采用脉冲抽运方式可显著改善光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的热效应，大幅度提升激光器的输出功率。用有限元方法数值求解瞬态传热方程，得到激光器中温度升高的最大值随抽运脉冲的变化规律。讨论了抽运光脉冲宽度范围的选择，分析了抽运脉冲重复频率对激光器中温度升高最大值的影响作用，对抽运脉冲的时间宽度进行了优化设计。结果表明，对...
提出了一种利用弛豫振荡频率测量单频激光器腔内损耗的简单方法。通过对单频激光器的弛豫振荡频率，输出功率以及腔内损耗之间关系的分析，理论得到了单频激光器腔内损耗的表达式；通过在实验上测量单频钛宝石激光器的输出功率和相应功率下的弛豫振荡频率，利用理论计算公式以及钛宝石激光器的相关参数即可获得激光器的腔内损耗值。
研究了基于多模干涉效应的线形腔可调谐掺镱双包层光纤激光器。激光器主要由单模光纤一多模光纤一平面反射镜构成的多模干涉光纤反射器、大模场面积掺镱双包层光纤、宽带介质全反镜和3dB输出耦合器构成。通过移动反射镜改变多模干涉光纤反射器的峰值波长实现了光纤激光器的可调谐输出。利用974nm光纤输出半导体激光器作为抽运源，实验获得了从10...
介绍了一种采用导光管耦合的钕玻璃多程行波放大结构。在分析导光管结构参数与耦合效率关系的基础上，设计了包含8个激光二极管阵列的抽运结构，并模拟了输出情况。该抽运结构将168个bar条发出的抽运光会聚在8mm×8mm的范围内，获得7．3J的能量输出。根据该抽运结构的输出特性，设计了以钕玻璃作为工作物质的旋转多程行波端面抽运放大结构，并在...
采用蒙特卡罗法研究了人工细水雾对制导用激光的双程衰减过程。通过计算多分散细水雾的米氏累积概率分布函数（CPDF），利用Matlab软件对相函数进行自定义函数拟合，建立了一种新的光子随机散射方向的确定方法。对两种蒙特卡罗光子追踪方法进行了效率对比分析，发现权重法的计算效率要优于事件法。普通细水雾的半径一般为10^1～10^2μm，其对10．...
构建了一套氙灯抽运，大口径有源反射镜片状放大器实验装置。实验研究了布儒斯特角入射的有源反射镜钕玻璃放大器的增益特性。钕玻璃几何尺寸为890mm×450mm×50mm，掺杂浓度为1．2％（质量分数）。最佳延时下，测得不同电压下的小信号增益系数和储能效率。充电电压为22kV，氙灯放电脉宽为0．51ms时，储能效率为1．94％，小信号增益系数为0．0371c...
针对准分子激光器的相关应用，对准分子激光进行光谱控制是非常必要的。相关光谱控制主要包括激光线宽窄化及激光中心波长的稳定输出，常用的线宽压窄方式是利用扩束棱镜组结合光栅构成线宽压窄模块达到激光线宽窄化的效果。利用熔融石英（FS）等腰直角棱镜与光栅的组合实现了线宽0．957pm的ArF准分子激光输出。理论分析和实验结果表明，作为深...
中红外超连续谱（sC）光源在工业过程控制、环境监测、生物医学等众多领域有着广泛的应用，是目前国内外的研究热点。在中红外SC产生的抽运源上，随着2μm波段脉冲激光的发展，用长波长脉冲源抽运软玻璃光纤产生超连续谱是中红外SC光源发展的一个新尝试。
报道了一种全光纤结构耗散孤子被动锁模光纤激光器。激光器中使用了一种基于多模干涉原理的光纤滤波器，它由两段单模光纤和一段多模光纤组成。通过合理的选取多模光纤的长度，制作了中心波长在1067nm处、3dB带宽为7．5nm的光谱滤波器并将其应用于全正色散被动锁模掺镱光纤激光器中。实验中使用半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为锁模元件，在抽运...
半导体激光器以其突出的优点具有广泛的应用前景，但受光束质量限制，使其很难作为直接光源应用在对功率和光束质量均有较高要求的领域。采用斜45。柱透镜阵列光束整形技术、自偏振合束技术和三波长合束技术，将3种波长的8个半导体激光阵列合束，研制出一种连续功率为500W、电光转换效率为39．5％、光参量积为12．44mm·mrad、亮度为42．8MW／（c...
熔石英表面激光损伤发展问题一直制约着高功率激光系统的运行通量，采用飞秒激光修复损伤点抑制损伤发展并探索修复机理。首先采用时域有限差分方法（FDTD）分析不同形状修复点的电场分布，优化修复点结构。通过改变飞秒激光脉冲能量、样品台移动参数控制修复点的形状、尺寸与深度，实现最优化修复结构。结果表明矩形修复结构降低了局部区域光强...
采用光纤激光-熔化极活性气体保护焊（MAG）复合焊接进行X80管线钢6mm厚根部的打底焊接，以实现单面焊双面成形。对工艺规范参数优化后的焊接接头进行宏观成形分析和显微硬度、拉伸、冲击、弯曲等力学性能研究。在此基础上，重点研究了激光-MAG复合焊热循环对打底焊焊缝接头微观组织的影响。结果表明，在优化的工艺参数范围内，可获得成形良好、...
对纯镍同轴送粉激光熔覆过程中宏观温度场与熔池底部微观组织生长进行了二维耦合模拟计算。首先利用标志变量法计算因粉末的加入而产生的边界动态改变，进行宏观温度场模拟，再取熔池底部一宏观单元进行网格细化，作为微观模拟区域，并通过插值计算获得微观模拟区域的初始温度条件，同时在计算中用宏观单元温度实时修正微观计算区域温度边界条件...
为了提高激光熔覆修复性能的稳定性，针对GH4169镍基高温合金，从控制稀释率的角度进行了单因素工艺试验。试验结果表明：在一定的参数范围内，稀释率随激光功率的增大而增大，随送粉速率的增大而减小，扫描速度对稀释率的影响不大。为了简化稀释率的研究过程，将激光功率与送粉速率的比值定义为粉末吸热密度，即修复过程中单位质量粉末吸收的激...
研究了在不同温度下单模光纤受激布里渊散射的阈值和频移，从受激布里渊散射的基本原理出发，分析和讨论了温度对受激布里渊散射阈值和频移特性的影响．设计并搭建了实验系统，测量了不同温度下2km单模光纤受激布里渊散射的光谱和阈值，实验表明，随着温度的升高，布里渊频移逐渐增大，在一定温度范围内，布里渊频移与温度呈线性关系。低温对斯...
结合不锈钢膜片的特性，研制出一种微型高精度光纤布拉格光栅（FBG）土压力传感器。该传感器通过不锈钢膜片与力学传递元件将土压力转化为光纤光栅的轴向拉力，大大提高了传感器的灵敏度，有效避免了光栅受力不均引起的啁啾效应，同时减小了传感器的体积。通过理论计算，得到该传感器的压力敏感系数为29．6557nm／MPa，是裸光栅的9885倍。传感器...
对半导体激光器进行调制得到了中心波长为1060．14nm、谱宽为0．63nm、重复频率为1．55MHz、脉宽为11ns的纳秒种子激光，进而对其进行三级主振荡功率放大（MOPA），实现了18．2W高功率、高重复频率纳秒光纤激光器。利用此纳秒光纤激光器及自主研制的光纤模场适配器，抽运145m锥形光子晶体光纤，实现了最大输出功率为2．2w的全光纤化白光超连续谱...
多输入多输出（MIMO）技术是消除大气闪烁对空间光通信的影响和降低误码率（sER）的有效手段之一。针对2×2空间光通信系统，将Alamouti空时码与跳时超宽带技术（TH—UWB）结合，提出一种适合脉冲位置调制（PPM）的循环空时编码（RSTC）方法，推导了等增益合并（EGC）最大似然检测（MLD）和相关矩阵检测（CMD）的两种解码算法，最后分析了系统误...
提出一种基于弱光栅的新型高速高复用分布式温度传感网络。通过自制可调谐多波长光源代替可调谐激光器以解决其存在的监测时间长、系统实时性差的问题。在一根光纤上刻制3个中心波长分别为1529．488、1545．202、1557．i00nm的高反射低带宽的光纤布拉格光栅（FBG），再刻制3组反射率为3％，中心波长分别为1529．488、1545．202、1557．i00nm的9...
成功地控制了自组织三维GaN小岛的外延生长，在其上面可形成多个非极性小面侧壁。以此作为一个理想的基底，在非极性小面上设计制备了InGaN／GaN多量子阱发光有缘层结构。通过透射电子显微镜（TEM）制样和微观结构分析，确定了GaN小岛的生长特性和小面形成特性，并利用阴极荧光光谱对InGaN／GaN多量子阱的发光特性进行比较和讨论。结果表明，单...
对高温复杂介质微纳米尺度含碳固体颗粒成分进行快速检测研究。以高纯氢气火焰中淮南烟煤未完全燃烧为例，采用高能脉冲激光束照射火焰中的碳粒子，提出多段式指数函数拟合不同尺度受热粒子激光诱导辐射光谱时域混合信号的方法，同时结合Kn数判断受热粒子所处的流动区域，确定燃煤氢气火焰中初始碳烟、成熟碳烟以及焦炭或未燃尽煤粒的平均粒径分...
提出了一种利用非线性最小二乘拟合法自校准测量偏振元件Mueller矩阵参数的新方法。通过测量放入待测样品前后输出偏振态的Stokes参数，建立起由测得的输出偏振态参数、系统未知参数与被测样品的Mueiler矩阵之间的函数关系式，使用多参数的非线性最小二乘拟合求解得到待测样品的Mueller矩阵。建立了一套基于铁电液晶波片、旋转波片及偏振片的光...
为了测试长焦距激光光学系统焦距，对基于自准直原理的焦距测试精度进行了理论分析，提出了一种采用光纤激光器、分光镜、平面镜、精密测角仪、电荷耦合器件（CCD）探测器和波前采集系统的焦距测试方法。通过自行设计的波前采集系统测试被测激光光学系统透射波前，使光纤点源置于其焦点位置。由CCD探测器扫描自准直点源像面，通过扫描定焦算法，...
波片相位延迟量误差是影响旋转波片法斯托克斯（Stokes）参量测量精度的主要因素。通过对传统旋转波片法测量Stokes参量的原理进行理论分析，研究TNN误差与相位延迟量误差之间关系，提出了提高偏振光Stokes参量测量精度的方法。该方法通过调整检偏器透光轴方向与待测光束偏振方向成90°或45°后再进行测量，可有效减小波片相位延迟量误差对Stokes...
发动机测试现场的实验环境普遍存在强振动、高噪声等干扰条件，常规的用于光学实验室的激光诊断测量系统庞大、复杂且易受干扰，无法直接应用到这样的恶劣环境中。通过模块化设计和有针对性的抗振动设计，研制了一台可用于发动机现场测试、体积相对较小、结构紧凑的集成化相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）诊断系统。测温实验前测量了发动机测试过...
工件几何形状不规则或材料性质非均匀时，易发生局部应力突变，导致工件产生裂纹。利用传统的超声检测技术（如超声投捕法）对这种早期裂纹进行检测时，由于裂纹尺寸很小以及工件表面其他的散射物（如表面突起、凹槽和腐蚀坑等）对声波的影响，从而难以有效分辨微裂纹。搭建了基于激光超声投捕法的表面缺陷光学检测系统，超声信号由激光线源激发...
彩色数字全息检测研究中，当物体的投影尺寸与CCD面阵尺寸有较大差异时，为充分获取物体信息，可以使用透镜系统对物光进行变换，并且，基于物和像的相似特性，将物体的像视为像空间中的物体在像空间中进行彩色数字图像重建是常用的方法。像空间中确定不同波长光照的物体的像平面，按照同一物理尺寸重建不同色光的像光场是应用研究中必须解决的...
为了有效抑制数字全息再现像的散斑噪声，进一步改善再现像的像质，提出了一种基于双树复小波变换（DT—CWT）和各向异性扩散的数字全息再现像散斑噪声抑制方法。将再现像进行双树复小波分解，对低频分量和6个方向的高频分量分别采用改进的P—Laplace扩散和拉普拉斯金字塔非线性扩散（LPND），通过双树复小波逆变换（IDT—CWT）重构再现像。给出...
利用近年来发展的描述海洋湍流的空间功率谱函数，结合数值积分的方法计算并绘制了广义惠更斯菲涅耳积分中湍流项的大小随湍流参数变化的曲面图。继而通过魏格纳分布函数和光束二阶矩的定义模拟了部分相干厄米高斯（PCHG）光束的M^2因子在海洋湍流中的变化情况，分析了光源参数的选择对于光束传输质量因子的影响。最后通过M^2因子矩阵，计算了非...
基于分体型萨格奈克干涉仪的基本原理，针对通光口径为60mm、光谱通道数为65的分体型萨格奈克干涉仪，模拟了干涉仪反射镜装配误差引起的干涉条纹变化情况，分析了装配误差对干涉条纹的影响，并根据设计指标推导了干涉仪系统装调的位置精度及角度精度要求。详细介绍了实现干涉仪精密装调的系统方案，其中包括装调主平面的建立、分光棱镜的精确定...
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