源,以长为6cm,外径为620μm的TCF作为增益介质,宽带高反双色镜和TCF另一端的菲涅耳反射形成的F-P腔作为激光谐振腔。抽运功率大于阈值时,CCD观察到清晰的远场干涉条纹,表明得到自锁相...
基于外光反馈机制,利用He-Ne激光器（中心波长为632.8nm）进行了混沌激光产生的理论及实验研究。在固定抽运电流和外腔长度的情况下,研究不同反馈系数对He-Ne激光器输出特性的影响。理论及实验结果表明：He-Ne激光器在单反馈下随着反馈系数的增大可通过周期态进入混沌。
报道了两路纳秒脉冲光纤激光的相干合成（CBC）实验。利用主振荡功率放大（MOPA）结构搭建两路全保偏光纤激光放大器,利用随机并行梯度下降（SPGD）算法对两路放大器进行相干合成,获得了重复频率10MHz、脉冲宽度10ns、平均功率50mW的脉冲激光输出。系统闭环时目标圆孔内能量提高了1.76倍,远场光斑条纹对比度提高了4.38倍。
高功率固体激光装置主放大器是能量提取最多的一个环节,它受环境影响因素较多,难以建立考虑各因素影响的微观模型。目前,国内外还没有主放大器增益的精确预测模型和实验数据分析报道,现有预测模型较为粗糙。从统计角度对高功率激光装置主放大器增益的变换规律进行了分析,指出宏观上3种不同特点的增益变化,分别为增益的低频演化规律、增益随日运...
高质量赝热光源的制备是强度关联成像技术中一个非常重要的内容。采用赝热光作为光源是因为一般的热光源相干时间极短,常用的探测器无法响应,且亮度低。利用激光照射旋转的毛玻璃形成的动态散斑作为赝热光源可以解决上述问题,是目前常用的一种方法。提出一种采用液晶光阀（LC-SLM）对激光束进行控制来获得赝热光场的方法。利用该装置产生的赝热...
为了提高GaSb基半导体激光器的功率效率和可靠性,研究了GaSb基半导体激光器欧姆接触形成机理并提出了一种新型四层金属欧姆接触结构（Ni/AuGe/Mo/Au）。进行了Au/Mo/AuGe/Ni/n-GaSb在150℃～450℃退火温度下欧姆接触的实验研究,结果表明,新结构能够在250℃～450℃退火温度和10min退火时间下形成良好的欧姆接触并具有较低的接触电阻率,有效地提高...
通过激光熔化沉积工艺制备出Ti60合金和质量分数为5%的TiCp/Ti60复合材料,分析比较了两种材料的微观组织及高温（600℃）拉伸持久性能。结果表明,所沉积TiCp/Ti60复合材料中初生TiC呈树枝晶分布于原始β晶界,共晶TiC呈颗粒状分布于α-Ti板条间,TiC的存在导致基体组织细化。TiCp/Ti60复合材料较基体合金具有更加优异的高温（600℃）拉伸持久寿命,其...
用Nd…YAG脉冲激光器对0.5mm厚TC4钛合金薄板进行了焊接实验。设计了与光路同轴的机器视觉系统,并利用高速电荷耦合器件（CCD）实时获取焊斑图像。通过采用辅助照明光源有效提高了焊斑成像质量。采用基于细胞神经网络的算法进行焊斑边缘提取。通过对焊斑图像的分析可以获得薄板穿孔或熔深不足的信息,以此作为反馈控制信号对脉冲激光功率进行实时...
对激光辐照复合材料层合板的应力应变进行模拟分析,获得了应力应变场分布及其变化规律。数值模拟首先获得试件各点随激光辐照时间变化的温度场,然后将温度场导入并分析了试件的热应力和热应变。结果显示：沿纤维方向应力由中心的最大拉应力过渡到距光斑边缘约5mm处的最大压应力后逐渐减小;垂直纤维方向应力在光斑内及其附近均是压应力;Mises应力...
采用蒙特卡罗（Monte Carlo）方法,研究了脉冲激光烧蚀沉积纳米硅（Si）晶薄膜过程中,靶衬间距对传输中溅射粒子密度和速度分布的影响。研究结果表明,在相同时刻,烧蚀粒子和环境气体的交叠区离开靶面的距离随靶衬间距的增加而增大,并且到达离开表面最大距离的时间随靶衬间距的增大而明显增长。速度分布曲线的峰位和峰值强度均出现了周期性变化的...
为了研究不同功率密度对激光冲击诱导的残余主应力及其方向的影响,采用5种不同功率密度对2024铝合金进行冲击,用X射线应力分析仪测量3个方向的残余应力,计算出残余主应力及其方向。结果表明,激光功率密度对冲击区域的残余主应力幅值、主应力方向角的分散程度、应力强度及最大切应力有影响;对于2024铝合金,功率密度为2.8GW/cm2时,残余最大主应力...
采用激光快速成形方法制备了TA15（Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V）钛合金厚壁件,研究了不同退火温度对激光快速成形TA15钛合金组织和室温拉伸力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,粗大β晶内的初生α相板条体积分数减少,而β转变组织体积分数增加,且β转变组织形貌由板条状（β）→层片状（α＋β）→细层片状（α＋β）转变。力学测试结果表明,经940℃/1h...
研究了光纤激光入射角变化对车用高强钢（B340/590DP）对接焊焊接性能的影响。采用前期试验得出的激光垂直入射状态下的最优焊接参数,在该最优参数条件下,利用4kW光纤激光器进行了1.6mm厚的双相B340/590DP不同入射角条件下的对接焊试验。分析入射角变化对焊接件外观形貌、焊缝截面、力学性能和微观组织的影响。试验结果表明：激光入射角小于40°...
高体积分数SiCp/2024Al基复合材料由于大量增强相颗粒的存在,在熔化焊接过程中Al基体极易与SiC颗粒反应,生成Al4C3金属间化合物,严重降低焊缝的力学性能。以Ti-6Al-4V金属薄片作为中间层填充材料,采用氩气作为保护气体,对SiC体积分数为45%的SiCp/Al基复合材料进行激光焊接,分析SiCp/Al基复合材料的焊接特性。结果表明,填充钛合金材料进行CO2激光...
利用光纤激光对激光熔化沉积TC17钛合金与锻造TC17钛合金薄板进行了激光热导熔化焊接,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了接头的组织结构及显微硬度分布。结果表明,TC17钛合金激光熔化沉积件及锻件薄壁板状试样激光焊接接头凝固组织为沿未熔母材外延定向生长的细小树枝晶组织。锻造钛合金焊缝热影响区（HAZ）大且热影响区...
信号衰减问题在许多领域都备受关注,在光声成像系统中各种原因引起的信号衰减同样在很大程度上影响了系统的成像质量以及成像深度。从组织光学、声传输与接收等方面讨论了长焦区光声成像系统中引起信号衰减的因素及其特点,并在此基础上提出相应的补偿策略。补偿策略考虑到光声形成与传输过程中的光衰减与声衰减两方面因素对光声信号的影响,实现...
在白光保偏光纤（PMF）偏振耦合系统中,光纤双折射色散会引起干涉条纹包络随着光纤长度展宽,从而导致空间分辨率降低,光纤测量范围变小。为了减小双折射色散的影响,提出一种基于频域变换的色散相位补偿方法,通过干涉主极大包络与耦合点包络的宽度比求得相位补偿因子,并与非线性色散相位谱相乘,通过傅里叶逆变换得到色散补偿信号。实验分别对400m...
利用光纤布拉格光栅（FBG）和马赫-曾德尔电光调制器实现了单边带光调制输出。基于微波扫描的单边带调制技术提出了一种测量光纤受激布里渊散射（SBS）特性的方法,可有效地将布里渊频移与布里渊增益谱的测量统一起来。对一段50m长的光子晶体光纤（PCF）的SBS特性进行了测量,得到了PCF的SBS谱的布里渊频移为9.7443GHz,布里渊增益谱线宽为22.472MH...
实验制备了Er3＋掺杂质量分数为1%的Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃,测试了其折射率、吸收光谱和荧光光谱,利用Judd-Ofelt和Futchbauer-Ladenburg理论计算了Er3＋离子的自发辐射几率、吸收截面和受激发射截面等光谱参数。在综合考虑Er3＋离子的交叉弛豫、能量上转换和激发态吸收效应的基础上,应用四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,模拟计算了Er3＋...
为了降低湍流对大气无线光通信的影响,提高无线光通信系统性能,提出了一种4发射天线、4接收天线的无线光多发射多接收系统模型,针对该模型设计了一种正交空时分组码（OSTBC）编译方法,并对该码的平均误比特性能进行了仿真分析。结果表明,该方案具有很大的分集优势,可获得的最大分集度为16,达到了4发4收系统所能获得的最大空间分集增益,同时该编...
新一代气象卫星对红外带通滤光片的光谱控制提出了很高的要求：滤光片在工作温度（92K）下的光谱曲线被严格限定在一个由内、外框组成的区域之内。分别采用Ge和SiO作为高低折射率膜层材料,设计了含有4个谐振腔的带通膜系来提升通带边缘的陡度;对带通膜系中反射膜层的光学厚度进行了优化调整,压缩了通带内的波纹;根据膜层材料的折射率-温度变化特...
采用反应磁控溅射法制备二氧化钒（VO2）薄膜,并对其进行快速热处理（RTP）。主要研究500℃快速热处理10、15、20s工艺条件下VO2薄膜结晶状况和光电性能的变化。在20℃～80℃温区内,应用四探针薄膜电阻测试方法和太赫兹时域频谱技术（THz-TDS）测量了各样品的电学相变特性和光学相变特性。结果表明,经过快速热处理的样品电学相变幅度均达到了2个...
红外硫系玻璃透射率高,光谱范围宽,可广泛应用于红外热像仪等光学系统,然而红外玻璃在熔制过程中容易因组分不均匀造成各种内部缺陷,影响成像质量。利用透视成像的原理,在分辨力估算的基础上,设计了一种可检测玻璃内部宏观缺陷的系统。这种系统光源功率可调,可以检测厚度和直径都在几毫米到几十毫米范围内的红外硫系玻璃,在300mm成像距离条件下...
提出一种基于平面标靶的线结构光三维传感器扫描方向的标定方法。利用平面标靶对摄像头进行标定,得到摄像头的内部参数,将棋盘格平面标靶固定在空间某一位置,测量系统沿着扫描方向移动并采集一系列图像。根据这一系列图像求出摄像机的外部参数,并结合已经求出的摄像机内部参数计算出标靶上同一特征点在摄像机坐标系下的坐标值,对这些点进行直线...
在高功率激光系统中,大口径元件的中频波前影响系统的安全运行,中频波前均方根（PSD1）是用来评价中频波前质量的关键参数。由于大口径干涉仪在系统传递函数（STF）上不能完全满足中频波前的检测要求,提出采用小口径高分辨率干涉仪检测的统计分析方法,建立了统计理论模型,分析了测量不确定度。建立了子区域PSD1检测装置,提出了子区域倾斜补偿法,...
在高功率激光系统中,大口径元件的中频波前影响系统的安全运行,中频波前均方根（PSD1）是用来评价中频波前质量的关键参数。由于大口径干涉仪在系统传递函数（STF）上不能完全满足中频波前的检测要求,提出采用小口径高分辨率干涉仪检测的统计分析方法,建立了统计理论模型,分析了测量不确定度。建立了子区域PSD1检测装置,提出了子区域倾斜补偿法,...
广角成像系统在近距离倾斜摄像获取大场景平面信息时,图像会存在透视变形与径向失真综合的非线性几何失真。利用网格模板成像,结合透视投影下的共线点列的交比不变性原理,通过非线性优化获得径向失真模型参数,实现径向失真的校正;通过透视变换方法构建变换矩阵求得变换系数,进而实现线性梯形失真的校正。对广角镜头焦距为14mm,相机倾斜角为43.34...
石墨烯特殊的零带隙能带结构和载流子弛豫特性,在研究太赫兹辐射源相干放大领域引起广泛关注。考虑带内和带间跃迁对电导率的贡献,研究了光抽运单层和多层石墨烯中非平衡二维电子-空穴系统的动态电导率特性。结果表明,在足够强的光抽运下,石墨烯中的粒子数反转能够使得动态电导率的实部在太赫兹频段内出现负值,这使基于石墨烯的太赫兹放大或受激...
激光引信在降雨中工作时会受到雨滴的散射和衰减效应，使光束质量变差，回波能量减小，从而影响探测系统的性能。以蒙特-卡罗方法为基础，给出了激光在降雨中的传输模型，分析不同模拟条件下光束的扩展特性，并进行实验测试。由仿真分析可知，雨滴对光束的散射作用导致光斑扩散，从而光束能量密度减小，并且随着降雨强度、传输距离和光束发散角...
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