提出了一种具有可调谐特性的半开放腔多波长随机光纤激光器，利用单模光纤和环形结构组成半开放腔结构，通过改变布里渊抽运激光波长实现输出随机激光的可调谐特性。结果表明，当布里渊抽运波长为1550.01 nm时，该激光器最多可以实现4个波长的随机激光输出，且可以通过控制掺铒光纤放大器的输出功率来精确控制输出随机激光波长数目，其一阶至四...
利用全固态单频绿光激光器作为抽运源抽运钛宝石晶体，采用六镜环形谐振腔结构。在谐振腔内插入I类临界相位匹配的LBO 晶体进行腔内倍频，TGG 晶体和宽带半波片（HWP）组成的光学单向器保证单频运转。加入三片厚度分别为1、2、4 mm 的双折射滤波片组合和一片0.25 mm 的控温标准具片作为调谐元件，实现了高功率单频可调谐461 nm 蓝光钛宝石激光器...
为了获得高效半导体抽运碱金属蒸气激光器，采用布儒斯特角结构的增益池，有效地提高了激光的单程透射率，p偏振的激光单程透射率达到97%。采用长度为1 cm 的增益池，其内填充碱金属铷蒸气作为增益介质和压强为79.99 kPa的甲烷作为缓冲气体。采用中心波长为780 nm，线宽为0.1 nm，功率为48 W 连续输出的半导体激光器作为抽运源。为了降低增益池...
通过数值模拟和实验研究了一种基于大模场面积光子晶体光纤的高功率全正色散自相似锁模激光器。激光器采用长为1.9 m 的掺镱双包层大模场面积光子晶体光纤作为增益介质，腔内没有引入色散图，整个激光器工作在全正色散域。激光器采用环形腔结构，利用非线性偏振旋转锁模和一个窄带高斯滤波器实现了稳定的自相似锁模运转。实验最终获得了直接输出...
采用微脉冲激光技术实现了厚度约为25 μm FeSiB 非晶薄带的搭接，研究了脉冲功率P、脉冲宽度T、脉冲频率F 等主要工艺参数对焊缝成形的影响，分析了接头力学性能的变化规律。研究结果表明，当P 与T 搭配恰当时（P为4.8～7.2 W、T 为1.5～1.9 ms、对应脉冲能量E 为0.9～1.2 J）才可以获得焊缝成形良好、力学性能优异的焊接接头。随着T 的增加，热...
激光喷丸扫描路径前进方向对金属板料大面积激光喷丸效果有着直接的影响。通过ABAQUAS 有限元软件建立拉伸试样残余应力三维分析模型，研究了激光喷丸扫描路径前进方向对AM50 镁合金拉伸试样残余应力场的影响，以及双面同时冲击与双面间隔冲击之间的差异。结果表明，激光喷丸前进方向对残余应力均匀和一致性有决定性影响，并且双面激光同时冲击...
为了促进船用高强钢结构激光焊接技术发展，利用光纤激光对8 mm 厚的10CrSiNiCu钢板进行了填丝对接焊接。分析了焊接接头的微观组织形貌与硬度、拉伸、弯曲和冲击等力学性能，研究了焊接热输入对接头组织与性能的影响。结果表明，10CrSiNiCu 钢激光焊焊缝区组织主要为马氏体＋铁素体＋贝氏体；热影响区粗晶区组织主要为块状铁素体＋粒状贝氏体＋...
利用纳秒脉冲激光对铜表面进行打黑处理，并使用分光光度计、光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜（SEM）等对试样进行反射率、粗糙程度的测量以及微观结构的观察。选用单向填充式扫描方式研究了不同扫描间距对打黑效果的影响，发现在不同扫描间距条件下，打黑后会形成不同的微观结构（光栅状、近似光栅状、珊瑚状等），且减小扫描间距可以显著增加...
为了研究超声振动对飞秒激光微加工的影响，设计超声辅助装置，进行石英光纤材料的微结构加工试验。探讨不同功率的超声振动对材料加工表面质量及孔深的影响，明确超声辅助飞秒激光加工的作用机理。引入超声振动后，光纤侧面烧蚀的矩形槽壁面更为平整，残留碎屑明显减少，槽或孔的深度有所增加；在超声功率为30w时，孔的锥度由7．34°减小到4．17...
以高纯Cr、Ni、Si粉末为原料，采用激光熔覆技术在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti表面原位合成制备金属硅化物涂层，分析涂层微观组织结构并测量其显微硬度。采用阳极极化方法评价涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学耐蚀性。在室温滑动干磨条件下评价其耐磨性，以失重表征耐磨性。利用光学显微镜（OM），扫描电子显微镜（SEM）等手段从显微角度...
钴铬合金是常用的口腔修复体材料，采用选择性激光熔融（SLM）技术成形钴铬合金，研究其硬度变化规律对人工义齿在咀嚼过程中的摩擦磨损分析具有重要意义。探讨工艺参数对钴铬合金SLM 成形件硬度的影响规律，并建立维氏硬度预测模型。实验结果表明，SLM 成形过程中，激光功率对钴铬合金试件维氏硬度的影响最显著，扫描速度次之，扫描间距最小。...
镁/钛（Mg/Ti）异种金属既不反应也不互溶的特性制约着两者之间的冶金结合和可靠连接。为解决这一问题并拓宽Mg、Ti的应用，采用富铝镁基焊丝对Mg/Ti实施激光填丝搭接焊，实现了Mg/Ti之间的连接。在此基础上，利用扫描电镜对界面进行观察分析，并利用Miedema二元热力学模型和Toop三元热力学模型对调控元素Al在界面处的扩散及连接机理进行研究。...
为提高缬氨酸产量，以一株产L-valine的黄色短杆菌（Brevibacterium flavum） BFS为出发菌株，通过He-Ne激光诱变育种，分别设置不同的诱变强度和时间，确定最佳诱变条件为照射功率15 mW、照射时间20 min。对发生正突变的菌株进行L-valine 耐受性筛选，得到的突变菌株产酸量提高了25.50%，并且该菌株可稳定遗传至少10 代。激光诱变是一种安全有...
采用石英增强光声光谱检测系统，并引入空芯光子晶体光纤作为气体参考气室，实现对痕量氨气的高灵敏度检测。参考气室采用长5 m 的空芯光子晶体光纤，两端熔接单模光纤，内部填充标准氨气。通过分析空芯光子晶体光纤的模态干涉，获得低干涉噪声的透射谱。气体填充过程中，控制填充压强与时间，提高谱线分辨率，完成分布反馈式（DFB）激光器波长...
光纤作为光信号传输媒介，其具有传输速率高、信息量大等优点，因而在通信领域得到了广泛应用。在此背景下，为满足光纤通信系统的使用要求，对该系统中的帯通滤光膜进行研制。选用Ta2O5和SiO2作为镀膜材料，设计了含有5个谐振腔的带通滤光膜，分析并解决了耦合层膜厚监控的问题。制备的帯通滤光膜在1479～1504 nm 处插入损耗小于0.3 dB，1260～...
为了研究预应力对分布反馈式（DFB）光纤激光水听器水声探测性能的影响，建立了双膜片结构DFB 光纤激光水听器声压灵敏度与预应力关系的理论模型，运用有限元软件ANSYS 仿真分析了水听器动态性能与预应力的关系，加工制作了不同预应力作用下的DFB 光纤激光水听器原型样品，并在消声水池对其进行了实验研究。实验结果表明，随着预应力的增加，DFB...
基于波分复用技术，通过级联方式在230 km 光纤链路中实现了频率和时间的同传。该级联系统包含了150 km 和80 km 两级链路系统，其中为了补偿150 km 光纤链路中的损耗，在链路中间放置了一个双向掺铒光纤放大器。当每一级传递系统通过光学补偿方式达到稳定后，整个级联系统的频率稳定度为3.1×10-14（平均时间1 s时）和6.3×10-18（平均时间104 s...
提出了一种用化学气相沉积法（CVD）直接在贵金属表面生长石墨烯，得到石墨烯覆盖金属纳米颗粒的表面增强拉曼基底的方法，并对得到的基底进行了形貌表征、拉曼光谱表征和探针分子表征，从而分析讨论了基底结构的稳定性和增强因子。实验结果表明：制备得到的基底均匀，稳定性好，并且增强因子能够达到107。主要是石墨烯在拉曼基底中起到了保护贵...
高功率激光装置三倍频时间波形测量采用无畸变的光栅衍射取样技术、高速光电管和示波器探测设备及多通道复用技术，给出了靶场多路三倍频光束的高时间分辨和高动态范围的时间波形测试，详细的测试技术和方法分析对高功率激光装置三倍频时间波形精密诊断提供技术支撑。
为了精确控制曝光剂量，需要精确测量光刻系统的光学透射率。采用了双光路对比的方法进行透射率测量，有效地消除了准分子激光器能量波动带来的透射率测量误差。并通过加入起偏器，消除了准分子激光器偏振态不稳定带来的误差。搭建了深紫外光学透射率测量装置，对1片可计算透射率的光学样品进行透射率测量，其测量结果与透射率理论计算结果基本...
针对结构光自扫描测量系统参数标定问题，提出了一种基于共面法的高精度标定方法，能够同时标定系统的内外参数。建立了相机和系统模型，采用张正友方法标定相机和平面棋盘靶标内外参数，针对系统标定需求完成了靶标位置规划，在同一光平面下变换靶标位姿获取共面光条中心点，利用多组中心点数据分别求解各光平面方程。由于多个平面交线不唯一，...
折射率是基于Mie理论的前向散射法颗粒测量中的重要参数。为了减小颗粒测量误差，在Mie理论、Debye级数展开以及夫琅禾费衍射理论基础上，分析了相对折射率对散射光能分布的影响方式，揭示散射光能分布宽度随相对折射率的变化呈周期振荡特性，并得到该振荡的经验公式；解释了散射光能分布随相对折射率变化的原因，实验验证结果表明，散射光能随...
基于三角法的结构光三维测量技术具有较高的精度，但投影光轴和观察光轴之间的夹角在测量过程中可能产生遮挡和阴影，需要通过两次或多次不同方向的测量和拼接解决。与三角测量不同，基于调制度测量的三维面形测量方法采用了垂直测量原理，将投影光轴和观察光轴重合，从而摆脱了基于三角测量原理的光学三维传感方法中阴影、遮挡等限制。对一种连...
提出一种基于最小二乘迭代的多波长同时相移干涉测量方法。该方法可以在三个波长光波同时入射的同轴相移干涉测量系统中，对所有波长进行同时相移，通过单色CCD 采集一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用最小二乘迭代算法提取出单个波长下的包裹相位分布。结合多波长光学位相解包和降噪处理得到合成波长的相位分布，进而测量出待测...
斜率算法对哈特曼-夏克传感器非常重要，而基于归一化互相关斜率算法的哈特曼-夏克传感器可满足强噪声情况下点光源和扩展目标的斜率探测需求。为解决互相关斜率处理器可移植性差的问题，提出用多核中央处理器（CPU）来实现斜率探测。在优化归一化互相关算法的基础上，编程实现斜率探测，并从多核并行和运算向量化两方面优化程序，提升斜率提取...
研究宽带信噪比和有效功率谱宽度对最大似然（ML）法多普勒频率估计结果的影响，采用探测概率和正确估计频率标准差来描述ML 算法对仿真信号和实验数据的处理性能，并与周期图最大值（PM）法所得结果进行比较。经理论仿真和对中国科学院上海光学精密机械研究所1.5 μm 全光纤相干测风激光雷达实测数据的反演处理，结果表明,高谱宽度下，ML算法的...
关联成像的成像机制决定了其成像需要进行大量的测量，测量次数越多成像质量越好，但成像时间较长。为此提出多波长光源关联成像系统，能够从系统结构的角度来降低关联成像的成像时间，每一个波长的光所对应的探测器并行地进行关联成像的测量。通过实验证明：当光源包含三个波长光时，相同时间内对同一目标进行成像，相比传统的单波长关联系统，...
分析了传统Pound-Drever-Hall （PDH）激光稳频方法的工作原理，设计了一种基于正交解调原理的PDH 激光稳频方案。该方案采用直接数字频率合成器同时产生两路频率均为10 MHz 的正弦和余弦信号，其中正弦信号分为两路：一路用于驱动电光相位调制器以产生相位边带，另一路与余弦信号一起作为相位解调的参考信号。经相位调制后的激光束耦合进入F-P ...
大型光学天文望远镜中存在由于不同坐标系转换造成的物方视场旋转和望远镜内部光路中折轴平面反射镜之间的相对转动造成的像方视场旋转。为了提高空间分辨率和获得稳定的图像，需要对视场旋转进行补偿（消旋）。采用K 镜作为消旋器件，并通过矩阵方法分析其消旋原理及消旋条件，由此把K 镜分为两种结构：对称式和非对称式。与棱镜类似，K 镜对系...
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