提出了一种短脉冲间隔、子脉冲峰值功率高的脉冲组输出电光调Q激光器。以激光二极管（LD）侧面抽运Nd：YAG晶体,谐振腔单次储能,控制Q开关台阶式多次开启,将单次抽运能量分多次调Q输出,实现短脉冲间隔脉冲组激光输出,为高重复频率、高峰值功率激光器提供研究思路。实验结果表明,用一组半环形激光二极管模块作为工作物质Nd：YAG的抽运源,铌酸锂（...
报道了一种基于大模场光子晶体光纤放大的高峰值功率飞秒脉冲激光系统。该激光器系统采用光纤啁啾脉冲放大结构,种子源采用重复频率为40 MHz,脉冲宽度为500fs,输出功率为10mW的光纤激光器。利用体布拉格光栅（VBG）将脉冲展宽至500ps,经过多级放大并利用声光调制器降频为500kHz,然后采用大模场纤芯直径为40μm和85μm光子晶体光纤作为功率放大器,...
针对棱镜式激光陀螺稳频精度较低的现象,系统地研究了棱镜式激光陀螺稳频控制系统特性。理论分析了光强调谐曲线及稳频执行机构的特征,建立了棱镜式激光陀螺稳频控制系统数学模型。进一步分析了系统稳态性能及动态性能,分析结果表明,系统在定温及慢变温作用下具有不同程度的稳态误差且调节时间过长,从而导致稳频精度下降。优化控制器参数使二阶...
研制了1550nm波段的窄线宽、低噪声混合集成外腔半导体激光器,将保偏光纤布拉格光栅（FBG）作为反馈元件与半导体增益芯片进行耦合,并利用FBG斜边处的大群时延特性将半导体激光器的线宽压窄。所得到的蝶形封装激光器原型器件实现了稳定的单纵模、单偏振激光的保偏输出,在1kHz处积分线宽为15.9kHz的输出功率≥30mW,洛伦兹线宽为4.85kHz,本征线宽...
自发辐射放大（ASE）光源作为一种非相干光源,在生物医学等领域发挥着重要作用。利用脉冲ASE光源作为抽运源激发非线性介质产生的超连续谱,具有低时间相干性和宽光谱特性,使其具备更加广阔的应用前景。研究了脉冲ASE光源的产生和放大过程,获得瓦级纳秒脉冲ASE光源;采用光纤环形反射镜结构提高带内功率,得到280mW连续窄谱带ASE输出;利用声光调制...
理论研究了氢分子离子在波长800nm短周期啁啾脉冲方案下的高次谐波发射与孤立阿秒脉冲产生。经计算发现,当选取合适的啁啾参数时可以限制高次谐波同时由两核发射,从而减弱其空间的相互干涉,得到光滑连续且只有单核贡献的高次谐波谱平台区域。当啁啾参数β=6、激光脉冲半峰全宽τ0=5fs时,通过在单核贡献的连续谱上截取100阶谱线宽度合成了持续时间...
通过激光搭接焊试验,研究了不同接头试样的拉伸剪切性能和疲劳性能,结合焊缝横截面及断口形貌,对试验结果进行了分析。结果表明,对于宽度为80mm的非熔透型接头,残余应力导致接头拉剪强度减小4.1%,疲劳极限值减小26.4%;0.2mm搭接间隙使得接头的拉剪强度减小8.8%,疲劳极限值减小6.25%;20°激光斜入射使得接头的拉剪强度增大3.8%,疲劳极限值增大18.7...
利用激光增材制造技术制备了MC碳化物增强Inconel625复合材料,研究了TiC添加量对复合材料显微组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,添加TiC的复合材料的显微组织由枝晶状γ基体与枝晶间呈弥散分布的增强体组成。随着TiC添加量的增大,复合材料中一次枝晶间距逐渐减小,而枝晶间碳化物含量和显微硬度逐渐增大,抗磨损性能比Inconel625合金...
利用超窄间隙激光填丝焊技术实现了P92/Inconel 625异种接头,研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明,焊接接头的焊缝整齐,侧壁熔合良好,无气孔等缺陷;焊缝具有典型的凝固组织特征。P92钢热影响区的组织为马氏体,并分为粗晶区和细晶区。焊接接头界面中P92钢粗晶区的硬度最大,经热处理后硬度减小。常温拉伸试验中试样均断裂于Inconel 625合金,...
建立了熔石英元件修复点交联分布数值模拟模型,利用标量衍射理论结合快速傅里叶变换算法,分析了351nm激光辐照下修复区域对下游光传输的调制影响。研究结果表明,交联修复区域对下游光传输的调制主要受修复点间交联程度的影响,随着交联程度的增大,调制光场极大值迅速增大后快速减小,其分布位置先逐渐靠近后迅速远离修复元件出光面。光场调制随着...
利用激光熔覆技术在38MnVS6钢基体上熔覆了CoCrW粉末,研究了不同扫描速度下基体中活性元素对涂层形貌和组织的影响。结果表明,当送粉速率为5.60g·min^-1,扫描速度小于5mm·s^-1时,涂层的熔深较大,涂层与基体的结合线向下凹陷;当扫描速度大于6mm·s^-1时,涂层的熔深较小,涂层与基体的结合平整光滑。送粉率的增大使得涂层的形貌发生变化。基体中硫元...
在TC4粉末中加入不同含量的Si粉末进行激光熔覆沉积试验,研究了感应加热对试样微观组织的影响。结果表明,在没有引入感应加热的沉积态试样中,Si能够有效地细化柱状晶,柱状晶宽度由285.5μm减小至12.1μm。引入感应加热后,试样中柱状晶的宽度未变,但沉积方向上的部分柱状晶被打断,没有形成贯穿生长;晶内组织为α集束,且α片层上析出无规则呈弥散分布...
用高温熔融法制备了Tm2O3掺杂的55GeO2-15PbO-5PbF2-10BaO-10ZnO-5K2O锗酸盐玻璃,测试了该玻璃的热稳定性和结构,得到其热稳定性参数大于180℃。通过红外光谱测试了该玻璃的羟基含量,得到羟基吸收系数小于0.51cm^-1。测试了不同Tm2O3掺杂浓度下样品的吸收光谱和荧光光谱。研究结果表明,随着Tm2O3质量分数的增加,Tm^3＋之间的交叉弛豫速率增大。...
采用湿法硫钝化的方式,显著降低了砷化镓（GaAs）材料的表面态密度。钝化处理后的GaAs薄膜光致发光强度提高了约14倍,光电流和响应度均增大。从能带角度分析了样品性能提升的原因,结果表明,钝化处理有利于表面态密度和肖特基势垒高度的调节,进而提升了样品性能。
通过激光辐照固态Al膜,制备了一种p型重掺杂4H-SiC,分析了Al膜厚度、激光脉冲个数对掺杂结果的影响,验证了不同工艺参数对p型掺杂层表面电学性能的调控作用。结果表明,当Al膜厚度为120nm,脉冲个数为50时,掺杂试样的最大载流子浓度为6.613×10^17 cm^-3,最小体电阻率为17.36Ω·cm,掺杂浓度（粒子数浓度）可达6.6×10^19 cm^-3。4H-SiC的Al掺杂改性机...
提出了一种基于空间频域分析的白光干涉测量算法,该算法通过消除相位信息中的2π模糊来实现高精度的表面形貌测量。在频域分析中可以同时提取样品的相干形貌和相位形貌。相干形貌虽然不受2π模糊的影响,但是包含测量误差,精度较低。相位形貌虽然能够实现较高精度的表面形貌测量,但存在2π模糊问题。因此采用相干信息与相位信息相结合的方式来消除相...
基于结构光的主动视觉测量技术因具有诸多优点在工业测量领域得到广泛应用,而投影仪和相机组成的测量系统的Gamma非线性、系统抖动以及噪声等因素,均易导致相位和三维测量结果出现较大误差。针对测量系统出现的Gamma非线性问题以及投影仪亮度分布不均匀导致Gamma值不同,投射单一灰度的图像于表面光滑的均匀白板,利用灰度特征对采集图像进行分区...
基于模型的无波前探测自适应光学系统具有收敛速度快、校正效果好的优势,在实时波前校正中具有较大的应用潜力。成像掩模探测器信号SMD与波前相位的平均梯度平方和SMG之间的线性关系是系统控制算法设计的基础。为了验证SMD和SMG之间的线性关系,使用37单元压电变形镜、CCD相机和哈特曼传感器等主要元件建立自适应光学系统实验平台,其中利用变形镜...
具有自聚焦性的阵列艾里光束的光束强度较强,光束密度较大,对大气湍流和大气散射的抑制优势明显,可在接收端接收到较强的光信号,提高大气激光通信质量。将多个可产生艾里光束的立方相位膜片进行有序排列可生成多相位膜片,利用多相位膜片可产生具有自聚焦性的阵列艾里光束。仿真和实验说明了阵列艾里光束的自聚焦过程及光斑尺寸对其自聚焦性能的...
运用空间矢量角谱法,分析了低阶拉盖尔高斯光束（LGB）在空间中的非傍轴矢量传输特性,得到了LGB远场矢量分布的解析式。基于广义Mie散射理论,分析了单个均匀球形粒子对LGB的散射特性。研究结果表明,随着LGB拓扑荷数的增大,光斑中空的面积增大,位于光轴上的微分散射截面减小;随着粒子尺度参数的增大,消光效率因子、散射效率因子和吸收效率因子出...
建立了发射光束通过带有波像差的望远镜系统后的远场光斑分布数学模型,采用数值计算,结合Monte Carlo方法分析了波像差方均根（RMS）值对发射光束远场发散角的影响,据此确定望远镜波像差的容差,以实现特定发射光束的远场发散角。结果表明：对于采用偏轴发射方案的激光通信系统,当望远镜的波像差RMS值优于0.13λ（λ为光束的波长）时,发射光束远场...
为了改善半导体激光光束质量,使其能够满足大距离高精度干涉测量的要求,使用空间光调制器对半导体激光光束进行整形,提出了一种基于复振幅调制算法的光束整形方法。利用该方法可将半导体激光光束整形为准直性好、光强分布均匀的无像散基模高斯光束。通过光束质量分析对整形后的光束进行评估,实验结果显示整形后半导体激光光束在x和y方向的M2因子...
推导了最优误码率（BER）性能对应的判决门限计算公式,并在此判决门限基础上,推导出大气湍流影响下基于自适应判决门限的逆向调制（MRR）自由空间光通信（FSOC）系统BER解析表达式,推导过程考虑了判决门限本身的干扰和探测器噪声的影响。根据所推导的表达式,仿真研究自适应判决门限参数和调制消光比对BER的影响,仿真结果表明：自适应判决门限系...
在光电振荡器（OEO）混沌系统的基础上,将混沌激光输出重新反馈到马赫-曾德尔调制器（MZM）,使原系统的增益系数发生动态变化,同时在系统中引入第二个时间延迟。从理论上研究了改进后混沌系统的反馈时间和反馈强度对系统复杂性和延时特征的影响。仿真结果表明：光反馈OEO输出的混沌激光更复杂,延时特征更低。当光反馈的延时时间与光电反馈的延时...
对微纳光纤耦合器（OMC）光吸收致热引起的全光强度调控特性进行了理论分析和实验研究。理论分析结果显示,OMC全光强度调控器件的调制响应效率与OMC腰区长度、抽运光在OMC腰区的损耗系数及抽运调制光强成正比,而与OMC腰区耦合光纤的半径成反比。通过实验将强度调制的980nm抽运光注入OMC以加热其腰区,实现了对OMC传输的1550nm工作光的全光调控功...
提出一种在线同步监测光纤布拉格光栅（FBG）损耗与折射率增长的方法,深入分析FBG的损耗特性在刻写时的演变过程,实验结果显示FBG的损耗系数α随耦合系数κ线性增长。为了优化FBG的损耗性能,采用损耗-耦合斜率系数α/κ衡量FBG损耗特性,结果表明：增加光纤与相位掩模板距离和使用0级衍射光衍射效率更强的相位掩模板均会使FBG的损耗-耦合斜率系数更大...
采用时间相关单光子计数原理搭建荧光寿命测量光学系统,实验验证了单量子点发射荧光的单光子性。针对石英玻片、硅片、金膜等不同基片上多处具有单光子荧光发射特性的单量子点,对其发射荧光的寿命进行了测量、对比,计算了不同基片上单量子点发射荧光的衰减速率、量子产率等与量子点到基片有效距离的相关性,解释了实验数据。此外,分析了石英玻片...
神经元是生物神经系统结构与功能的基本单位,它通过放电活动对信息进行编码、传递和整合,在生命活动中起到重要作用;基于神经元放电活动的动力学本质和相位成像技术,探讨对活细胞及其内部亚结构进行无损、免标记成像的方法,根据神经元模型的相位信息对其静态形态特征和放电行为的动态表征进行研究;运用光学成像仿真技术建立神经元相位模型并获得...
用全场光学相干层析成像（FFOCT）系统对人体离体结肠组织与肾脏组织进行了高分辨率层析成像。该系统基于Linnik干涉系统,采用白光光源照明,理论分辨率可达0.5μm。通过面阵电荷耦合元件（CCD）采集多张样品和参考镜的干涉图,以四步移相法获取层析图。运用该系统对人体肾组织进行成像,基于肾的组织学切片特征成功辨认肾组织结构;运用系统对人体结...
生物发光断层成像（BLT）是利用生物体表面光强信息,重建出荧光光源在生物体内三维分布的一种新兴光学分子影像技术。由于生物体表面的测量信息有限,并且生物体内组织结构复杂,BLT的光源重建有着严重的病态性。为提高光源重建质量,提出了一种结合可行域收缩策略的多级自适应有限元光源重建方法。为了评估该方法的光源定位能力和能量密度定量能力...
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