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RSS2006年 30卷 第6期
2006, 30(6): 561-563,580.
[摘要]
[PDF 951KB]
摘要:
为了研究硅片表面球形粒子的光散射情况,根据Mie氏理论,采用相差模型,得到了球形粒子在任意线偏振光照射下的散射光光强空间分布的计算方法,给出了球形粒子在s偏振和p偏振光分别以0°和70°角照射下散射光微分散射截面的模拟计算结果,并与相关的实验结果进行了比较,对硅片缺陷自动检测仪的研制具有指导意义。
为了研究硅片表面球形粒子的光散射情况,根据Mie氏理论,采用相差模型,得到了球形粒子在任意线偏振光照射下的散射光光强空间分布的计算方法,给出了球形粒子在s偏振和p偏振光分别以0°和70°角照射下散射光微分散射截面的模拟计算结果,并与相关的实验结果进行了比较,对硅片缺陷自动检测仪的研制具有指导意义。
2006, 30(6): 589-592.
摘要:
为了解决500mm以上大口径光束波前的实时测量问题,设计了一种波前测量系统,即透镜阵列测量仪,其最大优点是避免了现有的H-S波前传感器所面临的大口径缩束器的加工难题。介绍了该测量系统的组成结构及其测量原理,分析了测量系统在设计中的参数选择,并根据具体的系统参数讨论了测量系统的检测性能。在此基础上,利用数值模拟对1200mm口径光束进行了波前测量的仿真实验研究,分析了测量过程中系统标定对透镜阵列测量仪的作用。仿真实验表明,透镜阵列测量仪能够实现大口径光束的波前探测。
为了解决500mm以上大口径光束波前的实时测量问题,设计了一种波前测量系统,即透镜阵列测量仪,其最大优点是避免了现有的H-S波前传感器所面临的大口径缩束器的加工难题。介绍了该测量系统的组成结构及其测量原理,分析了测量系统在设计中的参数选择,并根据具体的系统参数讨论了测量系统的检测性能。在此基础上,利用数值模拟对1200mm口径光束进行了波前测量的仿真实验研究,分析了测量过程中系统标定对透镜阵列测量仪的作用。仿真实验表明,透镜阵列测量仪能够实现大口径光束的波前探测。
2006, 30(6): 564-566,569.
摘要:
为了提高激光多普勒调制器调制频率的稳定度,通过从光学、机械、电子学等方面的优化,对影响多普勒调制器的各种因素进行了深入的研究。实验结果表明,经过优化后的多普勒调制器的输出调制信号频率的相对标准误差达到了1%左右,能够满足锁相放大器对输入参考信号频率稳定度的要求。
为了提高激光多普勒调制器调制频率的稳定度,通过从光学、机械、电子学等方面的优化,对影响多普勒调制器的各种因素进行了深入的研究。实验结果表明,经过优化后的多普勒调制器的输出调制信号频率的相对标准误差达到了1%左右,能够满足锁相放大器对输入参考信号频率稳定度的要求。
2006, 30(6): 567-569.
摘要:
为了研究脉冲激光在不同介质中的刻蚀特性,采用20ns短脉冲、248nm准分子激光(能量为150mJ~250mJ)分别在水和空气两种介质中对半导体单晶Si片进行微刻蚀实验研究。在实验的基础上,研究了两种介质中准分子激光刻蚀Si的刻蚀孔的基本形貌和刻蚀速率,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,水辅助激光微加工时,熔屑易从加工区排出,有助于提高加工的表面质量;同时,水的约束提高了冲击作用,使得刻蚀速率加快。
为了研究脉冲激光在不同介质中的刻蚀特性,采用20ns短脉冲、248nm准分子激光(能量为150mJ~250mJ)分别在水和空气两种介质中对半导体单晶Si片进行微刻蚀实验研究。在实验的基础上,研究了两种介质中准分子激光刻蚀Si的刻蚀孔的基本形貌和刻蚀速率,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,水辅助激光微加工时,熔屑易从加工区排出,有助于提高加工的表面质量;同时,水的约束提高了冲击作用,使得刻蚀速率加快。
2006, 30(6): 574-577.
摘要:
传统的Drude-Lorentz方法只是适用于小孔径光导天线,对于大孔径光导天线,该算式的精确度已经远远不能达到要求。为了深入研究大孔径光导天线技术,在Drude-Lorentz理论的基础上,对光生载流子浓度的计算方法进行了改进,修正了其两个假设条件带来的误差,使之适合大孔径光导天线模拟计算。结果表明,改进的计算模型完全可以对大孔径光导天线进行模拟,并在此基础上分析计算了不同条件下大孔径光导天线的太赫兹辐射场及其频谱的变化,证明了这种新的计算模型可以满足大孔径光导天线太赫兹源的模拟计算的要求。
传统的Drude-Lorentz方法只是适用于小孔径光导天线,对于大孔径光导天线,该算式的精确度已经远远不能达到要求。为了深入研究大孔径光导天线技术,在Drude-Lorentz理论的基础上,对光生载流子浓度的计算方法进行了改进,修正了其两个假设条件带来的误差,使之适合大孔径光导天线模拟计算。结果表明,改进的计算模型完全可以对大孔径光导天线进行模拟,并在此基础上分析计算了不同条件下大孔径光导天线的太赫兹辐射场及其频谱的变化,证明了这种新的计算模型可以满足大孔径光导天线太赫兹源的模拟计算的要求。
2006, 30(6): 601-604.
摘要:
为了研究157nm激光对SiO2材料的加工特性,用157nm激光刻蚀晶体光纤的端面,以晶体光纤的微孔轮廓作为参照,对刻蚀深度和烧蚀程度进行定量地分析。157nm激光的光子能量达7.9 eV,能够被SiO2强烈地吸收,会在SiO2上诱导出点缺陷结构,产生大量的种子电子。同时光纤SiO2材料的掺杂使157nm激光损伤的阈值大大降低,实际加工速率达210nm/脉冲。结果表明,由于单光子雪崩电离吸收的速率远高于高阶多光子吸收的速率,所以157nm激光对SiO2材料损伤的主要机理是单光子雪崩电离吸收过程,破坏其分别占一半的离子键和共价键。在刻蚀过程中会产生热量,但由于损伤产生的时间仅20ns,形成的热影响区很小,故可得到较高的加工质量。
为了研究157nm激光对SiO2材料的加工特性,用157nm激光刻蚀晶体光纤的端面,以晶体光纤的微孔轮廓作为参照,对刻蚀深度和烧蚀程度进行定量地分析。157nm激光的光子能量达7.9 eV,能够被SiO2强烈地吸收,会在SiO2上诱导出点缺陷结构,产生大量的种子电子。同时光纤SiO2材料的掺杂使157nm激光损伤的阈值大大降低,实际加工速率达210nm/脉冲。结果表明,由于单光子雪崩电离吸收的速率远高于高阶多光子吸收的速率,所以157nm激光对SiO2材料损伤的主要机理是单光子雪崩电离吸收过程,破坏其分别占一半的离子键和共价键。在刻蚀过程中会产生热量,但由于损伤产生的时间仅20ns,形成的热影响区很小,故可得到较高的加工质量。
2006, 30(6): 605-607.
摘要:
以分析水中的光声信号的特点为目的,采用实验的方法利用压电陶瓷球形水听器、数字存储示波器,对TEACO2脉冲激光在水中激发声波的幅度、频率等特性进行了测量,并用信号分析软件进行分析和处理。结果表明,TEACO2脉冲激光在水中产生的声信号幅度随脉冲能量增加而增大。实验中首次发现,激光声频率在100kHz以内有31kHz和62kHz两个峰值,且该两频率峰值随激光脉冲宽度增加而减小。光声信号的以上特性表明,可以通过调节激光脉冲的能量和宽度,选择或控制应用于水声通信、水下资源探测等技术的光声信号。
以分析水中的光声信号的特点为目的,采用实验的方法利用压电陶瓷球形水听器、数字存储示波器,对TEACO2脉冲激光在水中激发声波的幅度、频率等特性进行了测量,并用信号分析软件进行分析和处理。结果表明,TEACO2脉冲激光在水中产生的声信号幅度随脉冲能量增加而增大。实验中首次发现,激光声频率在100kHz以内有31kHz和62kHz两个峰值,且该两频率峰值随激光脉冲宽度增加而减小。光声信号的以上特性表明,可以通过调节激光脉冲的能量和宽度,选择或控制应用于水声通信、水下资源探测等技术的光声信号。
2006, 30(6): 608-610,613.
摘要:
为了测量目标飞行器的位置及速度等信息,提出采用模拟插入脉冲计数法测距,最小二乘曲线拟合微分法测速,四象限(QD)光斑定位法测角。并在MATLAB/SIMULINK环境下,对采用该方法的脉冲激光雷达信息测量系统进行了计算机仿真。结果表明,距离测量精度高,误差小于0.01m,速度精度也高,误差小于0.02m/s。采用该测量技术的脉冲激光雷达是可靠的。
为了测量目标飞行器的位置及速度等信息,提出采用模拟插入脉冲计数法测距,最小二乘曲线拟合微分法测速,四象限(QD)光斑定位法测角。并在MATLAB/SIMULINK环境下,对采用该方法的脉冲激光雷达信息测量系统进行了计算机仿真。结果表明,距离测量精度高,误差小于0.01m,速度精度也高,误差小于0.02m/s。采用该测量技术的脉冲激光雷达是可靠的。
2006, 30(6): 618-620,624.
摘要:
为了干扰调幅式调制盘系统,根据调幅式调制盘红外导引头的工作原理,采用数值模拟的方式分析了两种主动干扰红外导引头的方法。结果表明,缓变幅度的干扰辐射会使导引头获得的目标方位信息产生偏差,但无法使目标摆脱导引头的跟踪;而重复频率近似等于调制盘系统调制波形载频的光脉冲会干扰导引头接收到的目标信号,使导引头失去目标。干扰辐射强度近似等于目标辐射强度,即可实现干扰。
为了干扰调幅式调制盘系统,根据调幅式调制盘红外导引头的工作原理,采用数值模拟的方式分析了两种主动干扰红外导引头的方法。结果表明,缓变幅度的干扰辐射会使导引头获得的目标方位信息产生偏差,但无法使目标摆脱导引头的跟踪;而重复频率近似等于调制盘系统调制波形载频的光脉冲会干扰导引头接收到的目标信号,使导引头失去目标。干扰辐射强度近似等于目标辐射强度,即可实现干扰。
2006, 30(6): 621-624.
摘要:
为了直接制备出壁厚均匀的精细薄壁零件,试验研究了激光微沉积StelliteF合金粉末的工艺参数对壁厚均匀性及沉积过程稳定性的影响。通过对激光微沉积薄壁的截面组织及形貌的分析表明,沉积过程的热散失条件影响壁厚的均匀性;选择合适选择合适的工艺参数,可沉积出表面粗糙度Ra低于10μm、内部组织致密、厚度均匀(壁厚约0.4mm)的薄壁零件。结果表明,激光微沉积合金粉末技术在细小零件的激光表面改性及高精度小型零件的直接制备方面具有很好的应用开发前景。
为了直接制备出壁厚均匀的精细薄壁零件,试验研究了激光微沉积StelliteF合金粉末的工艺参数对壁厚均匀性及沉积过程稳定性的影响。通过对激光微沉积薄壁的截面组织及形貌的分析表明,沉积过程的热散失条件影响壁厚的均匀性;选择合适选择合适的工艺参数,可沉积出表面粗糙度Ra低于10μm、内部组织致密、厚度均匀(壁厚约0.4mm)的薄壁零件。结果表明,激光微沉积合金粉末技术在细小零件的激光表面改性及高精度小型零件的直接制备方面具有很好的应用开发前景。
2006, 30(6): 625-627.
摘要:
为了提高准分子激光打孔质量,分析了影响现行加工系统打孔质量的因素,在此基础上提出利用钻孔法改进打孔效果的解决方案。根据此方案设计了加工光路,进行了微孔加工实验。实验结果表明,采用248nm准分子激光加工有机材料聚甲基丙烯酸甲酯,微孔形状规则,孔径锥度可减小至0.055。该加工系统和方法提高了微孔加工的速度和质量,在微加工领域具有很好的实际应用价值。
为了提高准分子激光打孔质量,分析了影响现行加工系统打孔质量的因素,在此基础上提出利用钻孔法改进打孔效果的解决方案。根据此方案设计了加工光路,进行了微孔加工实验。实验结果表明,采用248nm准分子激光加工有机材料聚甲基丙烯酸甲酯,微孔形状规则,孔径锥度可减小至0.055。该加工系统和方法提高了微孔加工的速度和质量,在微加工领域具有很好的实际应用价值。
2006, 30(6): 631-635.
摘要:
为提高准分子激光屈光矫正手术的精确性和安全性,建立了单纯近视和复性近视散光、单纯远视和复性远视散光的角膜切削量模型,并在此模型基础上给出了准分子激光切削角膜的叠加“飞点扫描”算法,该模型和算法用于临床指导眼屈光手术。根据术后的跟踪调查,89只眼睛(88只近视和复性近视散光眼,1只复性远视散光眼)在手术后球镜镜度、柱镜镜度减退了,裸眼视力也明显提高了,术后80.7%的眼睛裸眼视力≥0.8。调查结果表明,该模型和算法具有很高的精确性和安全性,手术效果令人满意。
为提高准分子激光屈光矫正手术的精确性和安全性,建立了单纯近视和复性近视散光、单纯远视和复性远视散光的角膜切削量模型,并在此模型基础上给出了准分子激光切削角膜的叠加“飞点扫描”算法,该模型和算法用于临床指导眼屈光手术。根据术后的跟踪调查,89只眼睛(88只近视和复性近视散光眼,1只复性远视散光眼)在手术后球镜镜度、柱镜镜度减退了,裸眼视力也明显提高了,术后80.7%的眼睛裸眼视力≥0.8。调查结果表明,该模型和算法具有很高的精确性和安全性,手术效果令人满意。
2006, 30(6): 647-649,666.
摘要:
为了分析圆柱型涂层/基底系统中声表面波的特点及其传播特性,以热弹激发机理为基础建立了脉冲激光在圆柱型涂层/基底系统中激发超声表面波的有限元程序。在此基础上,计算了激光在铝(涂层)/镍(基底)和镍(涂层)/铝(基底)系统中激发的超声表面波波形,它们分别对应了硬涂层系统和软涂层系统。结果表明,圆柱型涂层/基底系统中的超声表面波是色散的,并且其色散特性由弯曲柱面引起的几何色散和涂层/基底系统引起的色散共同决定,这使得圆柱型涂层系统中色散特性远比板状涂层系统杂,不存在简单的正常和反常色散规律。
为了分析圆柱型涂层/基底系统中声表面波的特点及其传播特性,以热弹激发机理为基础建立了脉冲激光在圆柱型涂层/基底系统中激发超声表面波的有限元程序。在此基础上,计算了激光在铝(涂层)/镍(基底)和镍(涂层)/铝(基底)系统中激发的超声表面波波形,它们分别对应了硬涂层系统和软涂层系统。结果表明,圆柱型涂层/基底系统中的超声表面波是色散的,并且其色散特性由弯曲柱面引起的几何色散和涂层/基底系统引起的色散共同决定,这使得圆柱型涂层系统中色散特性远比板状涂层系统杂,不存在简单的正常和反常色散规律。
2006, 30(6): 650-652,663.
摘要:
为了在光纤干涉仪中得到光源高精度稳频输出,采用高稳定度的恒温控制以及功率稳恒控制方法,通过高信噪比的运算放大器、半导体制冷器,设计了一种激光电源驱动系统,并进行了理论分析和实验验证。其能为半导体激光器提供温度控制精度在±0.01℃,制冷驱动电流可达800mA,同时使得半导体激光器输出波长控制精度在±0.1nm,驱动电流最大输出可达180mA,输出电流的稳定度为10-4~10-5。结果表明,该系统不仅结构简单,而且温度控制稳定、准确度高,可使半导体激光器的输出波长保持稳定,保证了干涉型光纤传感器的测量准确度以及在通信领域中的应用。
为了在光纤干涉仪中得到光源高精度稳频输出,采用高稳定度的恒温控制以及功率稳恒控制方法,通过高信噪比的运算放大器、半导体制冷器,设计了一种激光电源驱动系统,并进行了理论分析和实验验证。其能为半导体激光器提供温度控制精度在±0.01℃,制冷驱动电流可达800mA,同时使得半导体激光器输出波长控制精度在±0.1nm,驱动电流最大输出可达180mA,输出电流的稳定度为10-4~10-5。结果表明,该系统不仅结构简单,而且温度控制稳定、准确度高,可使半导体激光器的输出波长保持稳定,保证了干涉型光纤传感器的测量准确度以及在通信领域中的应用。
2006, 30(6): 657-660.
摘要:
为了大幅度提高三维信息获取速度,提出了一种基于智能相机和激光三角法的高速三维信息获取与表面重建的系统,介绍了该系统的硬件架构和信号处理。实验结果表明,采用数字信号处理器和并行处理方式,该系统获取三维表面信息速度可达5600点/s以上。
为了大幅度提高三维信息获取速度,提出了一种基于智能相机和激光三角法的高速三维信息获取与表面重建的系统,介绍了该系统的硬件架构和信号处理。实验结果表明,采用数字信号处理器和并行处理方式,该系统获取三维表面信息速度可达5600点/s以上。
2006, 30(6): 661-663.
摘要:
为了保护激光器工作并省去相应复杂的高速保护电路,设计了同步可调恒流管串联式激光器恒流源。采用模拟电路的方案实现两恒流管同步调整,使在整个调整范围内,不仅都能保持在恒流区域工作,而且其输出电流基本相等;激光器在400mA工作时由任一晶体管瞬时损坏引起的电流增大只有15mA。结果表明,用同步可调恒流管串联式电路制作的激光器恒流源具有很好的恒流特性和保护性能。
为了保护激光器工作并省去相应复杂的高速保护电路,设计了同步可调恒流管串联式激光器恒流源。采用模拟电路的方案实现两恒流管同步调整,使在整个调整范围内,不仅都能保持在恒流区域工作,而且其输出电流基本相等;激光器在400mA工作时由任一晶体管瞬时损坏引起的电流增大只有15mA。结果表明,用同步可调恒流管串联式电路制作的激光器恒流源具有很好的恒流特性和保护性能。
2006, 30(6): 664-666.
摘要:
为了研制一种用于抽运单频单块激光器的LD电源,采用恒流电路对LD进行驱动,并应用软件监测的方法对电流的长期稳定性和故障进行监测和调节。运用模糊和比例-积分-微分(PID)混合控制温度调节算法,具有超调小和控制精度高的优点,并对基本PID算法进行了简化。使用了一个分段取值的参数,在控制范围内使运算速度提高10倍以上。实验结果表明,实现LD驱动电流的稳定度优于2mA,LD温度长期波动小于0.1℃,激光输出的频率在一定温度范围内连续可调。
为了研制一种用于抽运单频单块激光器的LD电源,采用恒流电路对LD进行驱动,并应用软件监测的方法对电流的长期稳定性和故障进行监测和调节。运用模糊和比例-积分-微分(PID)混合控制温度调节算法,具有超调小和控制精度高的优点,并对基本PID算法进行了简化。使用了一个分段取值的参数,在控制范围内使运算速度提高10倍以上。实验结果表明,实现LD驱动电流的稳定度优于2mA,LD温度长期波动小于0.1℃,激光输出的频率在一定温度范围内连续可调。
2006, 30(6): 570-573,577.
摘要:
针对激光晶体不同的表面处理方式,建立了多个半导体激光器阵列同时抽运激光晶体时吸收抽运光功率分布的数学模型,采用光线追迹的方法计算了半导体激光器环形侧面抽运高功率固体激光器中激光晶体对抽运光的吸收分布情况。重点根据不同表面处理方式的激光晶体对抽运光的吸收情况,分析了晶体表面处理对抑制ASE效应和获得高效率激光输出的影响。结果表明,晶体表面散射率的提高,能够有效地抑制ASE效应的产生,但同时会降低抽运光与激光输出的模式匹配程度,降低激光器的效率。
针对激光晶体不同的表面处理方式,建立了多个半导体激光器阵列同时抽运激光晶体时吸收抽运光功率分布的数学模型,采用光线追迹的方法计算了半导体激光器环形侧面抽运高功率固体激光器中激光晶体对抽运光的吸收分布情况。重点根据不同表面处理方式的激光晶体对抽运光的吸收情况,分析了晶体表面处理对抑制ASE效应和获得高效率激光输出的影响。结果表明,晶体表面散射率的提高,能够有效地抑制ASE效应的产生,但同时会降低抽运光与激光输出的模式匹配程度,降低激光器的效率。
2006, 30(6): 585-588.
摘要:
为了提高二极管抽运Yb:YAG/YAG复合板条激光器的输出光束质量,研究了复合板条内的热透镜效应,分析了复合板条在宽度和厚度方向的热透镜焦距,以及热透镜对谐振腔模式的影响,设计了混合谐振腔,并对该谐振腔输出光束质量进行了分析。采用角抽运复合板条方法,实现了千瓦级Yb:YAG/YAG复合板条激光器连续运转。采用CCD照相法测量了输出激光的光束质量,在500W连续输出时,光束质量M2因子在板条宽度方向和厚度方向分别优于20和5。实验结果表明,在复合板条激光器中可以采用混合谐振腔获得较好光束质量的激光输出。
为了提高二极管抽运Yb:YAG/YAG复合板条激光器的输出光束质量,研究了复合板条内的热透镜效应,分析了复合板条在宽度和厚度方向的热透镜焦距,以及热透镜对谐振腔模式的影响,设计了混合谐振腔,并对该谐振腔输出光束质量进行了分析。采用角抽运复合板条方法,实现了千瓦级Yb:YAG/YAG复合板条激光器连续运转。采用CCD照相法测量了输出激光的光束质量,在500W连续输出时,光束质量M2因子在板条宽度方向和厚度方向分别优于20和5。实验结果表明,在复合板条激光器中可以采用混合谐振腔获得较好光束质量的激光输出。
2006, 30(6): 593-596.
摘要:
为了设计性能优良的滤光器,对铯原子459nm斯塔克调谐型法拉第反常色散滤光器(FADOF)的滤光特性进行了分析与讨论。计算了铯原子459nm斯塔克调谐型FADOF(S-FADOF)透射谱,并与同等条件下铯原子459nm FADOF透射谱进行了比较;分析了不同磁场强度和气室温度对铯原子459nm S-FADOF透射谱的影响;给出了铯原子459nm S-FADOF透射谱中心频率频移量随电场变化的理论曲线。结果表明,电场的引入并不改变其透射谱结构,仅使中心频率发生频移,并且随外加电场强度的增加,频移量不断增大。此项研究在星潜通信,海洋遥感等领域有潜在应用价值。
为了设计性能优良的滤光器,对铯原子459nm斯塔克调谐型法拉第反常色散滤光器(FADOF)的滤光特性进行了分析与讨论。计算了铯原子459nm斯塔克调谐型FADOF(S-FADOF)透射谱,并与同等条件下铯原子459nm FADOF透射谱进行了比较;分析了不同磁场强度和气室温度对铯原子459nm S-FADOF透射谱的影响;给出了铯原子459nm S-FADOF透射谱中心频率频移量随电场变化的理论曲线。结果表明,电场的引入并不改变其透射谱结构,仅使中心频率发生频移,并且随外加电场强度的增加,频移量不断增大。此项研究在星潜通信,海洋遥感等领域有潜在应用价值。
2006, 30(6): 597-600.
摘要:
为了提高半导体激光器抽运的全固态激光器的输出功率与光-光转换效率,设计并使用了双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器。通过激光晶体温度场特性的研究以及依据光束的传输矩阵,分析了双激光晶体热透镜效应对于谐振腔稳定性的影响,设计了双端抽运双激光晶体折叠腔。在双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器系统中,LBO晶体采用了Ⅰ类非临界相位匹配腔内倍频方式,当抽运光功率为26.56W时,获得了5.5 W的稳定连续绿光输出,其光-光转换效率为20.7%。结果同时表明,在谐振腔内插入双激光增益介质,不仅可以提高激光器的光-光转换效率,而且两个激光晶体热透镜效应相互作用的结果可以增强谐振腔的稳定性。
为了提高半导体激光器抽运的全固态激光器的输出功率与光-光转换效率,设计并使用了双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器。通过激光晶体温度场特性的研究以及依据光束的传输矩阵,分析了双激光晶体热透镜效应对于谐振腔稳定性的影响,设计了双端抽运双激光晶体折叠腔。在双端抽运双Nd:YVO4绿光激光器系统中,LBO晶体采用了Ⅰ类非临界相位匹配腔内倍频方式,当抽运光功率为26.56W时,获得了5.5 W的稳定连续绿光输出,其光-光转换效率为20.7%。结果同时表明,在谐振腔内插入双激光增益介质,不仅可以提高激光器的光-光转换效率,而且两个激光晶体热透镜效应相互作用的结果可以增强谐振腔的稳定性。
2006, 30(6): 628-630,635.
摘要:
为了分析和抑制色散管理孤子在长距离、多信道系统中传输存在的多种扰动因素,采用变分法解析了信道放大自发辐射噪声、信号间串扰等多种因素对系统的影响,研究了在线滤波器控制色散管理孤子的频率漂移和定时抖动的能力。结果表明,合理优化配置滤波器与色散管理孤子参数能够稳定色散管理孤子幅度和脉宽参数,抑制各个扰动对系统的影响,其中以交叉相位调制-自发辐射扰动减低最为明显,然后分别是自发辐射噪声和交叉相位调制。这种最佳的滤波选择方案能为估计高速大容量系统传输性能提供参考。
为了分析和抑制色散管理孤子在长距离、多信道系统中传输存在的多种扰动因素,采用变分法解析了信道放大自发辐射噪声、信号间串扰等多种因素对系统的影响,研究了在线滤波器控制色散管理孤子的频率漂移和定时抖动的能力。结果表明,合理优化配置滤波器与色散管理孤子参数能够稳定色散管理孤子幅度和脉宽参数,抑制各个扰动对系统的影响,其中以交叉相位调制-自发辐射扰动减低最为明显,然后分别是自发辐射噪声和交叉相位调制。这种最佳的滤波选择方案能为估计高速大容量系统传输性能提供参考。
2006, 30(6): 653-656.
摘要:
串扰是波分复用(WDM)光网络中光交叉连接(OXC)投入实用的最大障碍。理论分析了基于扩展Benes(DB)结构和改进扩展Benes(GMDB)结构的3种典型OXC节点结构中的带内串扰,并数值模拟了基于两种结构的OXC节点中带内串扰的积累特性。结果表明,基于DB结构和GMDB结构的OXC节点可以完全消除低于二阶的各类串扰。发现基于GMDB结构的OXC节点能大大减少带内串扰的积累,与基于DB结构的OXC节点相比,基于GMDB结构的OXC节点对光开关串扰系数的要求放宽了5dB,说明OXC节点结构的选择对消除串扰尤为重要。
串扰是波分复用(WDM)光网络中光交叉连接(OXC)投入实用的最大障碍。理论分析了基于扩展Benes(DB)结构和改进扩展Benes(GMDB)结构的3种典型OXC节点结构中的带内串扰,并数值模拟了基于两种结构的OXC节点中带内串扰的积累特性。结果表明,基于DB结构和GMDB结构的OXC节点可以完全消除低于二阶的各类串扰。发现基于GMDB结构的OXC节点能大大减少带内串扰的积累,与基于DB结构的OXC节点相比,基于GMDB结构的OXC节点对光开关串扰系数的要求放宽了5dB,说明OXC节点结构的选择对消除串扰尤为重要。
2006, 30(6): 667-669,672.
摘要:
相位展开是光学干涉相位测量技术中的重要步骤,由于噪声、欠采样等因素的影响,精确的相位展开变得非常困难。将相位的二阶差分和最小费用流算法结合,提出一种以相位的二阶差分作为最小费用流权重的相位展开算法。模拟计算表明,该算法既可有效地避免枝切法由于连接的枝切形成闭合区域导致局部相位不能展开的问题,又可减小最小二乘法近似逼近带来的较大误差,相对于未设置权值的最小费用流算法,提高了其相位展开的精度。对三维形貌测量中的实验数据相位展开结果,证明了该算法的有效性。
相位展开是光学干涉相位测量技术中的重要步骤,由于噪声、欠采样等因素的影响,精确的相位展开变得非常困难。将相位的二阶差分和最小费用流算法结合,提出一种以相位的二阶差分作为最小费用流权重的相位展开算法。模拟计算表明,该算法既可有效地避免枝切法由于连接的枝切形成闭合区域导致局部相位不能展开的问题,又可减小最小二乘法近似逼近带来的较大误差,相对于未设置权值的最小费用流算法,提高了其相位展开的精度。对三维形貌测量中的实验数据相位展开结果,证明了该算法的有效性。
2006, 30(6): 578-580.
摘要:
为了研制出结合Zn:LiNbO3与Mg:LiNbO3优点的晶体,采用提拉法从熔体中生长了Zn,Mg:LiNbO3晶体,并对它的配方和生长性能、光学均匀性、抗光折变以及倍频性能进行了研究,生长出了尺寸达40mm×70mm、双折射率梯度优于10-4/cm量级的Zn,Mg:LiNbO3晶体,倍频得到了20mJ的0.532μm的绿光输出,转换效率达到45%。该晶体是一种很有前途的非线性光学材料。
为了研制出结合Zn:LiNbO3与Mg:LiNbO3优点的晶体,采用提拉法从熔体中生长了Zn,Mg:LiNbO3晶体,并对它的配方和生长性能、光学均匀性、抗光折变以及倍频性能进行了研究,生长出了尺寸达40mm×70mm、双折射率梯度优于10-4/cm量级的Zn,Mg:LiNbO3晶体,倍频得到了20mJ的0.532μm的绿光输出,转换效率达到45%。该晶体是一种很有前途的非线性光学材料。
2006, 30(6): 636-637,660.
摘要:
为了研究手性液晶传输距离的变化对入射激光偏振态的影响,通过连续改变入射激光在手型液晶中的传输距离,楔型手性液晶盒可以有效地改变入射激光束的偏振状态,使之从初始的线偏振状态变成了近似的圆偏振光,且同初始的入射偏振方向无关。理论计算和实验结果表明,该方法可用于液晶退偏器的理论分析和设计。
为了研究手性液晶传输距离的变化对入射激光偏振态的影响,通过连续改变入射激光在手型液晶中的传输距离,楔型手性液晶盒可以有效地改变入射激光束的偏振状态,使之从初始的线偏振状态变成了近似的圆偏振光,且同初始的入射偏振方向无关。理论计算和实验结果表明,该方法可用于液晶退偏器的理论分析和设计。
2006, 30(6): 670-672.
摘要:
为了提高偏光棱镜出射光束的对称性,在Wallaston棱镜的基础上,对出射光端面倾斜适当的角度,在结构角一定的情况下,即可以保证分束角相对入射光方向的对称性。以589.3nm钠黄光为例,给出了出射光端面倾角,棱镜结构角和分束角之间的关系式,并分析了分束角随出射光端面倾角的变化趋势,同时提出了两种相关设计方案。测试结果表明,两出射光束的对称性相当好,理论值与实验值几乎完全吻合,表明该棱镜确是一种较理想的对称分束偏光器件。
为了提高偏光棱镜出射光束的对称性,在Wallaston棱镜的基础上,对出射光端面倾斜适当的角度,在结构角一定的情况下,即可以保证分束角相对入射光方向的对称性。以589.3nm钠黄光为例,给出了出射光端面倾角,棱镜结构角和分束角之间的关系式,并分析了分束角随出射光端面倾角的变化趋势,同时提出了两种相关设计方案。测试结果表明,两出射光束的对称性相当好,理论值与实验值几乎完全吻合,表明该棱镜确是一种较理想的对称分束偏光器件。
2006, 30(6): 581-584,588.
摘要:
简要介绍了弱光非线性光学领域中一些研究方向的进展,如弱光非线性光子学材料中的缺陷结构、介观量子相干系统中光传播动力学和慢光非线性光学等,着重描述了近期在新型激子与紫外弱光非线性光学效应、位相耦合与光速调控以及非相干空间孤子阵列诱导光学晶格与光非线性传输行为等研究中得到的研究结果。弱光非线性光学将成为非线性光学应用领域中的一个重要分支。
简要介绍了弱光非线性光学领域中一些研究方向的进展,如弱光非线性光子学材料中的缺陷结构、介观量子相干系统中光传播动力学和慢光非线性光学等,着重描述了近期在新型激子与紫外弱光非线性光学效应、位相耦合与光速调控以及非相干空间孤子阵列诱导光学晶格与光非线性传输行为等研究中得到的研究结果。弱光非线性光学将成为非线性光学应用领域中的一个重要分支。
2006, 30(6): 614-617.
摘要:
羟基磷灰石(HA)是目前生物相容性最好的生物活性陶瓷。其涂层的制备方法也成为材料学科研究的热点之一。激光熔覆作为表面改性的新技术,在制备HA生物陶瓷涂层方面显示出独特的优越性,所得涂层质量明显优于其它制备技术。对激光熔覆HA涂层的组织性能特点及影响因素进行了综述,详细分析了工艺参数、反应物配比、稀土元素及梯度涂层等因素对涂层质量的影响,展望了该项技术的应用前景。
羟基磷灰石(HA)是目前生物相容性最好的生物活性陶瓷。其涂层的制备方法也成为材料学科研究的热点之一。激光熔覆作为表面改性的新技术,在制备HA生物陶瓷涂层方面显示出独特的优越性,所得涂层质量明显优于其它制备技术。对激光熔覆HA涂层的组织性能特点及影响因素进行了综述,详细分析了工艺参数、反应物配比、稀土元素及梯度涂层等因素对涂层质量的影响,展望了该项技术的应用前景。
2006, 30(6): 638-642,656.
摘要:
综述了国内外以发光二极管为光源的光疗法在生物医学中的应用研究,主要从动物体试验,动物细胞实验和医学临床进行了分析,对医学临床进行了重点的分析研究。并从安全性、经济性、使用性等多方面比较分析了发光二极管光源疗法与其它光源疗法的优缺点。发光二极管光源疗法将在生物医学领域有广阔的应用,在产品商业化上也会有较大的发展。
综述了国内外以发光二极管为光源的光疗法在生物医学中的应用研究,主要从动物体试验,动物细胞实验和医学临床进行了分析,对医学临床进行了重点的分析研究。并从安全性、经济性、使用性等多方面比较分析了发光二极管光源疗法与其它光源疗法的优缺点。发光二极管光源疗法将在生物医学领域有广阔的应用,在产品商业化上也会有较大的发展。
2006, 30(6): 643-646.
摘要:
主要介绍了几种自由电子激光器进行太赫兹成像的原理和方法,并给出了俄罗斯和韩国等研究人员最近一两年的实验结果。指出现在太赫兹成像正向三维成像的方向发展。
主要介绍了几种自由电子激光器进行太赫兹成像的原理和方法,并给出了俄罗斯和韩国等研究人员最近一两年的实验结果。指出现在太赫兹成像正向三维成像的方向发展。
