近年来在光信息技术和计算机等技术的推动下,三维显示技术发展迅猛。全息技术由于能满足人眼各种视觉效应而备受关注。计算全息作为全息技术和计算机技术的结合体,能灵活地将存储于计算机内部的物体数据通过光学手段进行重现。然而,计算耗时、再现可视角过小成为了其发展的两大制约因素。通过证明夫琅禾费计算全息能应用于菲涅耳区域的三维显示,...
为了研究类镍氪32.8nm激光输出所需的等离子体状态,利用Cowan程序计算了类镍氪32.8nm激光系统的有关原子参数。根据能级参数,建立并求解了准稳态近似下的有关能级速率方程,计算获得了激光上、下能级的相对粒子数密度和相对增益系数随电子温度和电子密度的变化规律,并分析了3d^94p、3d^94d和3d^94f组态的能级对激光产生的影响。通过理论计算得到...
报道了一种采用开环互易式激光谐振腔形成动态全息光栅,半导体巴条侧面抽运自适应Nd：YVO4板条激光器。实验研究了互易式全息光栅激光器输出激光的平均功率、光光转换效率、纵模以及其它特性,并与类似结构传统激光振荡器输出的纵模进行对比。实验确定了开环互易式激光谐振腔内存在全息光栅,对激光输出横模和纵模进行了调制。基于互易式激光谐振...
人眼安全的2μm激光在遥感、生物医疗等领域具有重要的应用。2μm单频光纤激光器线宽窄、相干长度长、波长可调谐且结构紧凑、设备可靠耐用,受到了研究人员的广泛关注。采用短腔结构,加大纵模间隔,保证激光器无跳模运转,是实现单频光纤激光的有效途径。传统的稀土掺杂石英光纤由于本身玻璃网络结构的原因,稀土离子溶解度较低,短腔结构难以获得足够...
高功率激光驱动器动态波前特征及其规律是激光驱动器光束波前质量控制关键研究内容之一。以神光Ⅱ四程放大高功率激光驱动器为研究平台,使用ANSYS和Matlab对激光驱动器瞬时动态波前进行了模拟计算,并利用哈特曼波前分析仪对驱动器氙灯抽运引入的瞬时动态像差和热恢复像差进行了实验研究,得到其时空特性和变化规律。理论模拟和实验结果具有一致性...
差频光源用于大气分子稳定同位素丰度研究需要频率稳定的连续输出的空闲光。基于连续可调谐钛宝石激光器和单频连续Nd：YAG激光器建立差频系统,为了稳定差频系统产生的红外光源的波长,利用MgO：PPLN作为倍频晶体,采用有多普勒展宽的碘分子吸收稳频方法,结合数字比例-积分-微分（PID）反馈控制技术,将Nd：YAG激光器的频率漂移量稳定在1.2MHz/h内,...
光纤大直径端帽熔接是千瓦级传能光纤封装的关键技术之一。为了实现光纤大直径端帽熔接,从理论上分析了光纤与大直径端帽熔接机理,设计并搭建了基于CO2激光的光纤大直径端帽熔接系统,掌握了光纤大直径端帽熔接方法和工艺,并利用熔接好的大直径端帽的光纤成功传输了千瓦级连续激光。
以Al和TiC的混合粉末为原材料对20#钢进行激光表面合金化,制备了TiC增强Fe3Al金属间化合物基体复合涂层。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等方法分析了涂层的相组成及显微组织结构,通过热力学计算确定了TiC的溶解热力学条件,并探讨了TiC的溶解及析出规律。结果表明：涂层主要组成相为Fe3Al和TiC;激光表面合金化过程...
分别建立了基于轮廓偏置、长光栅、短光栅三种沉积路径的Ti-6Al-4V合金T型缘条激光立体成形过程热/应力场有限元模型。结果表明熔池最大温度梯度沿竖直方向的分量GYmax比扫描方向的分量GXmax大得多,随成形高度的增加,二者都先下降后快速趋于稳定,最终稳定的GYmax约是GXmax的三倍。短光栅沉积时瞬时最大温度梯度GTmax呈现小幅度的振荡变化,且整体...
研究了在铝合金表面激光直接标刻DM（Data Matrix）码的识读质量、标刻时间与激光标刻参数之间的关系,并重点分析了激光参数对DM码对比度的影响。结果显示,最优参数域并非简单地分布在一个连通的实邻域之内,而是分布在若干个连通实邻域的并集之中。给出了基于识读质量的激光参数的约束空间,并获取了以识读质量、标刻时间综合最优为目标的激光标...
激光辐照参数是研究激光对飞行靶目标毁伤效应的基础,主要包括辐照中心点位置、辐照面域和功率密度分布。以激光辐照水平匀速运动和抛物线运动的旋转圆柱体靶为背景,假定激光辐照飞行靶交汇场景,给出交汇目标参数,建立激光辐照交汇模型;推导出辐照中心点位置、辐照面域和功率密度分布等辐照参数的解析表达式。仿真结果表明：辐照参数是随靶目标...
采用脉冲Nd：YAG激光对紫铜和316L不锈钢进行焊接,对不同搭接方式下的紫铜/不锈钢搭接接头的组织及界面进行研究分析,从而找到适合紫铜/不锈钢的搭接接头形式,并对其力学性能进行分析。实验中采用光学显微镜和能谱分析仪（EDS）对搭接界面进行观察。采用X射线衍射（XRD）对界面进行物相分析。采用扫描电镜（SEM）对端口形貌进行观察。采用维氏显...
为了满足聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微结构件的高效率和高质量成型加工,提出了激光融化成型新方法,设计和研制实验装置,采用CO2激光扫描辐照方式进行融化成型实验,依据热物理和能量守恒原理,理论计算和模拟分析试样在激光扫描过程中的温度场变化,并通过正交实验设计和实验,分析工艺参数对微结构复制精度的影响。结果表明：熔体温度是影响成型质量...
采用Ti＋TiB2^P、粗TiB2^P与细TiB2^P分别作为预置层,运用激光熔覆技术在Ti6Al4V表面原位合成TiB短纤维增强钛基复合涂层,并通过X射线衍射（XRD）与扫描电子显微镜（SEM）分析TiB短纤维的体积分数与长径比。结果表明,涂层主要由TiB短纤维和TiB2^P组成。当采用Ti＋TiB2^P作为预置层时,涂层中TiB短纤维的长径比随着Ti含量的增加而减小;当采用粗TiB...
研制了一套高速三维扫频光学相干层析（SS-OCT）成像系统。该系统基于快速扫频激光技术,轴向扫描速率可达50KHz。为了缩短开发周期,系统软件部分采用LabVIEW和Matlab混合编程,实现了模块化设计,主要包括时序控制、数据采集、数据处理和图象重建,界面友好并方便维护。系统基于K线性时钟触发的数据采集模式,无须额外的光谱标定,可以实现实时等波数...
在光学相干层析无创血糖检测中,由于人体皮肤各层组织物质分布并不均匀,且不同种类组织对于血糖变化的相关性也并不一致,因此如何正确地选择皮肤内部用于标定的组织相关区域,最大限度地排除来自皮肤其他层组织无关信号的干扰成为亟需解决的问题之一。通过研究皮肤内部不同深度区域的组织散射系数与血糖变化的相关性,提出一种相关性标定分析算法,...
提出一种新颖的基于双波长布里渊光纤激光器产生微波信号源的结构,通过调节偏振控制器（PC）产生稳定输出的双波长光信号,利用输出的双波长产生10.75GHz的微波信号。一段10km长的普通单模光纤（SMF）作为布里渊增益介质,一段4m长未抽运的保偏掺铒光纤（PM-EDF）和一个由2×2的3dB耦合器组成的微环结构用来抑制边模,一个超窄线宽的分布反馈（DFB）...
针对分布式卫星光网络的动态路由特性,提出了一种基于两级偏移滤波的波长保持型全光再生方案。该方案利用半导体光放大器（SOA）和高非线性光纤（HNLF）中自相位调制（SPM）效应感应的频率啁啾具有相反符号的特点,对经过其中的信号分别进行红移滤波和蓝移滤波,从而不仅实现了对光信号的两级再生,而且有效抵消了各自滤波造成的频率偏移,实现了再...
采用波长为248nm的KrF准分子激光烧蚀制备纯净的金核银壳复合纳米结构,通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）以及电子能谱（EDS）对其形貌结构和成分进行了表征。实验发现,控制银壳的厚度能够调节该纳米结构的表面等离共振吸收曲线峰位,采用Mie理论对金核银壳纳米结构在形成过程中的表面等离共振吸收曲线进行了模拟,模拟结果与实验结果一致。探讨...
通过对纳秒和飞秒高功率激光脉冲辐照下透明电光陶瓷掺镧锆钛酸铅（PLZT）的表面损伤形貌和物理形态的分析,调整辐照脉冲能量在线观测表面损伤几率,研究了不同能量等级的纳秒和飞秒高功率高斯光束辐照同一电光陶瓷表面的激光损伤,测得纳秒激光损伤阈值约为485MW/cm2。还分析了辐照损伤斑直径随辐照能量的变化,辐照损伤的损伤深度随损伤直径变化,...
研究了SiO2薄膜的微结构与水吸收特性之间的内在联系,分别在Si、Al2O3和JGS3基底应用电子束蒸发沉积SiO2薄膜。实验用原位傅里叶红外漫反射光谱（in-situ DRIFTS）检测薄膜水吸收特性,并结合原子力显微镜（AFM）进行微结构分析。实验发现：常温吸附状态时,薄膜表面的孔隙数目越多,SiO2薄膜水吸收量越大;薄膜表面粗糙度影响薄膜水吸收特性;升温过...
基于激光多边法的坐标测量系统的测量精度受到其布局方式的影响。前期研究中通过对无目标点自标定模型误差传递规律的理论分析,将系统的布局方式优化为直角三棱锥布局。在此基础上,通过对线性化后的系统测量模型进行误差分析,发现当该测量模型系数矩阵的条件数取得最小值时,得到系统的最佳布局方式为直角正三棱锥布局。仿真结果表明,直角正三棱...
利用电荷耦合器件（CCD）在一定范围内与光照度成线性响应的特性,提出了一种通过双帧图像融合的方法,进行脉冲激光束散角的检测,并通过Matlab数学仿真和实验验证了其可行性和准确性。该方法扩大了光照度适用范围;弥补了CCD动态响应范围不宽的缺陷,很好的解决了脉冲激光束散角测量精度不高的问题。实验结果显示,该方法的测量精度为2%。
香烟烟叶的切丝宽度对卷烟的物理指标和感官质量具有重要影响。针对烟丝形状狭长、姿态各异、宽度不一的特点,提出了一种自适应烟丝宽度测量方法。该方法采用大像元数量的线阵电荷耦合器件（CCD）扫描获取烟丝高清晰数字图像。经过图像二值化处理、图像分割、去杂质、图像细化、去毛刺、边缘提取以及矩阵翻转等一系列步骤测量烟丝宽度。通过对实...
将研磨加工中磨粒与工件表面作用过程近似为受法向载荷和切向载荷共同作用下移动的尖锐压头对表面的作用过程,基于压痕断裂力学理论,分析了移动磨粒作用下材料的应力状态、中位裂纹的成核位置和扩展方向。综合考虑弹性应力场、残余应力场及切向载荷对中位裂纹扩展的影响,给出了中位裂纹扩展长度计算公式。建立了亚表面损伤深度与表面粗糙度之间...
旋转法是一种用于获得被测面旋转非对称面形的绝对检测技术。旋转平均补偿算法是在N次等间隔旋转的基础上增加一次不同角度的旋转测量,称为N＋1次旋转法。通过附加的一次旋转测量,采用泽尼克多项式拟合求解旋转平均法的丢失面形。推导了理论计算公式,仿真分析了存在旋转角度和偏心误差时,补偿算法的有效性以及附加旋转角度对补偿面形计算精度的...
为了提高随机并行梯度下降（SPGD）算法的收敛速度,提出了分段随机扰动幅值的改进方法。从理论上分析了固定增益系数时,随机扰动幅值对SPGD算法收敛速度的影响;提出了分段随机扰动幅值的改进方法;基于61单元变形镜,建立无波前探测自适应光学系统模型,对前65阶Zernike多项式模拟的满足Kolmogorov谱的大气湍流畸变波前进行校正。结果表明,采用分段...
借助一套全新的地面高精度光电探测器强光感生噪声检测平台,建立了强光感生噪声精细结构扣除模型,同多通道信号接收技术相结合,改进了一台用于中高层大气温度探测的子午工程双波长三通道瑞利散射激光雷达数据的处理方法。处理后数据反演的大气温度廓线与TIMED卫星结果相比较,得到了很好的吻合。在35-85km高度范围内二者反映了较一致的温度分布特...
理论分析表明,双边缘瑞利测风激光雷达技术中,信号通道分光精度影响风速测量精度。因此,在风速误差计算上,需考虑分光比误差,且尽量选择分光稳定性好的仪器。在激光雷达中,常常利用光纤分束器与分束片进行分光。分束片的分光受大气退偏振效应影响,分光不稳定;而光纤分束器分光比需测量,存在测量误差。分析可得,在纯分子散射环境下,由于退偏振效...
利用波长为1064nm的Nd：YAG脉冲激光器作为激发光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离器件和探测器件,研究了含铅污泥中铅的激光诱导击穿光谱特性。选取铅的特征谱线PbⅠ405.78nm为分析线,分别测量了PbⅠ405.78nm的谱线强度与信噪比随延时和门宽的变化关系,确定了最佳延时td=2.5μs,最佳门宽tg=3.0μs。在局...
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