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2005年  29卷  第6期

应用
激光微细熔覆温度场模型的构建与应用
李祥友, 祁小敬, 曾晓雁
2005, 29(6): 561-564.
摘要:
建立了激光微细熔覆温度场模型,并推导出了布线线宽随激光功率及激光扫描速度的定量公式,通过它可以预测激光微细熔覆过程中形成给定线宽导线的激光参数.实验结果验证了该模型和实际情况符合得很好,具有很好的实用性.
Nb2O5对铁基合金激光熔覆层裂纹敏感性的影响
晁明举, 余菊美, 梁二军, 袁斌
2005, 29(6): 568-571.
摘要:
在45#钢基底上进行了铁基合金和铁基合金加Nb2O5的激光熔覆对比实验.通过工艺参数和Nb2O5含量的优选,获得了成形良好、无裂纹、组织致密均匀的高质量铁基激光熔覆层.采用渗透法观察熔覆层表面裂纹,利用金相显微镜和扫描电镜观察熔覆层横断面的显微组织,使用X射线衍射仪对熔覆层进行物相分析,并测试了熔覆层的硬度.分析结果表明,G312+0.6%Nb2O5(质量分数)熔覆层组织为细小的先共晶析出的碳化物等强化相均匀分布在由γ(Fe,Ni)固溶体和多种金属间化合物组成的共晶体中,且生长方向不同.Nb2O5改善铁基熔覆层抗开裂能力的原因一方面是Nb占据晶界增强了晶界结合,另一方面,部分Nb2O5受C的还原作用生成NbC,先共晶析出,成为异质核,提高了凝固结晶过程中的形核率,使得熔覆层组织得以细化,且降低了熔体中的C浓度,减少了Cr(Fe)碳化物脆性相的体积分数,熔覆层韧性增强,裂纹敏感性降低.
偏振荧光光谱在肝病诊断中的应用研究
吴敏, 丁建华, 王传晶
2005, 29(6): 579-581.
摘要:
利用488.0nm激发光诱导肝病变患者及健康人血清的自体荧光,在495nm~640nm范围内进行荧光光谱、水平和垂直偏振荧光光谱采集.实验结果表明,肝病变患者血清的荧光光谱带宽与正常人的相比差异不明显.但是,肝病患者血清的水平和垂直偏振荧光光谱的半峰全宽和0.707带宽(强度为1/2时的带宽)都比健康人血清的带宽宽.这一结果对于肝病的诊断研究有一定的参考价值.
Blumlein快放电电路传输线电容和储能电容的研制
吴辉, 吴建强, 于俊华
2005, 29(6): 582-584,588.
摘要:
为减小Blum lein电路中的寄生电阻与电感,自行设计了传输线电容与储能电容,以平行平板电容器结构代替了原来的无感电容与传输线电容的结构,使得电路中寄生电感下降1倍以上,电路性能得到很大改进,满足了S2激光器产生辉光放电的要求.
两种不同膜片的光纤光栅压力传感器的研究
郭明金, 姜德生, 袁宏才, 干维国
2005, 29(6): 611-614.
摘要:
理论分析了光纤布喇格光栅的压力传感特性,并将光纤布喇格光栅分别纵向粘贴在不同型号的膜片上进行压力实验.实验结果表明,FBC20WB2型膜片的光纤布喇格光栅压力灵敏系数比ZXYC01型设计膜片大得多,其值分别为376pm/MPa和45pm/MPa左右,其测量精度分别为1%(full scale)和0.5%(full scale).同时发现两种膜片中光纤布喇格光栅的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数,且迟滞现象较小,它们的相关系数均在0.9998以上.说明不同的膜片对压力灵敏系数有较大的影响.
微粒场全息术中记录介质的选择和处理研究
李作友, 刘振清, 叶雁, 钟杰, 郑贤旭, 罗振雄, 李泽仁
2005, 29(6): 617-619,638.
摘要:
针对微粒场全息记录的特点,讨论了记录介质的分辨率和记录介质大小的选择;分析了全息记录介质的感光成像原理,对激光能量的高斯分布和曝光量对微粒场记录的影响进行了研究,给出了光束位置和曝光量对实验的影响结果,并对选用的3种记录介质在给定的处理工艺下的特性曲线进行了对比测试;选定的SY-2型记录介质,记录微粒场时适宜的曝光量为180μJ/cm2.
基于RMFA-ICA的人脸识别
刘直芳, 游志胜, 张继平
2005, 29(6): 662-666.
摘要:
针对有噪的ICA模型,提出一种有限制的平均场近似(restrictive m ean field approxim ation,RMFA)的算法来求解ICA模型参数和源信号的估计问题.在传统MFA-ICA算法的基础上,提出将ICA中的模型参数和源信号均限制为非负,目的是使得提取出的特征更独立,更利于识别.通过手写体数字和仿真模拟人脸图形以及ORL人脸数据进行实验,将RMFA-ICA算法与传统的ICA算法和无限制的MFA-ICA算法进行比较,对于手写体数字和仿真模拟人脸图形,RMFA-ICA算法能分离出更独立的特征,对于ORL人脸数据,其结果表明,利用RMFA-ICA算法明显优于传统ICA算法和无限制MFA-ICA算法识别结果.
激光模式对激光熔覆层质量的影响
李胜, 胡乾午, 曾晓雁
2005, 29(6): 667-669.
摘要:
分别采用多模和低阶模的CO2激光束研究了激光模式对于Fe基合金激光熔覆层质量的影响.结果表明,相对于低阶模激光熔覆而言,多模激光熔覆层各个区域的外形较为平整,尤其是熔合区更为明显,激光模式不同对熔覆层的微观组织和硬度也有一定影响.
TEA CO2激光去除光纤涂敷层的实验研究
彭仁翔, 周次明, 朱海红
2005, 29(6): 670-672.
摘要:
采用波长为10.6μm的高能TEA CO2激光去除SMF28光纤涂敷层,研究了激光脉冲数和能量密度与涂敷层去除效果之间的关系.实验证明,涂敷层去除厚度随激光能量密度的增加成对数增长,且在某个范围内去除效果存在一个最佳值.
测量和防护
一种基于衍射图样的相位检测手段研究
高文静, 侯静, 陆启生
2005, 29(6): 565-567,593.
摘要:
基于双半圆孔衍射的基本原理,通过对其两部分分别施加不同的相位,利用衍射图样,进行了相位信息提取研究.在仿真的基础上,将实验所得结果与其进行了对比,二者得到很好的吻合.结果表明,该方法可有效提取出相位信息,从而为分立表面的大型光学镜面各单元的精确定相提供了一种简单有效的方法.
器件与技术
OBS核心节点中FDL配置方式的研究
刘毅, 邱琪
2005, 29(6): 572-574,578.
摘要:
通过仿真,分析比较了在N×M交换节点中的分别采用共享式FDLs结构和非共享式FDLs结构的交换性能.结果表明,在负载为0.7、非共享式FDLs在级数大于24时,其丢包率小于10-6.而共享式FDLs在级数为24时,其丢包率大于0.1.非共享式FDLs的丢包率和平均时延水平都低于共享式的FDLs结构,交换性能更优异.
Kerr效应对超高斯光束聚焦特性的影响
马再如, 冯国英, 陈建国, 韩敬华
2005, 29(6): 585-588.
摘要:
利用菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,对一维超高斯光束通过克尔介质的聚焦特性进行了研究.在相位延迟为-2 rad~2 rad的范围内进行了计算.模拟结果表明,正Kerr效应将提高聚焦强度、增大相对焦移量和降低几何焦平面的峰值光强;而负Kerr效应,则会降低聚焦强度、增大相对焦移量和降低几何焦平面的峰值光强.可以将这两种的情况联合起来进行讨论,并可以通过增大光束的菲涅耳数来降低Kerr效应对其聚焦特性的影响.
被动调Q腔内单共振光参变振荡器和Cr4+:YAG激光器
邓诚先, 李正佳, 朱长虹
2005, 29(6): 589-593.
摘要:
分析了以Cr4+:YAG作为饱和吸收体和激光增益介质的被动Q开关Cr4+:YAG激光器腔内抽运的Cr4+:YAG激光器和单共振光学参变振荡器(SRO)的特性.建立了描述这类激光器和单共振光学参变振荡器的动力学特性的速率方程.结果表明,适当条件下作为激光增益介质的Cr4+:YAG同时具有对二阶非线性作用过程产生的处于Cr4+:YAG激光增益谱范围内的SRO信号波的放大作用.分析中考虑了Cr4+:YAG较高激发态和激光上能级之间的弛豫时间约为100ns的中间能级对Cr4+:YAG饱和吸收体和激光器以及ICSRO的影响.
光脉冲光纤周期复制技术研究
陈宇晓, 酆达, 李铮, 郑铮, 杨谟华, 唐丹
2005, 29(6): 604-607.
摘要:
针对常用的多路高速光脉冲复制系统可能的实现形式进行了研究,根据各种应用中所需的插入损耗、输出脉冲周期性与功率稳定性等性能要求,对多种光纤光脉冲复制结构的特点进行了分析比较.通过对各种结构的输出脉冲功率、周期性及其影响因素的理论分析,论述了使各种结构的输出脉冲优化的可能性与方法.指出了有源循环式光纤延迟脉冲复制器适合于产生重复周期准确、输出功率大的光脉冲序列.
基于可调谐激光器的复用传感系统的研究
董波, 何士雅, 胡曙阳, 周劲峰, 田大伟, 赵启大
2005, 29(6): 608-610.
摘要:
为了克服复用传感系统中光源带宽及功率的制约,有效地扩大多点检测的范围,采用波分和时分复用传感技术,设计了可调谐光纤激光器作为传感系统的光源.基于耦合模方程的理论,对匹配光栅调谐光纤激光器波长扫描寻址解调方法进行了理论分析和实验研究.实验中采用可调谐光纤激光器对由4个光栅组成的两个光栅串成功地进行了波分和时分复用传感,实验获得的应变分辨率为2.9με/step.该传感系统具有经济实用性、信噪比高、可复用数目大等特点,对于多点检测的传感网络具有较大的实用价值.
熔石英棱镜的色散特性和在固体激光器中的应用
周城, 张中士, 张海琨
2005, 29(6): 615-616,635.
摘要:
论述了熔石英三棱镜的分光特性,得到了随着入射光波长λ的增加两谱线之间的夹角Δθ逐渐减小;随着入射光波长差Δλ和所用棱镜顶角A的增大两谱线之间的夹角Δθ逐渐增大这一非常重要的结论.在此基础上介绍了熔石英三棱镜在LD抽运固体激光器中的分光、估算和较粗略鉴定波长、制造多波长激光器的应用.
双随机相位不对称分数傅里叶变换计算全息
王红霞, 盛兆玄, 毛彩荣
2005, 29(6): 620-622.
摘要:
提出了双随机相位不对称分数傅里叶变换计算全息.首先用一随机相位函数乘以输入图像信息,然后沿x方向实施α级次的一维分数傅里叶变换,再乘以第2个随机相位函数,最后沿y方向实施β级次的一维分数傅里叶变换.采用迂回位相编码法对变换后的结果编码,绘出计算全息图.为了恢复原图像,需要知道变换级次和随机相位函数.利用这种方法进行图像加密,使加密图像的密钥由原来两重增加到四重,从而提高了系统的保密性能.
种子场诱导单池SBS脉冲波形保真的实验研究
杨珺, 吕志伟, 何伟明
2005, 29(6): 623-625.
摘要:
提出利用种子场诱导单池受激布里渊散射(SBS)结构获得与抽运光脉冲波形高保真的Stokes放大光脉冲,分别对稳态抽运和瞬态抽运情况下Stokes脉冲波形在不同焦距透镜下、随种子光强的变化进行了实验研究,得到了90%的脉冲波形保真度.实验结果表明,种子场诱导的SBS PCM可以获得与抽运光脉冲波形保真的Stokes放大光脉冲,并为其在ICF激光驱动系统中的潜在应用提供了依据.
微片被动调Q激光器的Siegman方程组的优化分析
时光, 廖云, 王云祥, 闫平, 巩马理
2005, 29(6): 636-638.
摘要:
对Siegman被动调Q速率方程组作了理论分析,对Siegman方程组作了优化,使其更准确、更有利于计算机的系统仿真和重频的计算.优化后的方程具有一定的普遍性,有助于被动调Q激光器的优化设计.
厄米-拉盖尔-高斯光束的传输特性
郑振, 刘永欣, 吕百达
2005, 29(6): 641-644.
摘要:
利用Collins公式,推导出厄米-拉盖尔-高斯(HLG)光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式,并用来研究通过自由空间和薄透镜的传输特性.结果表明,除模指数m,n之外,对HLG光束新引入的α参数,它影响光强分布和对称性;HLG光束在传输中保持形状不变;HLG光束的焦移与模指数m,n和α参数无关,这意味着m,n和α不同的HLG光束聚焦在同一位置.并给出了HLG光束的M2因子.
余弦高斯光束被无光阑透镜聚焦后的焦开关
季小玲, 吕百达
2005, 29(6): 654-656.
摘要:
研究了余弦高斯光束通过无光阑透镜后的焦开关现象.推导出了轴上最大光强位置满足的一元三次方程和相对跃迁量公式,并做了大量的数值计算.研究表明,当光束参数β>1时,聚焦余弦高斯光束会有焦开关现象出现.
综述、评述
激光烧蚀法制备准一维纳米材料
吴旭峰, 凌一鸣
2005, 29(6): 575-578.
摘要:
介绍了当前激光烧蚀法制备纳米丝、纳米管和纳米电缆的研究现状,讨论了准一维纳米材料激光烧蚀法制备的系统设备和制备条件,分析了激光烧蚀法制备准一维纳米材料的特点和发展趋势.认为准一维纳米材料是气相粒子在高温催化剂作用下生成的.激光烧蚀法具有洁净、可控性强及适应面广的特点.
高功率光子晶体光纤激光器及其关键技术
邓元龙, 姚建铨, 阮双琛, 王鹏
2005, 29(6): 596-598,651.
摘要:
与常规双包层光纤相比,空气包层大模面积光子晶体光纤更适用于高功率激光器的研制.介绍了高功率光子晶体光纤激光器研究的最新进展,分析了耦合系统和谐振腔设计中所存在的不利于功率提高的因素,指出低损耗的熔接技术是光子晶体光纤激光器达到更高功率的关键.
激光冲击成形约束层性能的研究
周益军, 张永康, 周建忠, 冯爱新
2005, 29(6): 626-628,644.
摘要:
概述了激光冲击成形领域中约束层性能的发展动态;分析了约束层材料的厚度、密度、透光率、声阻抗、刚度、羟基—OH含量、各向物理性能等对激光冲击成形的影响.认为约束层性能是制约激光冲击成形效果的决定性因素.指出了应用于激光冲击成形的理想约束层性能,并提出约束层的制作工艺性这一概念,强调解决约束层的制作工艺性是目前激光冲击成形领域走向应用的关键.
光纤组束研究的新进展
王双义, 林殿阳, 王超, 吕志伟
2005, 29(6): 657-661.
摘要:
介绍了当前光纤组束研究中的几种主流方法,即利用受激布里渊散射的光纤组束;利用衍射光学元件的光纤组束;全光纤组束等.对这些方法作了对比和分析.并对光纤组束的应用前景进行了展望.
材料和元件
激光重熔法制备Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶块材
罗军, 朱正吼, 刘勇
2005, 29(6): 594-595,614.
摘要:
通过激光快速熔化Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带,微小的熔池快速凝固后直接得到具有纳米晶结构的块材.纳米晶结构的块材的尺寸决定于激光重熔工艺.当激光的输入光斑直径为20mm~40mm、输出光斑直径约为2mm、激光的扫描速度为5mm/s时,可以得到2mm深度,长度与宽度不限的纳米晶块材.组织分析表明,得到的纳米晶块材的晶化主相是α-FeSi相,其晶粒尺寸大约为25nm,同时,还有球状Nb富集区生成.
Nd:CNGG晶体的生长及其性能研究
张辉荣, 徐观峰, 李斌
2005, 29(6): 599-600,625.
摘要:
报道了Nd:CNGG晶体的生长,并对其结构、透过谱以及激光振荡性能进行了研究.利用1W的激光二极管为抽运源,在吸收功率为670mW时获得123.1mW的1.062μm连续激光输出,斜效率达到22.3%.结果表明,Nd:CNGG晶体是一种非常适合激光二极管抽运的固体激光材料.
光波在具有柱状结构的双折射薄膜中的传输特性
王建国, 贺洪波, 邵建达, 范正修
2005, 29(6): 601-603,607.
摘要:
根据电磁场理论的矩阵分析方法推导了光波在具有柱状结构的双轴薄膜中的反射系数、透射系数和相位关系等光学特性.这些关系包含了界面处的多点反射,可以推广到一般的各向异性的多层膜系统.给出了各向同性入射媒质-双轴各向异性膜层-各向同性基底薄膜系统的计算结果,验证了该计算方法的可行性,为双折射多层膜结构及其器件的理论分析和设计提供了理论参考.
一种新的Lyot型双折射调谐滤光片
张剑, 李国华
2005, 29(6): 639-640,648.
摘要:
石英晶体波片的延迟量对入射倾角有很大的敏感性,利用波片的这一特性,从普通的Lyot型双折射滤光片的基本原理出发,设计了一种新的Loyt型双折射调谐滤光片.调谐的方法是使石英波片绕平行于光轴的轴向转动.理论和实验证明这一设计有较好的可调性,可调范围比较宽.比普通的加入λ/4波片和λ/2波片的Lyot型双折射调谐滤光片简化了结构、降低了成本.
应力双折射对Nd:YVO4激光输出功率的影响
吴季, 吴少凡, 张戈
2005, 29(6): 649-651.
摘要:
从研究目前热门的激光晶体Nd:YVO4应力双折射入手,研究了其对激光非线性输出的影响.通过实验发现,激光晶体的应力双折射虽然很小,但是一定的应力双折射会导致激光的非线性输出.通过实验掌握了一套方法,可挑选质量好的激光晶体,以便获得稳定的激光输出.
激光处理GaN薄膜的研究
陶华锋, 杨忠孝, 宁永功, 屠晶景, 徐洪艳
2005, 29(6): 652-653,656.
摘要:
通过激光损伤实验,报道了GaN薄膜10.6μm CO2激光的损伤阈值是64 J/cm2;为了改善GaN薄膜质量,对其进行了10.6μm CO2激光辐照处理,结果表明,处理后GaN薄膜的缺陷密度明显降低.并对机理进行了分析.
激光物理与激光元器件
Cr4+:YAG被动调Q腔外三倍频紫外激光器
贾富强, 郑权, 薛庆华, 谭成桥, 钱龙生
2005, 29(6): 629-631.
摘要:
理论上分析了影响腔外三倍频输出效率的各因素,并对Cr4+:YAG小信号透过率、输出镜透过率、聚焦透镜焦距、非线性晶体尺寸的优化选取以及各元件的合理放置进行了讨论.在最大抽运功率为17W的情况下,获得了336mW的355nm准连续紫外激光输出,重复频率为28kHz,脉宽12ns,单脉冲能量为12J,峰值功率为1kW,总的光-光转换效率为2%.
微尺度下新型MEMS滤波器的研究
赵继德, 李应良, 马传龙
2005, 29(6): 632-635.
摘要:
分析了MEMS共面波导结构,在MEMS共面波导的基础上设计了一种MEMS滤波器,研究了它的电磁学、热应力等微尺度效应.在这些微尺度条件下分析了器件的相关性能,这些参数为获取实际的MEMS滤波器提供了一些有意义的数据.若改变设计参数,可获取其它同类型的带阻、带通滤波器件,为无线通信中的MEMS器件研究在材料选择、器件设计等方面提供了一些理论依据及其实际经验.
双波长激光测距最佳波长组合的选取
李人东, 张忠萍, 杨福民, 扈荆夫
2005, 29(6): 645-648.
摘要:
为获得双波长卫星激光测距的最佳波长组合,考虑了大气效应、接收光电器件的响应、激光器等因素,从大气改正精度出发,利用激光雷达方程,得到了评价波长组合优劣的波长优数公式.分别对倍频和喇曼频移两种技术产生的各种波长组合的波长优数进行计算.分析和讨论了在开展双波长可选波长组合的情况,为最佳波长的选择提供了一定的依据和标准.