全固态激光器被动锁模是产生超短脉冲的一种有效方法。在基于Nd^3＋掺杂激光材料被动锁模产生超短脉冲的研究中，无序晶体成为研究的热点。结合相关工作，总结了Nd^3＋掺杂无序晶体被动锁模激光器的研究现状，展望了Nd^3＋掺杂无序晶体在超强超短脉冲制备中的发展前景。
高峰值功率的超短脉冲激光器在激光精细微加工等领域有着重要应用。以超大模场光纤为放大器对超短脉冲激光进行功率放大，是实现高光束质量、高峰值功率超短脉冲激光输出的有效技术手段。本文以脉冲宽度、重复频率可调的 1030nm 锁模光纤激光器作为种子光源，通过多级全光纤功率预放大和以超大模场棒状光子晶体光纤为增益介质的功率放大器，搭建...
在机抖激光陀螺捷联惯导系统中，陀螺的抖动偏频将引起伪圆锥运动。本文详细推导了伪圆锥运动对捷联系统旋转矢量计算影响的表达式，并通过数值计算，全面分析研究了伪圆锥误差的影响因素；在此基础上，为实现伪圆锥误差最小化，给出了机抖激光陀螺抖动频差的匹配原则。面向工程实际问题，新提出一种机抖激光陀螺抖频调谐技术。仿真分析和试验结...
结合板条激光器和薄片激光器的特点设计了一种新颖的表层增益板条激光器结构。设计出基于慢轴像中继的抽运耦合系统实现抽运光在板条宽度方向的均匀分布。利用表层增益板条激光器实现了稳定的准连续激光输出，在抽运频率300Hz、抽运脉宽200μs，抽运单脉冲能量354m J条件下，实现了单脉冲能量121.3m J的1064nm激光输出，对应的光光转换效率和斜效...
提出了一种基于混合表面等离子体波导（HPW）的纳米激光器，并对其进行了理论研究和仿真分析。此结构通过金属介质界面的表面等离子体模式与高增益介质半导体纳米线波导模式耦合，使中间的空气间隙场强得到显著增大，并保持低损耗传输，实现对输出光场的深亚波长约束。通过对几何参数进行优化，得到具有较小阈值和较高品质因数的纳米激光器。与...
在不同占空比的重复频率脉冲激光辐照下，数值模拟了金属材料前、后表面的温升特性和烧蚀深度变化规律，考察了材料厚度和物性的影响。模拟结果表明，材料前表面温升曲线呈齿状；激光占空比越小或者材料越薄，材料后表面温度越高，烧蚀越深；与连续激光相比，重复频率脉冲激光更有利于金属材料的加热及烧蚀。
本文报道了激光二极管抽运的国产 Yb：YAG 陶瓷高功率被动调 Q 激光器。实验中使用半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为调 Q 元件，在 6.3 W 的吸收抽运功率下得到了被动调 Q 激光脉冲输出。调 Q 激光脉冲的最大平均输出功率为 1.24 W，脉冲宽度为 2.07 μs，重复频率为 31 k Hz，单脉冲能量为 40 μJ。通过研究国产 Yb：YAG 陶瓷的连续激光和调 Q 激...
高增益和抽运光谱宽等因素会使光参量振荡器输出的参量光谱线大幅展宽。通常在腔内插入标准具、光栅等元件以控制谱宽，但会引入损耗，导致激光器输出阈值增大，转换效率和输出功率降低。报道了一种不使用任何谱宽压缩元件获得窄谱宽高功率中红外激光输出的方案。该方案将窄谱宽和高功率分离，分别获取。搭建了1．064μmNd：YAG主振荡功率放大结...
键合晶体作为激光工作物质，可以有效地控制热负载，减小端面的变形和损伤，降低光束的波前畸变。基于键合面缝隙闭合理论，分析了激光晶体的键合条件，计算了Nd：YAG、Nd：YVO4和蓝宝石晶体在光胶时键合面处的哈梅克常数和表面能，讨论了这三种材料在制作键合晶体时需要满足的条件，对比了制作的难易程度。以YAG-Nd：YAG晶体为例进行了光胶实验...
提出了全固态双共振 KTPⅡ类相位匹配腔内和频连续波 578 nm 黄光激光器的研究结果。利用两块增益介质 Yb：YAG（薄片）和 Nd：YAG 分别得到的 1030 nm 和 1319 nm 基频谱线，通过 KTPⅡ类临界相位匹配进行腔内和频实现了 578 nm 黄激光输出。实验中发现 578 nm 黄激光输出同时出现 582 nm 和频光成分。通过光谱分析，该现象是由于 Nd：YAG 晶体...
对连续波光参量振荡器的转换效率进行了研究。光参量振荡器选用氧化镁掺杂的周期性极化铌酸锂（Mg O：PPLN）晶体为非线性晶体。实验中通过改变泵浦光功率和输出镜反射率改变腔内信号光波的光强，证明了腔内存在最佳信号光强，使得光参量振荡器达到最佳转换效率。根据此最佳信号光强，本文在 2.9 μm 波段实现了 8 W 的输出，闲频光输出效率 19.5...
半导体激光器光纤耦合输出系统常被用作光纤激光器的泵浦源，是光纤激光器的核心器件之一。针对 105μ m/NA 0.15的多模光纤，本文使用 ZEMAX 设计了一种基于双管的高亮度光纤耦合输出系统。该系统采用高精密准直技术、台阶加反射镜空间合束、偏振合束和慢轴扩束技术完成光束整形，最后使用非球面透镜聚焦耦合进105μ m/NA 0.15 的目标光纤。结合...
针对 GH4169 合金薄壁零部件表面损伤的修复需求，研究了不同基体厚度和扫描方式对激光沉积修复GH4169 合金修复件残余应力、微观组织及拉伸性能的影响。结果表明：基体厚度越小，即修复体厚度越大，残余应力σx、σy随之增加，枝晶间析出的 Laves 相体积分数变大，室温抗拉强度和断后伸长率减小。与长边扫描相比，短边扫描的残余应力略低、Laves ...
在不同温度下对2024-T351航空铝合金进行了激光喷丸（LP），研究了温度对其表面力学性能的影响规律，并结合微观组织分析得出了激光温喷丸（WLP）对2024-T351航空铝合金的强化机理。结果表明，激光喷丸2024-T351航空铝合金的显微硬度随喷丸温度的升高而增大，弥散强化效应使得120 ℃激光温喷丸在2024-T351航空铝合金表面诱导的残余压应力幅值显...
摘要研究了单面供气双面成形的激光焊接Ni201板工艺，并对焊缝进行了测试与分析。结果表明，焊缝成形良好，改变槽深对焊缝熔宽影响较小，焊缝区为粗大的奥氏体组织。气孔类型检测结果表明，焊缝气孔为氧气孔，随槽深的增大氧气的质量分数呈V型变化。当槽深为3mm时，焊缝氧气质量分数最小，接头强度为377．7MPa，达到母材强度的80％，焊件满足使...
利用高精度同步辐射X射线三维成像技术，对激光一电弧复合焊缝的气孔率进行测定，并将其作为GTN损伤模型中的初始孔洞体积分数。通过建立含余高与不含余高的复合焊接接头的细观损伤力学有限元模型，得到了拉伸接头主应力和孔洞体积分数的分布。通过对拉伸断口金相组织进行分析，发现了几何和材料的不连续性是导致接头失效的重要原因。
在氩气的保护下,用具有振镜扫描系统的 500 W 光纤激光器辐照预置在单晶硅基体上的纳米石墨颗粒。探究了激光能量密度与转变产物显微形貌和晶体结构之间的关系。用透射电镜、拉曼光谱、XRD 分析了所获产物的显微形貌和晶体结构。当激光能量密度达到 3.33 kJ/cm2时，转变产物的尺寸与原始颗粒尺寸相比有所增大；当激光能量密度达到 4.17 kJ/cm^2...
采用激光选区熔化技术进行了Al2O3粉末和浆料的基础实验研究。实验结果表明，Al2O3粉末成形效果较差，而Al2O3浆料成形效果较好；激光功率对Al2O3浆料试样表面的质量具有重要影响，表面质量随激光功率的增加而不断提高。当激光功率为200W，扫描速度为90mm／s时，Al2O3试样维氏硬度均值约为14．7GPa。
充氧口位置直接影响了真空室内的氧气分布，进而对薄膜的光学性能造成重要影响。为了研究充氧口位置对HfO2薄膜性质的影响，在2个典型的充氧口位置采用电子束蒸发技术在石英基底上沉积了HfO2单层膜，并结合紫外-可见光分光光度计和X射线光电子能谱仪研究了不同充氧口位置下制得的HfO2薄膜的光学性能和化学成分。实验结果表明，将充氧口设置在基...
对金属介质多层膜样品进行不同温度的退火处理。实验发现，当退火温度为350 ℃时，在样品Au层与SiO2层的界面处出现过渡层,样品具有很强的抗化学清洗能力。利用透射电子显微镜观测与能谱仪分析发现，过渡层的出现主要是Cr原子从Au层底部扩散到SiO2层的结果。过渡层可以增强Au层与SiO2层间的粘附力，阻挡酸溶液的渗入，使得金属介质多层膜的抗化...
提出了一种利用表面刻有周期性规则图案的陀螺转子进行非接触式角度测量的方法，这种方法利用光电传感器读取陀螺转子表面的图案信息，从而实时测量陀螺转子的偏转角。介绍了这种测角方法的原理和测角装置的结构，并建立三维几何模型，详细推导了测角方法的角度解算算法，得到了陀螺转子在无偏转、一维偏转及二维偏转三种情况下的偏转角与光电传...
快速准确地测量大型地下能源储库群容积，不仅是检验工程设计和施工建设成果科学合理性的一种方法，也是能源储运工程的基本要求和油库运行期间动态调控的基础。为了快速精确获取储库群容积和厘米级的高程-容积曲线，研发了基于断面的激光精细测量系统（LSMS），建立了相应的数据处理方法。并成功将其应用到某地下能源储库的容积测量中，获得了...
为了提高光纤中色散的测量精度和降低测量成本，提出了一套基于数字鉴相的色度色散的测量方案。采用低速率的模数转换器和全相位快速傅里叶变换的数字相位鉴别算法替代传统的模拟鉴相器件，利用粒子群优化算法对接收数据进行曲线拟合处理，实现了高精度的色散测量。数值分析了采样率、信噪比和快速傅里叶变换长度等因素对数字相位鉴别精度的影响...
运用多通道盲最小均方（MBLMS）算法对2×2模分复用（MDM）系统进行解复用，阐述了基于非高斯性最大化的MBLMS算法原理，分析了此算法的解复用性能，并与基于数据辅助的最小均方（LMS）算法进行了比较。仿真结果表明：MBLMS算法在无需数据辅助的条件下能够实现卷积混合信号的盲分离，其解复用性能与基于数据辅助的LMS算法相当，且收敛速度比基于...
在多模光纤模式色散求解、光纤耦合模理论分析以及锥形光纤的模式演化等过程中，都涉及到多模阶跃光纤纤芯传导模式的特征方程的求解，计算量很大，从而直接影响整体的计算效率。分析了牛顿迭代法及其收敛速度的优势。求解弱导近似下的标量模式特征方程时，利用第一类贝塞尔函数的零点确定其解区间，再结合牛顿迭代法在区间内快速求解特征方程。...
提出了一种结合副载波强度调制直接探测技术和全光放大转发中继的自由空间光通信（FSO）系统的基本结构，考虑背景噪声和放大自发辐射噪声对系统性能的影响，建立了Gamma-Gamma湍流模型下的全光通信系统模型。提出了两种中继协作方案，即全活跃中继方案与选择中继方案，基于相应的方案给出功率分配方式，仿真对比了中继辅助传输链路与直传链路的...
为了探究光清透剂在减少皮肤组织散射，提高到达靶组织激光能量方面的作用，利用皮肤仿体定量研究了可见-近红外波长下甘油的光清透效果。搭建了葡萄酒色斑激光治疗的体外模拟实验系统，研究光清透效果与多脉冲Nd∶YAG激光作用下血液凝结特性之间的定量关系。结果表明，0.5 mL无水甘油涂抹在仿体表面10 min后，在波长1064 nm处仿体的漫反射率降...
设计了一种基于全息光学元件的透视增强现实集成成像3D显示系统。对基于反射体全息原理的全息光学元件的记录及再现做了理论分析，并通过搭建实验光路记录一块尺寸为20 mm×20 mm的全息光学元件。该全息光学元件仅对满足布拉格条件的光线体现出微透镜阵列成像功能，再现出虚拟的3D图像，而真实3D物体发出的光线可以直接透过全息光学元件，因此该...
提出一种基于3×3迈克耳孙干涉仪的分布式光纤振动传感系统，利用3×3干涉仪搭建零差相干检测的相位敏感型光时域反射计（φ-OTDR）。使用传输矩阵相位解调算法，通过对3×3迈克耳孙干涉仪的传输矩阵基本参数的求取，建立差分相位与干涉仪输出光强的对应关系，使用简单有效的软件运算程序对光纤中的瑞利散射光的差分相位进行解调，实现对光纤的扰动...
提出了一种以可调谐滤波器实现波长扫描、以标准具实现波长标定的有源光纤光栅传感器波长解调方法，并搭建了相应的解调系统。对所提出的解调方法的可行性及解调系统的测量精度与稳定性进行了实验验证。结果表明,该方法可以准确地测量有源光纤光栅的光波长；解调系统在1533～1550 nm波长范围内的解调精度高于6 pm，测量波动范围在±5.7 pm之间。
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