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RSS2011年 35卷 第2期
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2011, 35(2): 145-147,151.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.001
[摘要]
[PDF 409KB]
摘要:
为了满足相干探测技术对激光光源的需求,采用主振功率放大技术,对全光纤、高重复频率、1550nm单频脉冲光纤激光器进行了研究。得到了脉冲宽度400ns、重复频率10kHz、单脉冲能量14μJ、平均功率148mW的单模光纤激光脉冲输出。实验中还发现了光纤中过高的功率密度所引起的受激布里渊散射(SBS)将导致激光脉冲波形的变形。提出了抑制SBS效应、提高输出功率的方法。结果表明,单频脉冲放大过程中,SBS效应是阻碍功率提高的主要因素,必须抑制SBS效应才能提高输出功率。
为了满足相干探测技术对激光光源的需求,采用主振功率放大技术,对全光纤、高重复频率、1550nm单频脉冲光纤激光器进行了研究。得到了脉冲宽度400ns、重复频率10kHz、单脉冲能量14μJ、平均功率148mW的单模光纤激光脉冲输出。实验中还发现了光纤中过高的功率密度所引起的受激布里渊散射(SBS)将导致激光脉冲波形的变形。提出了抑制SBS效应、提高输出功率的方法。结果表明,单频脉冲放大过程中,SBS效应是阻碍功率提高的主要因素,必须抑制SBS效应才能提高输出功率。
2011, 35(2): 167-169,181.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.007
摘要:
为了有效缓解闪光灯抽运长脉冲绿激光器中的热透镜效应,采用矩阵光学理论,通过高斯光束的矩阵变换,分析了灯抽运长脉冲激光棒的热透镜效应,并设计了热透镜不灵敏的V型谐振腔,进行了理论分析和实验验证,取得了良好的实验结果。结果表明,通过高斯光束的矩阵变换及模拟分析选择的参量是合适的,这一结果对于缓解激光器热透镜效应、提高大能量医用激光器的激光性能是有帮助的。
为了有效缓解闪光灯抽运长脉冲绿激光器中的热透镜效应,采用矩阵光学理论,通过高斯光束的矩阵变换,分析了灯抽运长脉冲激光棒的热透镜效应,并设计了热透镜不灵敏的V型谐振腔,进行了理论分析和实验验证,取得了良好的实验结果。结果表明,通过高斯光束的矩阵变换及模拟分析选择的参量是合适的,这一结果对于缓解激光器热透镜效应、提高大能量医用激光器的激光性能是有帮助的。
2011, 35(2): 170-172,176.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.008
摘要:
为了实现液晶移相器的每个光栅电极的驱动电压可以单独控制的目的,采用现场可编程门阵列编程的方法,进行了理论分析和实验验证,实现了驱动液晶移相器光栅电极的电压,以达到调整电极的相位分布。结果表明,液晶光栅电极相位的周期性分布对传输的光波可以进行相位调制,即可实现扫描。这一结果对调节液晶移相器光栅电极的相位是有帮助的。
为了实现液晶移相器的每个光栅电极的驱动电压可以单独控制的目的,采用现场可编程门阵列编程的方法,进行了理论分析和实验验证,实现了驱动液晶移相器光栅电极的电压,以达到调整电极的相位分布。结果表明,液晶光栅电极相位的周期性分布对传输的光波可以进行相位调制,即可实现扫描。这一结果对调节液晶移相器光栅电极的相位是有帮助的。
2011, 35(2): 196-198.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.015
摘要:
为了研究互注入半导体激光器产生的混沌带宽及复杂程度,采用互注入半导体激光器速率方程进行了理论分析。结果表明,随着注入系数的增加,混沌的带宽变大,混沌复杂程度变高;偏置电流越大,混沌的带宽越大,时间序列标准差越大,混沌越复杂。这为实现更为复杂的高带宽混沌提供了理论指导。
为了研究互注入半导体激光器产生的混沌带宽及复杂程度,采用互注入半导体激光器速率方程进行了理论分析。结果表明,随着注入系数的增加,混沌的带宽变大,混沌复杂程度变高;偏置电流越大,混沌的带宽越大,时间序列标准差越大,混沌越复杂。这为实现更为复杂的高带宽混沌提供了理论指导。
2011, 35(2): 230-233,263.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.024
摘要:
为了获得更好的混合效果,将3股互击式喷注器中间的喷注孔与两侧的喷注孔进行异型设计,改为直孔与锥形孔的组合,得到两种新型结构的3股互击式喷注器。应用计算流体力学方法,在"燃料-氧化剂-燃料"组合条件下,对上述两种结构及全直孔式喷注器的流场进行了3维的数值模拟。互击式喷注器主要通过横向旋涡驱动来实现快速混合;氧化剂喷注采用锥形孔后,旋涡强度偏低,而燃料喷注采用锥形孔后,旋涡强度则有所提高。选取质量加权平均的未混合度作为评价参量,比较了3种不同喷注器结构的混合效果,发现燃料喷注采用锥形孔的3股互击式喷注器混合效果最好,全直孔式居中,氧化剂喷注采用锥形孔的最差。结果表明,对化学激光器燃烧室喷注器的设计而言,可考虑对两种喷注孔进行异型设计,如将燃料喷注改用锥形孔,以便进一步改善混合效果。
为了获得更好的混合效果,将3股互击式喷注器中间的喷注孔与两侧的喷注孔进行异型设计,改为直孔与锥形孔的组合,得到两种新型结构的3股互击式喷注器。应用计算流体力学方法,在"燃料-氧化剂-燃料"组合条件下,对上述两种结构及全直孔式喷注器的流场进行了3维的数值模拟。互击式喷注器主要通过横向旋涡驱动来实现快速混合;氧化剂喷注采用锥形孔后,旋涡强度偏低,而燃料喷注采用锥形孔后,旋涡强度则有所提高。选取质量加权平均的未混合度作为评价参量,比较了3种不同喷注器结构的混合效果,发现燃料喷注采用锥形孔的3股互击式喷注器混合效果最好,全直孔式居中,氧化剂喷注采用锥形孔的最差。结果表明,对化学激光器燃烧室喷注器的设计而言,可考虑对两种喷注孔进行异型设计,如将燃料喷注改用锥形孔,以便进一步改善混合效果。
2011, 35(2): 252-254.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.030
摘要:
为了研究长周期光纤光栅透射谱的温度特性,采用光纤3层模型进行了仿真研究,得出了1阶低次包层模与导模耦合时透射谱的变化规律。结果表明,在低温度范围内,其透射峰的深度基本不受温度的影响,不同谐振波长对应不同的温度灵敏性,次数越高灵敏度越高,K7=0.04951nm/℃,K3=0.04246nm/℃,但同一谐振波长对温度的响应具有良好的线性关系。
为了研究长周期光纤光栅透射谱的温度特性,采用光纤3层模型进行了仿真研究,得出了1阶低次包层模与导模耦合时透射谱的变化规律。结果表明,在低温度范围内,其透射峰的深度基本不受温度的影响,不同谐振波长对应不同的温度灵敏性,次数越高灵敏度越高,K7=0.04951nm/℃,K3=0.04246nm/℃,但同一谐振波长对温度的响应具有良好的线性关系。
2011, 35(2): 260-263.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.032
摘要:
为了分析垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性,考虑到有源腔有效折射率和载流子浓度之间的关系,并结合载流子速率方程,采用建立腔内平均光子数与输入信号光功率之间的关系的研究方法,对垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性进行了理论分析和数值仿真。结果表明,在一定的输入光功率和波长条件下,可以观察到双稳现象;双稳环的宽度随着输入光功率的变化先增大而后减小;在一定的输入光功率下,双稳环宽度随着抽运光功率的增大而增大;对于波长大于中心波长的信号,其增益在某些区域被放大。
为了分析垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性,考虑到有源腔有效折射率和载流子浓度之间的关系,并结合载流子速率方程,采用建立腔内平均光子数与输入信号光功率之间的关系的研究方法,对垂直腔半导体光放大器的调谐输出特性进行了理论分析和数值仿真。结果表明,在一定的输入光功率和波长条件下,可以观察到双稳现象;双稳环的宽度随着输入光功率的变化先增大而后减小;在一定的输入光功率下,双稳环宽度随着抽运光功率的增大而增大;对于波长大于中心波长的信号,其增益在某些区域被放大。
2011, 35(2): 278-281.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.037
摘要:
为了探讨超短光脉冲在分布式光纤放大器中的传输放大特性及影响因素,建立了光脉冲在光纤放大器中的基本传输方程,以掺镱光纤放大器为例,采用分步傅里叶变换法对放大器中光脉冲的演变进行了模拟,讨论了初始啁啾和增益色散的影响。结果表明,当光脉冲在分布式光纤放大器中传输时,光纤的色散、非线性效应均会影响脉冲的形状和频谱,光脉冲初始啁啾也会对脉冲的传输状态产生影响;对于宽频谱光脉冲,增益色散相当于一种损耗机制,应该考虑其影响。相关结果对光纤放大器的系统设计和优化具有一定的参考价值。
为了探讨超短光脉冲在分布式光纤放大器中的传输放大特性及影响因素,建立了光脉冲在光纤放大器中的基本传输方程,以掺镱光纤放大器为例,采用分步傅里叶变换法对放大器中光脉冲的演变进行了模拟,讨论了初始啁啾和增益色散的影响。结果表明,当光脉冲在分布式光纤放大器中传输时,光纤的色散、非线性效应均会影响脉冲的形状和频谱,光脉冲初始啁啾也会对脉冲的传输状态产生影响;对于宽频谱光脉冲,增益色散相当于一种损耗机制,应该考虑其影响。相关结果对光纤放大器的系统设计和优化具有一定的参考价值。
2011, 35(2): 282-284.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.038
摘要:
为了研究激光-等离子体相互作用过程中的光子加速(光子频率上移),采用数值模拟方法进行了理论计算和数值计算验证,取得了光子加速的重要计算机模拟结果。结果表明,等离子体激光相互作用过程中的光子频率上移与所用的激光脉冲形式和脉冲宽度有关,存在最佳脉冲宽度和脉冲上升宽度,还存在等离子体电子密度上限。这一结果对进一步研究激光等离子体粒子加速有帮助。
为了研究激光-等离子体相互作用过程中的光子加速(光子频率上移),采用数值模拟方法进行了理论计算和数值计算验证,取得了光子加速的重要计算机模拟结果。结果表明,等离子体激光相互作用过程中的光子频率上移与所用的激光脉冲形式和脉冲宽度有关,存在最佳脉冲宽度和脉冲上升宽度,还存在等离子体电子密度上限。这一结果对进一步研究激光等离子体粒子加速有帮助。
2011, 35(2): 148-151.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.002
摘要:
悬垂结构是选区激光熔化成型存在的固有几何限制,其容易导致成型件形状与尺寸精度变差。为了掌握悬垂面成型出现缺陷的原因,在自主研发的选区激光熔化成型设备上,采用316L不锈钢粉末,进行了高速与低速条件下成型不同倾斜角度和不同扫描线长度的悬垂结构实验。结果表明,倾斜角越小和扫描速度越小,翘曲变形越严重,理论分析了最小成型角度与可靠成型角度分别与高速扫描、低速扫描的实验结果吻合。高速扫描可成型具有最小成型角度的悬垂面,而低速扫描下只能成型可靠成型角度的悬垂面。悬垂面沿着长线扫描方向更容易发生翘曲变形。通过对悬垂面进行局部成型参量控制,可以明显改善成型质量。本研究从工艺与设计的角度为选区激光熔化技术成型悬垂面提供了依据,并给出了初步解决方法。
悬垂结构是选区激光熔化成型存在的固有几何限制,其容易导致成型件形状与尺寸精度变差。为了掌握悬垂面成型出现缺陷的原因,在自主研发的选区激光熔化成型设备上,采用316L不锈钢粉末,进行了高速与低速条件下成型不同倾斜角度和不同扫描线长度的悬垂结构实验。结果表明,倾斜角越小和扫描速度越小,翘曲变形越严重,理论分析了最小成型角度与可靠成型角度分别与高速扫描、低速扫描的实验结果吻合。高速扫描可成型具有最小成型角度的悬垂面,而低速扫描下只能成型可靠成型角度的悬垂面。悬垂面沿着长线扫描方向更容易发生翘曲变形。通过对悬垂面进行局部成型参量控制,可以明显改善成型质量。本研究从工艺与设计的角度为选区激光熔化技术成型悬垂面提供了依据,并给出了初步解决方法。
2011, 35(2): 152-155.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.003
摘要:
为了提高镁合金激光焊接认识程度,采用高功率CO2激光焊接了10mm厚AZ31镁合金,并对焊缝微观组织和接头抗拉强度进行了研究。在高温作用下,因为镁元素的高温蒸发与烧损,焊缝表面会形成难以克服的凹坑缺陷。在实验条件下,焊缝熔合区微观组织为等轴枝晶,且随着焊接热输入的减少,晶粒细化。抗拉强度测试表明,表面凹坑和焊缝内气孔缺陷是影响接头抗拉强度的主要因素;在表面凹坑缺陷存在时,接头抗拉强度最高仅为母材的74%,但是,通过补焊消除该缺陷后,接头抗拉强度达到母材的91%。焊缝气孔则是补焊接头表面凹坑缺陷消除后抗拉强度仍然低于母材的主要原因。结果表明,采用适当方法消除表面凹坑及气孔缺陷是提高厚板镁合金激光焊接接头力学性能的必要方法。
为了提高镁合金激光焊接认识程度,采用高功率CO2激光焊接了10mm厚AZ31镁合金,并对焊缝微观组织和接头抗拉强度进行了研究。在高温作用下,因为镁元素的高温蒸发与烧损,焊缝表面会形成难以克服的凹坑缺陷。在实验条件下,焊缝熔合区微观组织为等轴枝晶,且随着焊接热输入的减少,晶粒细化。抗拉强度测试表明,表面凹坑和焊缝内气孔缺陷是影响接头抗拉强度的主要因素;在表面凹坑缺陷存在时,接头抗拉强度最高仅为母材的74%,但是,通过补焊消除该缺陷后,接头抗拉强度达到母材的91%。焊缝气孔则是补焊接头表面凹坑缺陷消除后抗拉强度仍然低于母材的主要原因。结果表明,采用适当方法消除表面凹坑及气孔缺陷是提高厚板镁合金激光焊接接头力学性能的必要方法。
2011, 35(2): 156-159.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.004
摘要:
为了研究平流层大气风场,介绍了分子散射多普勒测风激光雷达的基本原理。基于测量误差最小和消除气溶胶的影响设计了标准具的参量。设计了分子测风激光雷达接收机,该接收机结构紧凑,可以灵活便捷地放置在机架上。并将本接收机用于分子测风激光雷达系统中进行了标准具透过率的测量和风廓线的初步测量。结果表明,标准具透过率曲线测量的结果和设计的大体一致,速率灵敏度较设计的略微下降,风廓线趋势和美国Goddard系统所测量的大体一致,这说明本系统光学接收机能够完成分子的多普勒风速测量。
为了研究平流层大气风场,介绍了分子散射多普勒测风激光雷达的基本原理。基于测量误差最小和消除气溶胶的影响设计了标准具的参量。设计了分子测风激光雷达接收机,该接收机结构紧凑,可以灵活便捷地放置在机架上。并将本接收机用于分子测风激光雷达系统中进行了标准具透过率的测量和风廓线的初步测量。结果表明,标准具透过率曲线测量的结果和设计的大体一致,速率灵敏度较设计的略微下降,风廓线趋势和美国Goddard系统所测量的大体一致,这说明本系统光学接收机能够完成分子的多普勒风速测量。
2011, 35(2): 160-162.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.005
摘要:
为了解决在非晶硅薄膜太阳能电池的制备中,喷砂除边工序存在污染大、加工一致性不佳等问题,使用1064nm脉冲光纤激光器,在加工速率3500mm/s、功率30W、重复频率80kHz、填充线间距0.05mm的参量下,完成了激光除边,获得了清除区电阻大于1000MΩ的样品。根据实验效果确定了最佳光斑交叠比,x和y方向的最佳比值分别为0.83和0.88。结果表明,激光功率足够时,光斑交叠情况会明显影响除边的效率和效果,扫描速率应与重复频率和填充线间距匹配,从而在最佳效率下获得理想的加工效果。
为了解决在非晶硅薄膜太阳能电池的制备中,喷砂除边工序存在污染大、加工一致性不佳等问题,使用1064nm脉冲光纤激光器,在加工速率3500mm/s、功率30W、重复频率80kHz、填充线间距0.05mm的参量下,完成了激光除边,获得了清除区电阻大于1000MΩ的样品。根据实验效果确定了最佳光斑交叠比,x和y方向的最佳比值分别为0.83和0.88。结果表明,激光功率足够时,光斑交叠情况会明显影响除边的效率和效果,扫描速率应与重复频率和填充线间距匹配,从而在最佳效率下获得理想的加工效果。
2011, 35(2): 163-166.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.006
摘要:
为了研究激光扫描速率对镍基熔覆层组织及耐蚀性能的影响,采用喷涂预置涂层与不同扫描速率下激光重熔工艺在Q235低碳钢表面制备了镍基合金熔覆层,利用光学显微镜与扫描电镜对熔覆层表面宏观形貌和微观组织形貌进行了观察,利用显微硬度计和电化学腐蚀法对熔覆层显微硬度与耐蚀性进行了测定与分析。结果表明,其它条件不变,随着激光扫描速率的增加,熔覆层组织更加致密、均匀,晶粒愈发细小,并且白亮枝晶增多,枝晶间的共晶减少;由于晶粒细化等作用,使得熔覆层的平均显微硬度与耐蚀性能均得到了显著提高;其中,以激光功率为3kW、扫描速率为6mm/s、光斑直径为3mm等参量下得到的熔覆层组织及性能最优。这些结果对合理选取激光熔覆工艺参量以达到最佳熔覆效果是有帮助的。
为了研究激光扫描速率对镍基熔覆层组织及耐蚀性能的影响,采用喷涂预置涂层与不同扫描速率下激光重熔工艺在Q235低碳钢表面制备了镍基合金熔覆层,利用光学显微镜与扫描电镜对熔覆层表面宏观形貌和微观组织形貌进行了观察,利用显微硬度计和电化学腐蚀法对熔覆层显微硬度与耐蚀性进行了测定与分析。结果表明,其它条件不变,随着激光扫描速率的增加,熔覆层组织更加致密、均匀,晶粒愈发细小,并且白亮枝晶增多,枝晶间的共晶减少;由于晶粒细化等作用,使得熔覆层的平均显微硬度与耐蚀性能均得到了显著提高;其中,以激光功率为3kW、扫描速率为6mm/s、光斑直径为3mm等参量下得到的熔覆层组织及性能最优。这些结果对合理选取激光熔覆工艺参量以达到最佳熔覆效果是有帮助的。
2011, 35(2): 177-181.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.010
摘要:
为了研制激光直写标志牌系统所需的专用熔覆粉末,以满足铁路货车用耐候钢Q450NQR1凸字型标志的要求,采用均匀设计与优化的方法,对熔覆合金粉末的成分进行了理论分析和试验验证,取得了不同成分下熔覆层的外观形貌、硬度、腐蚀失重及失重率等数据。结果表明,当合金成分的质量分数为w(Ni)=0.20～0.22,w(Cr)=0.14～0.155,w(Si)=0.01～0.015,w(B)=0.005～0.006、Fe为余量时,所获得的熔覆层外形美观,与基材具有很好的冶金结合,且具有比母材更好的耐大气腐蚀性能。这一结果对激光直接写标志牌系统在铁路货车行业中的应用是有帮助的。
为了研制激光直写标志牌系统所需的专用熔覆粉末,以满足铁路货车用耐候钢Q450NQR1凸字型标志的要求,采用均匀设计与优化的方法,对熔覆合金粉末的成分进行了理论分析和试验验证,取得了不同成分下熔覆层的外观形貌、硬度、腐蚀失重及失重率等数据。结果表明,当合金成分的质量分数为w(Ni)=0.20～0.22,w(Cr)=0.14～0.155,w(Si)=0.01～0.015,w(B)=0.005～0.006、Fe为余量时,所获得的熔覆层外形美观,与基材具有很好的冶金结合,且具有比母材更好的耐大气腐蚀性能。这一结果对激光直接写标志牌系统在铁路货车行业中的应用是有帮助的。
2011, 35(2): 185-188.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.012
摘要:
为了制备Ni基非晶涂层,采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8非晶复合涂层,分析了涂层显微组织及物相,测得了表征力学及耐蚀性能的实验数据。结果表明,涂层中存在大量呈树枝状和胞状的晶体相,由X射线衍射分析可知,涂层中出现了非晶及NiZr2,Ni5Nb,Al2O3和Fe-Ni金属间化合物等物相;当功率为3600W时,涂层中白色非晶相含量最多,且组织最为细小;功率为3000W时,涂层最高硬度在最表面,达到2399.9HK,表面耐磨失重为0.5921mg·mm-2;涂层耐蚀性能在功率为3600W时最佳,致钝电流密度最小为3.05mA/m2,钝化区间最宽为1170mV。由新判据设计的Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8成分具有较强非晶形成能力。
为了制备Ni基非晶涂层,采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8非晶复合涂层,分析了涂层显微组织及物相,测得了表征力学及耐蚀性能的实验数据。结果表明,涂层中存在大量呈树枝状和胞状的晶体相,由X射线衍射分析可知,涂层中出现了非晶及NiZr2,Ni5Nb,Al2O3和Fe-Ni金属间化合物等物相;当功率为3600W时,涂层中白色非晶相含量最多,且组织最为细小;功率为3000W时,涂层最高硬度在最表面,达到2399.9HK,表面耐磨失重为0.5921mg·mm-2;涂层耐蚀性能在功率为3600W时最佳,致钝电流密度最小为3.05mA/m2,钝化区间最宽为1170mV。由新判据设计的Ni60.5Zr19.63Nb18.07Al1.8成分具有较强非晶形成能力。
2011, 35(2): 189-192.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.013
摘要:
为了实现光学材料光学非均匀性的高精度检测,采用将光学材料制成一小楔角(小于0.117°)光学元件并利用菲索干涉法检测其光学非均匀性的方法,对测量过程进行了理论仿真分析和熔石英材料光学非均匀性的实验验证,取得了熔石英材料的光学非均匀性数据,峰谷值为4.33×10-6,均方根值为0.862×10-6,测量准确度优于4.8×10-7。结果表明,该测量方法能有效避免目前检测方法中将光学材料制成平板元件而引起干涉混叠的现象。
为了实现光学材料光学非均匀性的高精度检测,采用将光学材料制成一小楔角(小于0.117°)光学元件并利用菲索干涉法检测其光学非均匀性的方法,对测量过程进行了理论仿真分析和熔石英材料光学非均匀性的实验验证,取得了熔石英材料的光学非均匀性数据,峰谷值为4.33×10-6,均方根值为0.862×10-6,测量准确度优于4.8×10-7。结果表明,该测量方法能有效避免目前检测方法中将光学材料制成平板元件而引起干涉混叠的现象。
2011, 35(2): 199-201,205.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.016
摘要:
为了测得外差干涉仪的相位移,采用插频法对外差干涉仪的参考信号与测量信号进行了处理,从而测得两个信号的相位差即多普勒频移。插频法基于过零检测原理,即在测量信号与参考信号上升沿来临时,分别对两信号插入脉冲,通过对插入的脉冲计数,实现相位差的测量。外差干涉仪光源是拍频为2.2MHz的He-Ne激光,使用迈克尔逊干涉仪测量系统,插入脉冲频率为100MHz,计数及乘除等相关运算用现场可编程门阵列实现,理论分析测量分辨率可以达到(11)/(1000)λ,约为6.9608nm。结果表明,该方法具有很强的实际应用价值。
为了测得外差干涉仪的相位移,采用插频法对外差干涉仪的参考信号与测量信号进行了处理,从而测得两个信号的相位差即多普勒频移。插频法基于过零检测原理,即在测量信号与参考信号上升沿来临时,分别对两信号插入脉冲,通过对插入的脉冲计数,实现相位差的测量。外差干涉仪光源是拍频为2.2MHz的He-Ne激光,使用迈克尔逊干涉仪测量系统,插入脉冲频率为100MHz,计数及乘除等相关运算用现场可编程门阵列实现,理论分析测量分辨率可以达到(11)/(1000)λ,约为6.9608nm。结果表明,该方法具有很强的实际应用价值。
2011, 35(2): 206-209.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.018
摘要:
为了简单快速地得到激光表面淬火的硬化深度,利用激光加热过程中的半无限体表面点热源热扩散公式,在分析激光表面淬火相变硬化基本规律的基础上,对激光表面淬火硬化层深度的解析计算公式进行了推导和试验验证,并取得了较为理想的数据。结果表明,在现有试验条件下该计算方法是高效和正确的。
为了简单快速地得到激光表面淬火的硬化深度,利用激光加热过程中的半无限体表面点热源热扩散公式,在分析激光表面淬火相变硬化基本规律的基础上,对激光表面淬火硬化层深度的解析计算公式进行了推导和试验验证,并取得了较为理想的数据。结果表明,在现有试验条件下该计算方法是高效和正确的。
2011, 35(2): 234-237,241.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.025
摘要:
为了研究激光散斑对目标探测的影响,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,进行了双程传输中激光束照射远场目标时在接收平面上散斑的统计特性的理论分析,导出了汇聚光束及准直光束照射情况下散斑场的互相关函数、平均散射强度以及强度协方差的表达式。结果表明,随着波束特征半径以及传输距离的减小,会聚波束照射时接收平面上散斑场的互相关函数下降迅速,而准直波束正好相反,总体上准直波束比会聚波束下降要快得多;强度协方差函数的变化规律与互相关函数的变化规律基本一致。
为了研究激光散斑对目标探测的影响,采用广义惠更斯-菲涅耳原理,进行了双程传输中激光束照射远场目标时在接收平面上散斑的统计特性的理论分析,导出了汇聚光束及准直光束照射情况下散斑场的互相关函数、平均散射强度以及强度协方差的表达式。结果表明,随着波束特征半径以及传输距离的减小,会聚波束照射时接收平面上散斑场的互相关函数下降迅速,而准直波束正好相反,总体上准直波束比会聚波束下降要快得多;强度协方差函数的变化规律与互相关函数的变化规律基本一致。
2011, 35(2): 238-241.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.026
摘要:
为了增加单次激光脉冲刻蚀微坑的深度,提高加工效率,利用双声光调制技术,通过对比不同能量密度的脉冲激光刻蚀微坑深度,及对比两种激光器输出的激光脉冲刻蚀微坑形貌,研究了激光参量对刻蚀微坑形貌的影响。结果表明,脉冲能量密度为20.21J/cm2时,刻蚀微坑深度达到最大值,继续增加能量密度时,微坑深度将随之减小;相比于单腔激光器,双腔激光器刻蚀微坑深度从5μm增加至10μm,微坑直径从161μm降至134μm。
为了增加单次激光脉冲刻蚀微坑的深度,提高加工效率,利用双声光调制技术,通过对比不同能量密度的脉冲激光刻蚀微坑深度,及对比两种激光器输出的激光脉冲刻蚀微坑形貌,研究了激光参量对刻蚀微坑形貌的影响。结果表明,脉冲能量密度为20.21J/cm2时,刻蚀微坑深度达到最大值,继续增加能量密度时,微坑深度将随之减小;相比于单腔激光器,双腔激光器刻蚀微坑深度从5μm增加至10μm,微坑直径从161μm降至134μm。
2011, 35(2): 245-248.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.028
摘要:
光学元件表面的颗粒污染物会影响到光学系统的正常运行,为了解决此污染问题,采用激光等离子体冲击波清洗法移除K9玻璃表面的SiO2颗粒污染物。在激光器扫描模式下,实验研究此方法的清洗效果;在激光单点作用下,理论计算了颗粒位置、激光作用距离及激光能量对清洗效果的影响,并以实验加以验证。结果表明,通过良好地控制激光参量,采用Nd:YAG激光清洗K9玻璃表面的SiO2颗粒具有明显的效果;在激光单点作用下,计算结果与实验结果规律一致。
光学元件表面的颗粒污染物会影响到光学系统的正常运行,为了解决此污染问题,采用激光等离子体冲击波清洗法移除K9玻璃表面的SiO2颗粒污染物。在激光器扫描模式下,实验研究此方法的清洗效果;在激光单点作用下,理论计算了颗粒位置、激光作用距离及激光能量对清洗效果的影响,并以实验加以验证。结果表明,通过良好地控制激光参量,采用Nd:YAG激光清洗K9玻璃表面的SiO2颗粒具有明显的效果;在激光单点作用下,计算结果与实验结果规律一致。
2011, 35(2): 249-251.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.029
摘要:
针对复杂而密集的电磁环境下多信号共存与传输的特点,为解决光学相干接收系统多信号的同时处理能力,基于声光偏转原理,设计了采用声光偏转技术和光纤相干光探测相结合的测频系统,对不同频率信号的声光互作用和光束偏转进行分析,通过对多频互调的数值仿真,给出了减小多信号互作用下互调现象的解决方案。构建了实验平台,将空间光注入到光纤进行信号复用和传输处理。结果表明,系统对信号的实时捕获能力强,在系统带宽内实现了多信号载频的同时测量,经测试频率分辨率优于0.1MHz,截获率为100%。
针对复杂而密集的电磁环境下多信号共存与传输的特点,为解决光学相干接收系统多信号的同时处理能力,基于声光偏转原理,设计了采用声光偏转技术和光纤相干光探测相结合的测频系统,对不同频率信号的声光互作用和光束偏转进行分析,通过对多频互调的数值仿真,给出了减小多信号互作用下互调现象的解决方案。构建了实验平台,将空间光注入到光纤进行信号复用和传输处理。结果表明,系统对信号的实时捕获能力强,在系统带宽内实现了多信号载频的同时测量,经测试频率分辨率优于0.1MHz,截获率为100%。
2011, 35(2): 268-271.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.034
摘要:
为了实现激光雷达对热层氦浓度的探测,采用理论分析和计算机模拟的方法,计算了组成亚稳态氦1083nm的3条共振辐射线的大气吸收系数,得到了大气吸收系数的数量级为10-3。结果表明,对于同一光谱线,大气吸收系数与原子浓度成正比,与温度的1/4次方成正比,而与压强成反比;对不同光谱线,大气吸收系数与中心波长成正比;在谱线半宽度内,平均大气吸收系数和谱线中心大气吸收系数成正比。最后指出了大气吸收系数在光谱分析中的应用。此分析讨论对于激光雷达对热层氦浓度的探测具有一定的参考意义。
为了实现激光雷达对热层氦浓度的探测,采用理论分析和计算机模拟的方法,计算了组成亚稳态氦1083nm的3条共振辐射线的大气吸收系数,得到了大气吸收系数的数量级为10-3。结果表明,对于同一光谱线,大气吸收系数与原子浓度成正比,与温度的1/4次方成正比,而与压强成反比;对不同光谱线,大气吸收系数与中心波长成正比;在谱线半宽度内,平均大气吸收系数和谱线中心大气吸收系数成正比。最后指出了大气吸收系数在光谱分析中的应用。此分析讨论对于激光雷达对热层氦浓度的探测具有一定的参考意义。
2011, 35(2): 272-274,277.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.035
摘要:
为了研究采样点数目对由泽尔尼克多项式所拟合的波面的拟合精度的影响,采用不完全归纳法进行了理论分析,取得了数十个不同的测试函数的采样点与拟合精度之间的数据关系。结果表明,不同的测试函数遵循相同的规律,即采样点数目达到一定数目后,拟合精度随采样点的变化很小;并通过计算得到了在较高拟合精度时,采样点数目与泽尔尼克多项式的项数之间的变化规律,由此得到相关的采样点数目确定的经验公式。这对于泽尔尼克多项式拟合波面具有很好的指导意义。
为了研究采样点数目对由泽尔尼克多项式所拟合的波面的拟合精度的影响,采用不完全归纳法进行了理论分析,取得了数十个不同的测试函数的采样点与拟合精度之间的数据关系。结果表明,不同的测试函数遵循相同的规律,即采样点数目达到一定数目后,拟合精度随采样点的变化很小;并通过计算得到了在较高拟合精度时,采样点数目与泽尔尼克多项式的项数之间的变化规律,由此得到相关的采样点数目确定的经验公式。这对于泽尔尼克多项式拟合波面具有很好的指导意义。
2011, 35(2): 173-176.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.009
摘要:
为了研究可调相位型液体表面波光栅的衍射效应,采用低频信号发生器驱动振子、激发产生液体表面波的实验方法,得到了清晰、稳定的衍射图样,观察到衍射条纹间距随着液体表面波频率的改变而改变。并且在特定频率输出条件下,改变表面波振幅,可以得到衍射条纹的缺级现象。根据物理光学理论,周期性振动的表面波可以视作为一相位型光栅,对入射光进行相位调制的理论模型,理论上得出了衍射条纹的强度分布与表面波振幅之间的解析表达式,很好地解释了条纹间距变化和缺级现象,和实验符合较好,并且与普通刻痕光栅的光衍射现象进行了对比分析。结果表明,二者虽然表象类似,但物理机理却有很大差异。由于液体表面波的参量具有可调性,因此其衍射效应明显,可用于教学和科研。
为了研究可调相位型液体表面波光栅的衍射效应,采用低频信号发生器驱动振子、激发产生液体表面波的实验方法,得到了清晰、稳定的衍射图样,观察到衍射条纹间距随着液体表面波频率的改变而改变。并且在特定频率输出条件下,改变表面波振幅,可以得到衍射条纹的缺级现象。根据物理光学理论,周期性振动的表面波可以视作为一相位型光栅,对入射光进行相位调制的理论模型,理论上得出了衍射条纹的强度分布与表面波振幅之间的解析表达式,很好地解释了条纹间距变化和缺级现象,和实验符合较好,并且与普通刻痕光栅的光衍射现象进行了对比分析。结果表明,二者虽然表象类似,但物理机理却有很大差异。由于液体表面波的参量具有可调性,因此其衍射效应明显,可用于教学和科研。
2011, 35(2): 182-184,188.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.011
摘要:
为了研究退火温度对HfO2薄膜应力、光学常数和表面粗糙度的影响,采用电子枪蒸镀法制备了薄膜样品,在不同温度下进行了退火处理。利用ZYGO干涉仪、UV-3101PC分光光度计、X射线衍射仪和冷场发射扫描电镜对样品进行了测试。结果表明,在本实验条件下制备的HfO2薄膜都是无定形结构;残余应力均为张应力,且随退火温度的升高呈先减小后增大现象,在300℃退火条件下具有最小应力;HfO2薄膜折射率随退火温度的升高而增大,并且色散减小;低温退火可以提高HfO2薄膜的平整度,高温退火反而会使HfO2薄膜表面粗糙度增加。这些结果可以为制备高质量HfO2薄膜提供参考。
为了研究退火温度对HfO2薄膜应力、光学常数和表面粗糙度的影响,采用电子枪蒸镀法制备了薄膜样品,在不同温度下进行了退火处理。利用ZYGO干涉仪、UV-3101PC分光光度计、X射线衍射仪和冷场发射扫描电镜对样品进行了测试。结果表明,在本实验条件下制备的HfO2薄膜都是无定形结构;残余应力均为张应力,且随退火温度的升高呈先减小后增大现象,在300℃退火条件下具有最小应力;HfO2薄膜折射率随退火温度的升高而增大,并且色散减小;低温退火可以提高HfO2薄膜的平整度,高温退火反而会使HfO2薄膜表面粗糙度增加。这些结果可以为制备高质量HfO2薄膜提供参考。
2011, 35(2): 193-195,209.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.014
摘要:
为了研究Cr,Nd:YAG陶瓷作为太阳光抽运材料的可行性,采用光纤光谱仪实际测量了太阳光谱及其吸收光谱,计算了吸收系数曲线,以及Cr,Nd:YAG陶瓷吸收谱与太阳光谱的匹配程度,并在一定假设条件下,计算了介质的阈值抽运功率密度。结果表明,Cr,Nd:YAG陶瓷在可见光和近红外波段具有较宽的吸收带,其各个吸收带的总能量占太阳常数的38.44%,达到了很高的光谱匹配程度,证实了Cr,Nd:YAG陶瓷是太阳光抽运激光器工作物质的理想选择。
为了研究Cr,Nd:YAG陶瓷作为太阳光抽运材料的可行性,采用光纤光谱仪实际测量了太阳光谱及其吸收光谱,计算了吸收系数曲线,以及Cr,Nd:YAG陶瓷吸收谱与太阳光谱的匹配程度,并在一定假设条件下,计算了介质的阈值抽运功率密度。结果表明,Cr,Nd:YAG陶瓷在可见光和近红外波段具有较宽的吸收带,其各个吸收带的总能量占太阳常数的38.44%,达到了很高的光谱匹配程度,证实了Cr,Nd:YAG陶瓷是太阳光抽运激光器工作物质的理想选择。
2011, 35(2): 202-205.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.017
摘要:
为了实现光子晶体光纤与普通光纤低损耗熔接,采用优化熔接机参量和逐渐塌缩光子晶体光纤空气孔的方法,对光子晶体光纤和普通光纤熔接损耗的主要来源及普通熔接机参量的选择进行了详细的理论分析,并对光子晶体光纤和普通光纤模场直径相匹配和不匹配两种情况分别进行了熔接实验研究,取得了小于0.2dB和0.3dB的熔接损耗。结果表明,通过优化熔接机参量可以实现模场直径相匹配的光子晶体光纤与普通光纤的低损耗熔接,而模场直径不匹配的情况可以通过逐渐塌缩光子晶体光纤空气孔从而增加光子晶体光纤的模场直径的方法来实现低损耗熔接。
为了实现光子晶体光纤与普通光纤低损耗熔接,采用优化熔接机参量和逐渐塌缩光子晶体光纤空气孔的方法,对光子晶体光纤和普通光纤熔接损耗的主要来源及普通熔接机参量的选择进行了详细的理论分析,并对光子晶体光纤和普通光纤模场直径相匹配和不匹配两种情况分别进行了熔接实验研究,取得了小于0.2dB和0.3dB的熔接损耗。结果表明,通过优化熔接机参量可以实现模场直径相匹配的光子晶体光纤与普通光纤的低损耗熔接,而模场直径不匹配的情况可以通过逐渐塌缩光子晶体光纤空气孔从而增加光子晶体光纤的模场直径的方法来实现低损耗熔接。
2011, 35(2): 242-244.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.027
摘要:
为了研究液晶的电控双折射效应在光通信中的应用,采用偏光干涉方法,对液晶透射比随电压的变化情况进行了理论分析和实验验证。在室温20℃下利用岛津UV-3101PC分光光度计,通过改变加在液晶盒两端的电压,获得了入射光波长为1300nm和1550nm时液晶透射比随电压的变化关系曲线。结果表明,当在液晶盒两端加上2V的电压时,波长在1550nm附近有一个比较稳定的高透射带;加2.3V的电压时,波长在1300nm附近有一个比较稳定的高透射带。这一结果对光通信中液晶器件的设计是有帮助的。
为了研究液晶的电控双折射效应在光通信中的应用,采用偏光干涉方法,对液晶透射比随电压的变化情况进行了理论分析和实验验证。在室温20℃下利用岛津UV-3101PC分光光度计,通过改变加在液晶盒两端的电压,获得了入射光波长为1300nm和1550nm时液晶透射比随电压的变化关系曲线。结果表明,当在液晶盒两端加上2V的电压时,波长在1550nm附近有一个比较稳定的高透射带;加2.3V的电压时,波长在1300nm附近有一个比较稳定的高透射带。这一结果对光通信中液晶器件的设计是有帮助的。
2011, 35(2): 275-277.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.036
摘要:
为了提高菱体型消色差λ/4相位延迟器的精度,采用使λ/4相位延迟器的延迟误差为正负偏差和在设计时选择较大的折射率的方法,对延迟器件进行了理论分析和实验验证,取得了设计高精度λ/4相位延迟器的数据。结果表明,设计的延迟器件在350nm～2000nm的光谱范围内延迟量两次为90°,且最大延迟误差小于0.04°。与常规设计的延迟器件相比,新设计的延迟器件不仅可以扩大消色差范围,而且还可以大大提高消色差精度。这一结果对设计高精度λ/4相位延迟器是有帮助的。
为了提高菱体型消色差λ/4相位延迟器的精度,采用使λ/4相位延迟器的延迟误差为正负偏差和在设计时选择较大的折射率的方法,对延迟器件进行了理论分析和实验验证,取得了设计高精度λ/4相位延迟器的数据。结果表明,设计的延迟器件在350nm～2000nm的光谱范围内延迟量两次为90°,且最大延迟误差小于0.04°。与常规设计的延迟器件相比,新设计的延迟器件不仅可以扩大消色差范围,而且还可以大大提高消色差精度。这一结果对设计高精度λ/4相位延迟器是有帮助的。
2011, 35(2): 210-213.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.019
摘要:
相对于固体黄光激光器,光纤黄光激光器结构简单紧凑、可集成为一体、易于调节、便于维护,在现代医疗、材料加工、光谱分析、军事以及天文观测领域、激光引导星等技术领域有迫切的需求。综述了国际上光纤黄光激光器的研究方法、进展情况,对各种方法所面临的技术问题进行了对比分析和讨论。
相对于固体黄光激光器,光纤黄光激光器结构简单紧凑、可集成为一体、易于调节、便于维护,在现代医疗、材料加工、光谱分析、军事以及天文观测领域、激光引导星等技术领域有迫切的需求。综述了国际上光纤黄光激光器的研究方法、进展情况,对各种方法所面临的技术问题进行了对比分析和讨论。
2011, 35(2): 255-259.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.031
摘要:
合成孔径激光雷达是合成孔径信号处理技术和激光技术的有机集合体,是一种新体制主动成像激光雷达系统。首先介绍了合成孔径激光雷达的基本原理,然后对国内外在合成孔径激光雷达方面取得的成果进行了概述,通过对国内外系统的分析,介绍了合成孔径激光雷达走向工程实现需要克服的技术难点。最后指出其在军事、科研以及灾害和环境检测等领域都有广阔的应用前景。
合成孔径激光雷达是合成孔径信号处理技术和激光技术的有机集合体,是一种新体制主动成像激光雷达系统。首先介绍了合成孔径激光雷达的基本原理,然后对国内外在合成孔径激光雷达方面取得的成果进行了概述,通过对国内外系统的分析,介绍了合成孔径激光雷达走向工程实现需要克服的技术难点。最后指出其在军事、科研以及灾害和环境检测等领域都有广阔的应用前景。
2011, 35(2): 214-217.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.020
摘要:
为了有效处理大口径干涉仪测量过程中得到的低分辨率干涉图,采用一种通过调和处理和3值化等过程的处理方法,对实验获得的大口径干涉仪无法处理的干涉图进行了相位滤波处理并还原了对应的3维形貌,同时与传统Goldstein方法处理的结果进行了对比。结果表明,该方法提高了低分辨率干涉图的可还原性,为干涉图后续处理提供了有效手段。
为了有效处理大口径干涉仪测量过程中得到的低分辨率干涉图,采用一种通过调和处理和3值化等过程的处理方法,对实验获得的大口径干涉仪无法处理的干涉图进行了相位滤波处理并还原了对应的3维形貌,同时与传统Goldstein方法处理的结果进行了对比。结果表明,该方法提高了低分辨率干涉图的可还原性,为干涉图后续处理提供了有效手段。
2011, 35(2): 218-221,225.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.021
摘要:
为了分析激光器调Q开关对无线光通信中信号脉冲的影响,从激光形成的基本速率方程组出发,在不同的Q开关函数模型下,采用数值计算的方法,对调Q激光器输出脉冲的功率和波形特性进行了理论研究和仿真实现,取得了信号脉冲功率密度、脉冲宽度等仿真数据,并将脉冲各项参量与通信系统中常用的升余弦滚降信号进行比较。结果表明,调Q激光器输出脉冲有着较高的功率和良好的波形特性,因而能够很好地适应长距离无线光通信,并有效抑制码间串扰,降低误比特率。
为了分析激光器调Q开关对无线光通信中信号脉冲的影响,从激光形成的基本速率方程组出发,在不同的Q开关函数模型下,采用数值计算的方法,对调Q激光器输出脉冲的功率和波形特性进行了理论研究和仿真实现,取得了信号脉冲功率密度、脉冲宽度等仿真数据,并将脉冲各项参量与通信系统中常用的升余弦滚降信号进行比较。结果表明,调Q激光器输出脉冲有着较高的功率和良好的波形特性,因而能够很好地适应长距离无线光通信,并有效抑制码间串扰,降低误比特率。
2011, 35(2): 222-225.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.022
摘要:
为了防止在水下光通信系统中激光器发送长"0"或长"1"信号序列,避免通信系统发生无穷多个比特错误,采用一种新的卷积码编码方案,进行了编码设计和Viterbi译码理论分析与误比特性能仿真验证,用VHDL语言实现了编码器现场可编程门阵列设计,得到了编码系统与未编码系统的误比特率和达到同样误码性能所需的信噪比。结果表明,这种编码能够降低水下无线光通信系统的误比特率,提高通信的可靠性,降低系统对信噪比的需求。
为了防止在水下光通信系统中激光器发送长"0"或长"1"信号序列,避免通信系统发生无穷多个比特错误,采用一种新的卷积码编码方案,进行了编码设计和Viterbi译码理论分析与误比特性能仿真验证,用VHDL语言实现了编码器现场可编程门阵列设计,得到了编码系统与未编码系统的误比特率和达到同样误码性能所需的信噪比。结果表明,这种编码能够降低水下无线光通信系统的误比特率,提高通信的可靠性,降低系统对信噪比的需求。
2011, 35(2): 226-229,259.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.023
摘要:
为了扫描时既减少"切片"数目又保证图像质量,采用一种用于距离选通水下激光成像的变步长的延迟递增方法,首先通过辐射探测理论和景深原理确定接收镜头的焦距和对焦位置以及系统需要扫描的范围,再依据水下激光脉冲时域展宽理论确定延迟递进的步长和相应的选通门宽,最后进行了仿真计算和实验。结果表明,在保证图像质量的同时,基于该方法的距离选通成像系统可在7个脉冲成像内完成对15m到48.6m范围的扫描。实验结果证明了该方法的有效性,从而为距离选通技术的实用化发展提供了有益的尝试。
为了扫描时既减少"切片"数目又保证图像质量,采用一种用于距离选通水下激光成像的变步长的延迟递增方法,首先通过辐射探测理论和景深原理确定接收镜头的焦距和对焦位置以及系统需要扫描的范围,再依据水下激光脉冲时域展宽理论确定延迟递进的步长和相应的选通门宽,最后进行了仿真计算和实验。结果表明,在保证图像质量的同时,基于该方法的距离选通成像系统可在7个脉冲成像内完成对15m到48.6m范围的扫描。实验结果证明了该方法的有效性,从而为距离选通技术的实用化发展提供了有益的尝试。
2011, 35(2): 264-267,271.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.033
摘要:
为了实现有线信号和无线信号的同时传输,采用将有线信号和无线信号分别在两个正交的偏振态中构造混合网络的方法,用非对称输入的双臂马赫-曾德尔调制器来产生无线信号中的毫米波;利用相位调制器实现差分相位键控调制格式,以便在上行链路中实现载波重用有线信号,分别将调制后两个正交偏振态信号耦合到同一光波长上经过光纤传输至基站。在基站处将两个正交偏振态的信号分离,携带无线信号光载波经光电检测放大后由天线传输出去,而携带有线信号光载波分为两路,一路经过平衡检测器检测得到有线信号,另外一路应用到上行链路中实现载波重用。通过OPTICSYSTEM软件进行了理论分析和实验验证,得到了10Gbit/s有线信号和60GHz无线信号通过光纤传输50km后的眼图。结果表明,该方案传输效果很好。
为了实现有线信号和无线信号的同时传输,采用将有线信号和无线信号分别在两个正交的偏振态中构造混合网络的方法,用非对称输入的双臂马赫-曾德尔调制器来产生无线信号中的毫米波;利用相位调制器实现差分相位键控调制格式,以便在上行链路中实现载波重用有线信号,分别将调制后两个正交偏振态信号耦合到同一光波长上经过光纤传输至基站。在基站处将两个正交偏振态的信号分离,携带无线信号光载波经光电检测放大后由天线传输出去,而携带有线信号光载波分为两路,一路经过平衡检测器检测得到有线信号,另外一路应用到上行链路中实现载波重用。通过OPTICSYSTEM软件进行了理论分析和实验验证,得到了10Gbit/s有线信号和60GHz无线信号通过光纤传输50km后的眼图。结果表明,该方案传输效果很好。
2011, 35(2): 285-288.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.039
摘要:
为了研究高功率固体激光装置内污染诱导光学元件损伤问题,基于有限元数值方法,结合污染物诱导熔石英损伤机理,给出了熔石英样片在高功率脉冲激光辐照下的温度场和应力场分布。结果表明,激光脉冲辐照过程中主要以污染物的温度升高为主,最高至2800K,而样片温升不大,仅为7K;在激光脉冲辐照后100μs的时间内,样片表面中心快速升温至2200K,而边缘处仅为700K,在较短的距离内温度变化剧烈,由此产生的热应力导致表面发生损伤;损伤区域中心表现为压应力,边缘为拉应力,最大可达30.73MPa。测试了污染物诱导样片损伤斑的微观显微形貌,实验结果和理论计算结果符合较好。
为了研究高功率固体激光装置内污染诱导光学元件损伤问题,基于有限元数值方法,结合污染物诱导熔石英损伤机理,给出了熔石英样片在高功率脉冲激光辐照下的温度场和应力场分布。结果表明,激光脉冲辐照过程中主要以污染物的温度升高为主,最高至2800K,而样片温升不大,仅为7K;在激光脉冲辐照后100μs的时间内,样片表面中心快速升温至2200K,而边缘处仅为700K,在较短的距离内温度变化剧烈,由此产生的热应力导致表面发生损伤;损伤区域中心表现为压应力,边缘为拉应力,最大可达30.73MPa。测试了污染物诱导样片损伤斑的微观显微形貌,实验结果和理论计算结果符合较好。
