基于瞬态热传导方程，通过积分变换方法求解得到脉冲高斯光束双端抽运Tm：YAG棒的时变温度场解析表达式，进而求得时变热焦距。同时定量模拟，分析了不同抽运功率、重复频率与占空比对脉冲激光二极管双端抽运Tm：YAG棒轴向瞬态温度分布和时变热焦距的影响。模拟结果表明：随着脉冲抽运个数的增加，Tm：YAG晶体棒内温度和热焦距整体均呈锯齿状分...
利用TMCM-351E驱动控制板卡及自编的自动准直控制软件对高功率激光装置光束进行检测和准直，并设计了一套新型光路监测准直系统。采用变结构控制算法实现了近远场基准中心和光斑中心的自动提取，有效地提高了系统的精度、稳定性和准直效率。在实验平台上进行了验证。实验结果表明，相对传统监测准直方法，该监测准直系统平均准直误差为空间滤波...
报道了谐振腔长达7．5m的紧凑型被动锁模激光器，通过谐振腔的折叠设计，整个激光器被压缩为55cm长，15cm宽。采用二极管端面抽运Nd：YVO4晶体，经半导体可饱和吸收镜被动锁模后激光再一次通过增益晶体放大后输出。在重复频率为20MHz时，输出激光脉冲宽度为14．2ps，最大输出功率6．14W，输出激光为1064nm的基横模（TEM00）；单脉冲能量达0．3μJ...
基于有限元方法（FEM）建立了精确的同轴封装无致冷分布反馈布拉格（DFB）激光器发射组件（TOSA）的热分析模型。对TOSA的热场分布和结温进行模拟和分析，并通过实验验证热学模型的正确性。利用极窄脉冲法测量TOSA的峰值波长随壳温的变化，拟合了壳温与波长的定量关系式。通过实测得到激光器的结温、晶体管形（TO）封装管壳的壳温与热功耗的关系...
基于直接液冷的固体激光技术发展需要，理论研究了管道流冷却流场的湍流特征诱导出激光波前相位畸变的物理机理。利用管道湍流的统计特性，提出了一套管道湍流激光相屏的构造方法。在不可压缩流假设下研究了两种湍流热效应（输运传热和耗散产热）引起的温度脉动对光束波前的影响。结果表明，此状态下光束质量的退化主要来自于输运传热，而非耗散...
提出了一种新型的基于PPLN晶体的多波长中红外差频产生（DFG）光源的设计方案。针对1060nm和1550nm两个波段的基频光源组合，采用晶体的分段温度控制技术获得了具有多峰结构的抽运光／闲频光准相位匹配（QPM）调谐曲线。通过改变分段晶体的温度调控抽运光QPM峰的位置，实现中红外多波长DFG光源的调谐输出。理论研究结果显示当PPLN晶体分成长度相...
针对目前高功率固体激光器的热管理问题，提出了一种基于折射率匹配液冷却的固体微球阵列激光技术方案。按照该方案搭建了布儒斯特角透射式激光放大光路，进行了掺Nd^3＋玻璃微球阵列激光器流动出光实验，实现了连续稳定的激光输出，并对其激光特性进行了初步研究。直径为2mm和4mm微球阵列激光器在1Hz抽运频率下获得的最大单脉冲能量分别为30．2...
利用双光子吸收机制，以778nm染料激光器作为抽运源，以碱金属Rb蒸气作为增益介质，成功获得了420nm的蓝光激光输出。以Rb原子能级结构为基础，对其产生蓝光的机理和双光子吸收机制进行了分析描述。基态5^2S1／2能级的Rb原子通过吸收两个778．1nm的光子跃迁到激发态5^2D5/2能级，通过辐射中红外光子跃迁到激光上能级6^2P3／2，与基态5^2S1／2能...
在高功率激光装置中，大口径电光开关晶体KDP在表面抛光过程中会引入大量的中高频调制，这种中高频段调制会对高功率激光驱动器性能产生影响。基于快速傅里叶变换理论和元件波前数据，对神光Ⅱ升级装置进行了计算模拟，研究中高频调制对光束近场均匀性和远场聚焦能力的影响，并且讨论了在光束传输放大过程中该频段调制对装置的可能危害。
采用窄间隙全固态光纤激光填充热丝焊接方法取代了以往的窄间隙非熔化极气体保护焊（TIG）填充热丝焊接方法，焊接板厚为20mm、材质为SUS304奥氏体不锈钢。初步确定适合于窄间隙激光填充热丝焊接的坡口形式和焊接工艺参数；通过试验，研究分析焊缝金属组织中气孔和结晶裂纹产生的原因；调整工艺参数，在优化后的最佳工艺参数下，获得了热影响区...
以J-11为填充胶粘剂，采用CO。脉冲激光对低碳钢Q195进行了激光点焊-胶接复合连接试验。对不同焊点排布情况下复合接头的断裂过程进行了研究。结果表明，当只有1个焊点时，复合接头在拉剪载荷作用下，复合接头两端的胶接部分首先开裂，焊点部分最后断裂；当焊点排布方向与受力方向一致时，复合接头内焊点外侧的胶层首先开裂，然后是焊点之间的胶...
为满足多工位或多工种的激光加工需求，以Nd：YAG脉冲激光器为光源，提出了双工位加工的实施方案，设计出能实时改变激光光路的双工位分光装置，以及能对系统进行控制的系统控制电路，并确定了系统的工作流程及工作时序。最终实现与单工位时等功率输出的双工位系统。为检验实际加工效果，对Az91D镁合金和3003铝合金分别进行了熔覆和焊接试验，并...
针对激光熔覆层残余应力过大导致变形、开裂的问题，采用激光冲击技术对Fe314合金熔覆层进行了表面冲击处理，分析了熔覆层残余拉应力分布形式及消除机理。结果显示，激光熔覆时采用相对较大的激光比能量，即慢扫描速度、小光斑直径和低送粉速率工艺可有效降低熔覆层残余拉应力。而激光冲击大幅降低了熔覆层残余拉应力，随着冲击次数提高，熔覆...
以Ni60＋330ANi／MoS2（质量分数）混合粉末为熔覆材料，在H13钢表面进行了激光熔覆试验，利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）等对激光熔覆层的微观组织进行了分析，测试了激光熔覆层的摩擦磨损性能。结果表明，激光熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和γNi＋MoNi4共晶的基体上分布着CrxSy颗粒。激光...
针对可变增益中继策略，推导高空平台多跳光链路中断概率的下限表达式，分析大气湍流、跟瞄误差以及中继节点位置对平台间多跳光链路性能的影响。仿真结果表明，高空平台特有的大气湍流特性对于平台光链路性能的影响较小，而跟瞄误差对链路的影响很大；中继节点位置对多跳光链路的影响，与跟瞄误差相关。跟瞄误差越大，中继节点位置对于光链路的...
捕获是激光通信建立的必要手段，为探索通信中光学系统各像差对捕获性能的影响，从信标光传输过程和激光通信像质评价方式出发，分析了单色像差均方根小于0．2λ时对捕获质心处光强的影响，采用质心和加权质心方法计算了彗差、倾斜（畸变）所造成的捕获偏差；同时分析了各种单色像差之间对质心光强、捕获偏差的补偿关系。分析表明离焦能对球差、...
对正色散光纤激光器中耗散孤子的形成过程进行了数值模拟。数值模拟结果表明增益色散对耗散孤子的形成起决定性作用。耗散孤子的陡峭光谱边缘是正色散效应、光纤非线性效应、增益和损耗以及增益色散效应之间共同作用的结果。窄增益带宽可以导致多个耗散孤子的形成，与此同时，宽的增益带宽（以100nm为例）在抽运强度足够的条件下可以支持耗散孤...
提出了一种新的应用于低频声传感领域的强度调制型光纤传感器理论模型。该模型使用了单模光纤来传输和接收光信号，使用了C—lens光学透镜实现光准直作用，讨论了光在准直透镜中的传播规律，利用准直器耦合损耗相对角度变化最为敏感的特征实现光强调制。强度型光纤传感器采用微电机系统（MEMS）结构的压力振动膜片拾取振动位移，通过分析施加在...
利用传输矩阵法，研究单势垒、双重势垒一维光子晶体量子阱滤波器的滤波品质，结果表明，光子晶体量子阱滤波器的滤波品质对垒层介质折射率的响应灵敏：垒层介质折射率越大或垒、阱层介质折射率和的比值越大，单势垒光子晶体量子阱滤波器的滤波品质越高；内垒层介质折射率和，或外垒层介质折射率和与阱层介质折射率和的比值越大，特别是内、外垒...
近年来，有两种人工材料，即光子晶体和左手材料在电磁波传输方面发挥着重要作用。光子晶体是周期性结构排列的介电结构，存在波的能带结构，在光学器件方面有着许多重要的应用。新型人工左手材料同时呈现负介电常数和负磁导率，有着许多与传统介质不同的反常电磁波特性，具有广泛的应用前景。采用传递矩阵的方法研究了由正折射率材料和负折射率...
以脉宽为50fs、波长为800nm、重复频率为1kHz的飞秒激光作为激发光源，利用z扫描技术研究了CdSeS量子点（QDs）／聚苯乙烯（PS）复合薄膜在非共振区的三阶非线性光学特性。实验结果表明，CdSeSQDs／PS复合薄膜在800nm光的激发下具有较大的非线性吸收效应；观察到随着激光强度的增加，复合薄膜从饱和吸收（SA）向反饱和吸收（RSA）转变。该反饱和...
当利用相位测量轮廓术进行三维物体表面重建时，如果物体表面反射率很大，通过照相机捕获的光栅图像会发生光强度饱和现象，光栅光强度饱和会造成三维重建时的相位误差。对因光栅光强度饱和而导致的相位误差进行研究，并建立每个像素点各帧光强度值的数学模型，提出了一种利用末饱和光强值直接求解相位的新方法。通过仿真和实验分别验证了提出的...
研制波长移相干涉仪时为了选出满足干涉仪设计指标的激光器和CCD相机，采用直接计算法和蒙特卡罗法对干涉仪系统中的主要随机误差进行建模仿真。介绍了菲佐型波长移相干涉仪的基本结构和测量原理，对振动、空气扰动和激光光源不稳定性等随机误差进行了理论分析，建立了相应的数学模型。结合误差模型进行数值仿真，获得了各随机误差大小与测量结...
提出一种应用于结构光投影三维面形测量的基于区域的二值编码方法。该方法根据被测物体表面的最大起伏来确定区域编码范围和二值编码图案，然后利用基准区域级次直接获得变形条纹的连续相位分布，在保证可靠性和精度的前提下有效地减少了编码图案数量，提高了测量速度；同时，设计了用于动态三维形貌测量系统的硬件模块。该模块实现了240frame／...
提出了一种利用光纤式低相干技术测量光学介质折射率和群延迟色散的方法。该方法中，在系统参考臂使用步进电机扫描，干涉光信号经过光谱仪后由CCD探测，利用样品上下表面的光谱干涉信号计算相位差值，然后利用多项式拟合求出群延迟色散。其优点是系统中由于光纤而引起的参考臂与样品臂之间的色散不匹配不会影响测量结果。色散测量精度可以达到±...
为了快速准确标定线激光人体三维扫描仪，提出一种使用精密移动陶瓷量块标定靶的多传感器同步标定方法。利用线激光在陶瓷量块4个方向产生的V形光带顶点作为标定点，由位于扫描仪4个立轴上的8个CCD相机同时记录V形光带图，采用灰度质心算法和双直线拟合求交点的方法提取V形光带角点的亚像素坐标，与二维平移台对应的世界坐标，形成精密标定点对...
为解决移相干涉仪（PSI）测量平板类光学元件面形过程中产生多表面干涉条纹混叠的问题，介绍了基于波长移相的多表面干涉条纹分析方法的基本原理。对三表面干涉测量进行仿真分析，通过对随时间变化的干涉图进行傅里叶变换，提取相应频谱级次的相位，可求得前后表面面形分布。比较了不同取样帧数及不同干涉光频谱变化范围下的误差最大值与方差的...
Gerchberg—Saxton（GS）相位恢复算法被广泛用在多平面全息显示中，但是大部分平面的相关度很低。研究者们提出了一种补偿的方法，然而它并不有效。本文将这种补偿方法称作强补偿方法，并提出了一种基于弱补偿概念的方法。这个算法的核心是引进相应的权重因子改变进入算法的信息量从而实现弱补偿。数值模拟结果显示，同原始GS相位恢复三维算法...
在分析白光菲涅耳非相干数字全息记录和再现的基础上，详细讨论了再现像分辨率与记录参数的关系。分别对空间光调制器（SLM）上加载一个平面波和一个球面波相位，以及加载两个球面波相位情况下，实现白光菲涅耳非相干数字全息记录和再现进行了模拟和实验研究，定量分析了成像质量与记录参数的关系。研究结果表明，基于SLM的白光菲涅耳非相干数字...
建立了基于波长调制的Kretschmann结构表面等离子体共振（SPR）传感器系统中整形光路和探测光斑直径与会聚角关系的理论模型。分析了探测光束会聚角对sPR传感器共振波长、共振曲线半峰全宽和共振峰深度的影响。随着探测光束会聚角的减小，共振波长增大，共振曲线的半峰全宽减小，共振峰深度增大，传感器的抗干扰能力增强，系统分辨率提高。通过...
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