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RSS2010年 34卷 第1期
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2010, 34(1): 1-4.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.001
[摘要]
[PDF 306KB]
摘要:
为了探索应用数字化反求设计结合选区激光熔化快速成型技术制作个性化牙冠牙桥的可行性,通过Laser-denta扫描系统测量牙列模型并 3 维重建其数字化外形,采用计算机辅助设计了牙冠牙桥。利用自主研发的选区激光熔化快速成型设备Dimetal-280进行了316L不锈钢粉末的正交实验工艺研究,获得优化参量,并用该参量加工设计了牙冠牙桥。结果表明,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化牙冠牙桥,且成型速度快、尺寸精度高、表面质量好、误差在±0.15mm以内,未经打磨表面粗糙度达到20μm;与传统加工方式相比,反求工程结合选区激光熔化快速成型的方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化金属牙冠牙桥,为其应用于口腔修复体的计算机辅助设计与制造提供了科学依据。
为了探索应用数字化反求设计结合选区激光熔化快速成型技术制作个性化牙冠牙桥的可行性,通过Laser-denta扫描系统测量牙列模型并 3 维重建其数字化外形,采用计算机辅助设计了牙冠牙桥。利用自主研发的选区激光熔化快速成型设备Dimetal-280进行了316L不锈钢粉末的正交实验工艺研究,获得优化参量,并用该参量加工设计了牙冠牙桥。结果表明,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化牙冠牙桥,且成型速度快、尺寸精度高、表面质量好、误差在±0.15mm以内,未经打磨表面粗糙度达到20μm;与传统加工方式相比,反求工程结合选区激光熔化快速成型的方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化金属牙冠牙桥,为其应用于口腔修复体的计算机辅助设计与制造提供了科学依据。
2010, 34(1): 13-16.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.004
摘要:
为了解决实际工程应用中光纤光栅和分布式布里渊共线技术测试应变的绝对温度补偿方法成本较高、不易布设等问题,采用光纤布里渊和布喇格光栅共线技术应变感知的温度互补偿方法,通过感知探头——双光纤光栅-纤维增强复合智能筋的室内和户外温度补偿试验探讨了该方法的有效性和适用性。结果表明,该方法可以实现光纤布里渊和光纤光栅的准分布式温度互补偿,误差低于8%,在工程接受范围内。此外,该技术还能同时给出应变和温度双参量测试结果,简化了传感系统,降低了布设成本,适合实际工程应用。
为了解决实际工程应用中光纤光栅和分布式布里渊共线技术测试应变的绝对温度补偿方法成本较高、不易布设等问题,采用光纤布里渊和布喇格光栅共线技术应变感知的温度互补偿方法,通过感知探头——双光纤光栅-纤维增强复合智能筋的室内和户外温度补偿试验探讨了该方法的有效性和适用性。结果表明,该方法可以实现光纤布里渊和光纤光栅的准分布式温度互补偿,误差低于8%,在工程接受范围内。此外,该技术还能同时给出应变和温度双参量测试结果,简化了传感系统,降低了布设成本,适合实际工程应用。
2010, 34(1): 22-25.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.007
摘要:
为满足某装置用阀门密封面材料不能含有钴的要求,通过激光熔覆两种无钴镍基合金粉末,在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出具有梯度硬度分布的较厚涂层,分析了涂层的微观组织、硬度及界面结合强度。结果表明,采用硬度较低的镍基合金涂层作为过渡层,解决了具有较高硬度镍基合金涂层的开裂问题;涂层与基体及两种镍基合金涂层之间界面连续过渡,硬度呈梯度变化,涂层表面硬度达HRC47;涂层与基体界面为完全冶金结合,其界面结合强度大于565MPa;经弯曲及热震试验后,涂层未出现开裂及剥落现象,说明涂层具有良好的抗热震性能。
为满足某装置用阀门密封面材料不能含有钴的要求,通过激光熔覆两种无钴镍基合金粉末,在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出具有梯度硬度分布的较厚涂层,分析了涂层的微观组织、硬度及界面结合强度。结果表明,采用硬度较低的镍基合金涂层作为过渡层,解决了具有较高硬度镍基合金涂层的开裂问题;涂层与基体及两种镍基合金涂层之间界面连续过渡,硬度呈梯度变化,涂层表面硬度达HRC47;涂层与基体界面为完全冶金结合,其界面结合强度大于565MPa;经弯曲及热震试验后,涂层未出现开裂及剥落现象,说明涂层具有良好的抗热震性能。
2010, 34(1): 30-33,98.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.009
摘要:
为了实时进行管道泄漏检测与定位,采用了能够长距离、动态检测泄漏信号的干涉式分布式光纤传感技术。分析了该干涉仪的泄漏检测原理、泄漏源定位方法,并通过实验研究了载波对传感器性能的影响。由实验结果可知,当1阶贝塞尔函数达到极值时,传感器性能最佳;而贝塞尔函数远离极值点时,无法实现信号检测。结果表明,选取较佳的载波参量,该传感器能够准确地确定泄漏源位置,且定位误差为0.99%。
为了实时进行管道泄漏检测与定位,采用了能够长距离、动态检测泄漏信号的干涉式分布式光纤传感技术。分析了该干涉仪的泄漏检测原理、泄漏源定位方法,并通过实验研究了载波对传感器性能的影响。由实验结果可知,当1阶贝塞尔函数达到极值时,传感器性能最佳;而贝塞尔函数远离极值点时,无法实现信号检测。结果表明,选取较佳的载波参量,该传感器能够准确地确定泄漏源位置,且定位误差为0.99%。
2010, 34(1): 34-36,52.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.010
摘要:
为了研究5A06铝合金焊接接头的显微组织和力学性能,采用3kW的Nd:YAG激光器填充SAl-Mg5焊丝,对2mm厚的5A06铝合金板进行对接拼焊。焊缝的化学成分基本和基材相同,显微组织在靠近熔合线附近为细小致密的柱状晶,焊缝中心为细小的枝状晶,热影响区宽度为50μm～100μm,晶粒粗化不明显;接头的拉伸强度达到母材的93%以上,延伸率为基材的58%左右;断口位置为热影响区,断裂特性和母材相似,均为韧窝和撕裂棱昆合型韧性断口。结果表明,在铝合金的激光焊接过程中,填充合适成分焊丝可以消除铝合金激光自熔焊时的凹陷、咬边等宏观缺陷,接头的综合力学性能得到极大改善。
为了研究5A06铝合金焊接接头的显微组织和力学性能,采用3kW的Nd:YAG激光器填充SAl-Mg5焊丝,对2mm厚的5A06铝合金板进行对接拼焊。焊缝的化学成分基本和基材相同,显微组织在靠近熔合线附近为细小致密的柱状晶,焊缝中心为细小的枝状晶,热影响区宽度为50μm～100μm,晶粒粗化不明显;接头的拉伸强度达到母材的93%以上,延伸率为基材的58%左右;断口位置为热影响区,断裂特性和母材相似,均为韧窝和撕裂棱昆合型韧性断口。结果表明,在铝合金的激光焊接过程中,填充合适成分焊丝可以消除铝合金激光自熔焊时的凹陷、咬边等宏观缺陷,接头的综合力学性能得到极大改善。
2010, 34(1): 56-59.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.016
摘要:
为了提高高功率CO2激光加工系统的光束利用效率与加工过程的自动化程度,利用可编程逻辑控制器和运动控制器设计了一套3工位激光自动焊接控制系统。通过进行时序优化,可同时进行金刚石锯片的普齿、斜齿和金刚石钻头的焊接加工。每个工位可独立完成手动调试、手动/自动焊接,并可以按照激光焊接工艺要求,实时进行激光功率调节。结果表明,该系统可以焊接ø115mm～ø600mm的各种普齿、斜齿锯片,以及ø20mm～ø250mm的各种金刚石钻头;光束利用率达到95%以上,在同种规格产品加工过程中,生产效率提高了50%,同时,系统具有全面的故障诊断、报警等功能。
为了提高高功率CO2激光加工系统的光束利用效率与加工过程的自动化程度,利用可编程逻辑控制器和运动控制器设计了一套3工位激光自动焊接控制系统。通过进行时序优化,可同时进行金刚石锯片的普齿、斜齿和金刚石钻头的焊接加工。每个工位可独立完成手动调试、手动/自动焊接,并可以按照激光焊接工艺要求,实时进行激光功率调节。结果表明,该系统可以焊接ø115mm～ø600mm的各种普齿、斜齿锯片,以及ø20mm～ø250mm的各种金刚石钻头;光束利用率达到95%以上,在同种规格产品加工过程中,生产效率提高了50%,同时,系统具有全面的故障诊断、报警等功能。
2010, 34(1): 63-66.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.018
摘要:
为了研究激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布,对激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布与传感器光敏区光强分布、采样气流中的粒子数密度、气体层流速度分布之间的关系进行了理论分析。采用自行设计的带保护气套的光电传感器测定粒子计数信号幅度概率分布,给出的分布模型与理论分析相吻合。结果表明,尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布由传感器光敏区光强分布和粒子数密度空间分布共同决定,这为尘埃粒子计数器的设计提供了理论依据。
为了研究激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布,对激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布与传感器光敏区光强分布、采样气流中的粒子数密度、气体层流速度分布之间的关系进行了理论分析。采用自行设计的带保护气套的光电传感器测定粒子计数信号幅度概率分布,给出的分布模型与理论分析相吻合。结果表明,尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布由传感器光敏区光强分布和粒子数密度空间分布共同决定,这为尘埃粒子计数器的设计提供了理论依据。
2010, 34(1): 67-70.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.019
摘要:
为了测量固态透明物质中气泡直径,采用远场干涉的方法测量玻璃棱镜中气泡直径。平行激光束照射到棱镜中的气泡时,在远场将产生圆环状干涉条纹,利用气泡远场干涉模型进行理论分析,并用分光仪对三棱镜外干涉条纹进行测量,取得一组关于干涉条纹角位置的数据,由折射定律换算为棱镜内干涉条纹角位置,进而使用计算软件MATH-EMATICA计算出气泡直径。结果表明,测量相对差为0.2%,所测气泡直径的方向应为入射激光束的方向,对气泡在载物台上方的位置要求不严格;对测量方法进行适当改变,亦可测量其它形状透明介质内的气泡直径。这一测量结果对透明物质中气泡形状的研究是有帮助的。
为了测量固态透明物质中气泡直径,采用远场干涉的方法测量玻璃棱镜中气泡直径。平行激光束照射到棱镜中的气泡时,在远场将产生圆环状干涉条纹,利用气泡远场干涉模型进行理论分析,并用分光仪对三棱镜外干涉条纹进行测量,取得一组关于干涉条纹角位置的数据,由折射定律换算为棱镜内干涉条纹角位置,进而使用计算软件MATH-EMATICA计算出气泡直径。结果表明,测量相对差为0.2%,所测气泡直径的方向应为入射激光束的方向,对气泡在载物台上方的位置要求不严格;对测量方法进行适当改变,亦可测量其它形状透明介质内的气泡直径。这一测量结果对透明物质中气泡形状的研究是有帮助的。
2010, 34(1): 95-98.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.027
摘要:
为了研究激光功率密度对铝合金板激光冲击成形性能的影响,采用数值仿真的方法,选用不同激光功率密度对铝合金板进行激光冲击成形数值模拟,获得不同激光功率密度与冲击次数下的板料成形极限,并对不同激光功率密度冲击下板料的成形深度、厚度及应力分布进行了分析。结果表明,板料在中心处容易发生破裂;板料的成形极限与激光功率密度大小成反比,而与激光冲击次数成正比;通过合理选择激光功率密度和冲击次数可提高铝合金板的成形性能。
为了研究激光功率密度对铝合金板激光冲击成形性能的影响,采用数值仿真的方法,选用不同激光功率密度对铝合金板进行激光冲击成形数值模拟,获得不同激光功率密度与冲击次数下的板料成形极限,并对不同激光功率密度冲击下板料的成形深度、厚度及应力分布进行了分析。结果表明,板料在中心处容易发生破裂;板料的成形极限与激光功率密度大小成反比,而与激光冲击次数成正比;通过合理选择激光功率密度和冲击次数可提高铝合金板的成形性能。
2010, 34(1): 99-101.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.028
摘要:
为了研究随机分布的复合多粒子侧向散射光偏振度和粒子直径大小之间的关系,采用直径0.22μm或0.494μm的粒子与过滤的蒸馏水混合构成不同浓度的悬浮液,作为研究粒子侧向散射光偏振特性散射介质的实验方法,进行了理论分析和实验验证,取得了直径0.22μm的粒子侧向散射光强在不同深度、不同角度的偏振度和直径0.22μm或0.494μm的粒子在3种浓度中侧向散射中水平偏振度、垂直偏振度的数据。结果表明,粒子侧向散射光的退偏振对粒子直径的变化非常敏感,直径小的粒子其散射光水平方向偏振度远大于直径大的粒子,而其散射光垂直方向的偏振度却远小于直径大的粒子。这一结果对多粒子存在状况下的粒子直径检测是有帮助的(尤其适用于粒子直径小于1μm的情况)。
为了研究随机分布的复合多粒子侧向散射光偏振度和粒子直径大小之间的关系,采用直径0.22μm或0.494μm的粒子与过滤的蒸馏水混合构成不同浓度的悬浮液,作为研究粒子侧向散射光偏振特性散射介质的实验方法,进行了理论分析和实验验证,取得了直径0.22μm的粒子侧向散射光强在不同深度、不同角度的偏振度和直径0.22μm或0.494μm的粒子在3种浓度中侧向散射中水平偏振度、垂直偏振度的数据。结果表明,粒子侧向散射光的退偏振对粒子直径的变化非常敏感,直径小的粒子其散射光水平方向偏振度远大于直径大的粒子,而其散射光垂直方向的偏振度却远小于直径大的粒子。这一结果对多粒子存在状况下的粒子直径检测是有帮助的(尤其适用于粒子直径小于1μm的情况)。
2010, 34(1): 105-108.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.030
摘要:
为了研究高能激光辐照诱导声波的频率特性以及实验条件对其的影响,采用宽频声传感器接收实验过程中产生的声波,并导入MATLAB中处理,得到其功率谱密度图。激光冲击实验采用铝箔吸收层、水以及不同约束状态下的K9玻璃约束层,对实验中产生声波的功率谱密度图做了详细分析,取得了图中最大峰值频率的分布数据。结果表明,不同约束层以及约束层的不同约束状态都会对声波功率谱密度最大峰值频率的分布有较大影响,而激光能量密度对其影响很小,同时该实验结果对激光冲击强化实现在线检测有重要指导意义。
为了研究高能激光辐照诱导声波的频率特性以及实验条件对其的影响,采用宽频声传感器接收实验过程中产生的声波,并导入MATLAB中处理,得到其功率谱密度图。激光冲击实验采用铝箔吸收层、水以及不同约束状态下的K9玻璃约束层,对实验中产生声波的功率谱密度图做了详细分析,取得了图中最大峰值频率的分布数据。结果表明,不同约束层以及约束层的不同约束状态都会对声波功率谱密度最大峰值频率的分布有较大影响,而激光能量密度对其影响很小,同时该实验结果对激光冲击强化实现在线检测有重要指导意义。
2010, 34(1): 116-119.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.033
摘要:
为了研究激光焊接中各工艺参量对高密度聚乙烯塑料焊接件性能的影响,采用激光穿透焊接高密度聚乙烯试样件,进行了力学拉伸试验并应用扫描电镜观测其焊缝断口的形貌。试验结果表明,当光斑直径为2mm、激光功率为75W、焊接速度为2mm/s时,焊接件断口没有飞边和夹渣,焊接接头成型良好,力学性能最佳;随着激光光斑直径的减小、焊接速度的降低或功率的增加,接头强度及伸长率均有提高。进一步从激光体能量角度分析了影响接头强度的因素,证实了激光焊接高密度聚乙烯是一种可行的方法。
为了研究激光焊接中各工艺参量对高密度聚乙烯塑料焊接件性能的影响,采用激光穿透焊接高密度聚乙烯试样件,进行了力学拉伸试验并应用扫描电镜观测其焊缝断口的形貌。试验结果表明,当光斑直径为2mm、激光功率为75W、焊接速度为2mm/s时,焊接件断口没有飞边和夹渣,焊接接头成型良好,力学性能最佳;随着激光光斑直径的减小、焊接速度的降低或功率的增加,接头强度及伸长率均有提高。进一步从激光体能量角度分析了影响接头强度的因素,证实了激光焊接高密度聚乙烯是一种可行的方法。
2010, 34(1): 132-134.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.037
摘要:
为了研究凝视激光探测系统的探测灵敏度指标性能,针对凝视激光探测系统的凝视成像特性及探测面元接收激光能量会随视场角的变化而改变的特点,从实验室现有测试条件出发,设计了一套关于其探测灵敏度的室内间接测试方法。分析了测试过程中各环节应注意的问题,给出了相应解决方法,对搭建的模拟激光探测系统在不同的方位角下进行了激光发射、探测实验测试,得出7个不同方位角的探测灵敏度结果,其中,中心视场角探测灵敏度为0.259nJ/cm2,相对误差在3.4%～4.2%范围内,得出该系统最小可探测能量随视场角增大而增大的规律,并定性分析了测试误差。结果表明,该设计方法实际可行,误差精度可以达到规程要求,为进一步研究设计高精度的灵敏度测试系统提供了有益参考。
为了研究凝视激光探测系统的探测灵敏度指标性能,针对凝视激光探测系统的凝视成像特性及探测面元接收激光能量会随视场角的变化而改变的特点,从实验室现有测试条件出发,设计了一套关于其探测灵敏度的室内间接测试方法。分析了测试过程中各环节应注意的问题,给出了相应解决方法,对搭建的模拟激光探测系统在不同的方位角下进行了激光发射、探测实验测试,得出7个不同方位角的探测灵敏度结果,其中,中心视场角探测灵敏度为0.259nJ/cm2,相对误差在3.4%～4.2%范围内,得出该系统最小可探测能量随视场角增大而增大的规律,并定性分析了测试误差。结果表明,该设计方法实际可行,误差精度可以达到规程要求,为进一步研究设计高精度的灵敏度测试系统提供了有益参考。
2010, 34(1): 5-7,29.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.002
摘要:
为了获得高功率单频单偏振窄线宽激光,对一个带单级放大结构的环形腔结构掺铒光纤激光器系统进行了研究。采用作为可饱和吸收体的未抽运掺铒光纤结合作为波长选择器的高反射率光纤布喇格光栅形成超窄带滤波器,在环形腔内加入光纤偏振控制器和具有高消光比的保偏环行器获得单偏振光。环形腔输出后进行单级光放大以提高输出激光光功率。获得了206mW激光输出,输出功率长时间稳定度达到1.4%。通过光纤延迟自外差线宽测试系统得到输出激光线宽小于500Hz,光纤激光器输出光偏振度长时间稳定在99.7%。结果表明,非保偏可饱和吸收体加光纤布喇格光栅结合部分保偏结构可产生单频单偏振窄线宽激光,激光放大对线宽有明显的展宽效果。
为了获得高功率单频单偏振窄线宽激光,对一个带单级放大结构的环形腔结构掺铒光纤激光器系统进行了研究。采用作为可饱和吸收体的未抽运掺铒光纤结合作为波长选择器的高反射率光纤布喇格光栅形成超窄带滤波器,在环形腔内加入光纤偏振控制器和具有高消光比的保偏环行器获得单偏振光。环形腔输出后进行单级光放大以提高输出激光光功率。获得了206mW激光输出,输出功率长时间稳定度达到1.4%。通过光纤延迟自外差线宽测试系统得到输出激光线宽小于500Hz,光纤激光器输出光偏振度长时间稳定在99.7%。结果表明,非保偏可饱和吸收体加光纤布喇格光栅结合部分保偏结构可产生单频单偏振窄线宽激光,激光放大对线宽有明显的展宽效果。
2010, 34(1): 8-12.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.003
摘要:
为了研究抽运光在Yb:YAG晶体内产生的非均匀性温升以及引起的热效应问题,以半解析热分析理论为基础,结合超高斯光束端面抽运、背向冷却Yb:YAG微片工作特点分析,采用热传导方程一种新的求解方法,得出了Yb:YAG微片内部温度场、热形变场、附加光程差的半解析计算表达式。并定量分析了超高斯光束不同阶次、不同光斑尺寸抽运时对于Yb:YAG微片温度场、热形变场的影响。结果表明,若使用50W、光斑半径300μm的5阶超高斯光束端面抽运掺镱离子原子数分数为0.08的Yb:YAG微片,抽运面上可获得52.18℃最高温升量,产生0.1195μm最大热形变,引起0.2152μm的附加光程差。该研究结果对于微片激光器热不敏谐振腔最优化设计具有理论指导作用。
为了研究抽运光在Yb:YAG晶体内产生的非均匀性温升以及引起的热效应问题,以半解析热分析理论为基础,结合超高斯光束端面抽运、背向冷却Yb:YAG微片工作特点分析,采用热传导方程一种新的求解方法,得出了Yb:YAG微片内部温度场、热形变场、附加光程差的半解析计算表达式。并定量分析了超高斯光束不同阶次、不同光斑尺寸抽运时对于Yb:YAG微片温度场、热形变场的影响。结果表明,若使用50W、光斑半径300μm的5阶超高斯光束端面抽运掺镱离子原子数分数为0.08的Yb:YAG微片,抽运面上可获得52.18℃最高温升量,产生0.1195μm最大热形变,引起0.2152μm的附加光程差。该研究结果对于微片激光器热不敏谐振腔最优化设计具有理论指导作用。
2010, 34(1): 17-19,40.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.005
摘要:
为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出。讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出。在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出。结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段。
为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出。讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出。在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出。结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段。
2010, 34(1): 78-80.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.022
摘要:
为了研究有外加电场的双光子光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性,采用数值模拟的方法,给出了匹配高斯光束在晶体中的动态演化及自偏转图形。结果表明,对于给定的与双光子光折变介质参量匹配的高斯光束,在介质中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转;随着外加电场的增加,高斯光束的自偏转程度增加,当外加电场达到一定强度后,高斯光束的自偏转程度随着外加电场的增加反而减小;高斯光束的自偏转程度随着入射光强的变化关系与外加电场的情况相似。
为了研究有外加电场的双光子光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性,采用数值模拟的方法,给出了匹配高斯光束在晶体中的动态演化及自偏转图形。结果表明,对于给定的与双光子光折变介质参量匹配的高斯光束,在介质中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转;随着外加电场的增加,高斯光束的自偏转程度增加,当外加电场达到一定强度后,高斯光束的自偏转程度随着外加电场的增加反而减小;高斯光束的自偏转程度随着入射光强的变化关系与外加电场的情况相似。
2010, 34(1): 88-90,94.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.025
摘要:
为了获得两束波长不同的可调谐CO2激光脉冲,采用了双光栅与输出镜构成双谐振腔的结构没计。实验中,对影响激光器脉冲输出能量和调谐范围的参量作了具体分析。结果表明,两个谐振腔可以独立振荡输出不同波长的两束激光,二者之间不存在竞争影响,并且均可在大范围内调谐输出;通过对两个光栅做小幅度失谐调整,可以实现两束激光脉冲同步输出。
为了获得两束波长不同的可调谐CO2激光脉冲,采用了双光栅与输出镜构成双谐振腔的结构没计。实验中,对影响激光器脉冲输出能量和调谐范围的参量作了具体分析。结果表明,两个谐振腔可以独立振荡输出不同波长的两束激光,二者之间不存在竞争影响,并且均可在大范围内调谐输出;通过对两个光栅做小幅度失谐调整,可以实现两束激光脉冲同步输出。
2010, 34(1): 91-94.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.026
摘要:
为了分析材料表面缺陷对声表面波传播的影响,以弹性动力学理论为基础,采用有限元方法数值模拟了声表面波沿金属表面传播及其与表面缺陷的相互作用。通过数值模拟弹性声表面波与不同深度、不同宽度的表面缺陷相互作用过程,得到了声表面波经不同表面缺陷后的反射和透射表面波波形,并对波形进行快速傅里叶变换分析。结果表明,弹性声表面波与表面缺陷相互作用后,产生反射Rayleigh波和透射Rayleigh波;随着表面缺陷深度和宽度的增加,Rayleigh波反射率相应增加,而透射率相应减小。
为了分析材料表面缺陷对声表面波传播的影响,以弹性动力学理论为基础,采用有限元方法数值模拟了声表面波沿金属表面传播及其与表面缺陷的相互作用。通过数值模拟弹性声表面波与不同深度、不同宽度的表面缺陷相互作用过程,得到了声表面波经不同表面缺陷后的反射和透射表面波波形,并对波形进行快速傅里叶变换分析。结果表明,弹性声表面波与表面缺陷相互作用后,产生反射Rayleigh波和透射Rayleigh波;随着表面缺陷深度和宽度的增加,Rayleigh波反射率相应增加,而透射率相应减小。
2010, 34(1): 124-127,131.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.035
摘要:
为了研究矩形光阑边长与透镜像方焦面处光束光斑尺寸以及光斑内所包含功率的关系,根据高斯光束经矩形光阑和透镜变换后在透镜像方焦面的衍射场分布表达式,采用MATLAB进行数值计算的方法,进行了理论分析。结果表明,当光阑对光束的衍射影响明显时,光束衍射场的中央亮条纹的宽度随着光阑边长的增大而减小;当光阑对光束的衍射影响极小时,中央亮条纹的宽度随着光阑边长的增加而阶跃变化,中央亮条纹强度的半最大值宽度随着光阑边长的增大而减小;当光阑对光束衍射影响极小时,中央亮条纹半最大值宽度趋近于一定值。给出的中央亮条纹强度半最大值宽度与矩形光阑边长关系的拟合表达式,可为激光应用装置的设计提供理论支持。
为了研究矩形光阑边长与透镜像方焦面处光束光斑尺寸以及光斑内所包含功率的关系,根据高斯光束经矩形光阑和透镜变换后在透镜像方焦面的衍射场分布表达式,采用MATLAB进行数值计算的方法,进行了理论分析。结果表明,当光阑对光束的衍射影响明显时,光束衍射场的中央亮条纹的宽度随着光阑边长的增大而减小;当光阑对光束的衍射影响极小时,中央亮条纹的宽度随着光阑边长的增加而阶跃变化,中央亮条纹强度的半最大值宽度随着光阑边长的增大而减小;当光阑对光束衍射影响极小时,中央亮条纹半最大值宽度趋近于一定值。给出的中央亮条纹强度半最大值宽度与矩形光阑边长关系的拟合表达式,可为激光应用装置的设计提供理论支持。
2010, 34(1): 128-131.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.036
摘要:
为了提高多模光纤放大器输出光束质量,基于多模纤芯中各个模式的传输和放大机理,提出了一种新的模式控制方法——增益-损耗控制,通过变化纤芯中掺杂的浓度、形状和材料,实现对高阶模式的抑制。根据多模纤芯双包层掺镱光纤放大器模型,对基于增益-损耗控制的选模特性进行了数值模拟和实例分析,得到了优化设计方法。结果表明,该方法可以有效抑制放大器中的高阶模,输出基模功率百分比可达90%以上。
为了提高多模光纤放大器输出光束质量,基于多模纤芯中各个模式的传输和放大机理,提出了一种新的模式控制方法——增益-损耗控制,通过变化纤芯中掺杂的浓度、形状和材料,实现对高阶模式的抑制。根据多模纤芯双包层掺镱光纤放大器模型,对基于增益-损耗控制的选模特性进行了数值模拟和实例分析,得到了优化设计方法。结果表明,该方法可以有效抑制放大器中的高阶模,输出基模功率百分比可达90%以上。
2010, 34(1): 135-137,140.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.038
摘要:
为了完善和发展激光器谐振腔的模式理论,要求对稳定腔激光器模式理论进行再研究。采用一种解析方法对稳定腔激光模式的光场分布进行了求解,得出稳定腔激光模行波光场分布的一种解析表达式,并用图视的方法给出了一台平-凹谐振腔Nd:YAG激光器的几个低阶模光强分布的计算结果,以此深化了对稳定谐振腔激光模式理论的认识。
为了完善和发展激光器谐振腔的模式理论,要求对稳定腔激光器模式理论进行再研究。采用一种解析方法对稳定腔激光模式的光场分布进行了求解,得出稳定腔激光模行波光场分布的一种解析表达式,并用图视的方法给出了一台平-凹谐振腔Nd:YAG激光器的几个低阶模光强分布的计算结果,以此深化了对稳定谐振腔激光模式理论的认识。
2010, 34(1): 138-140.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.039
摘要:
为了研究基于光栅-外腔的二极管激光阵列光谱合束,利用存在离轴像差情况下耦合效率模型,数值模拟了系统各参量对耦合效率的影响,可知耦合效率随着离轴距离和横模阶次增加而下降;单个单元将被压窄至0.05nm。应用光栅-外腔实现了单条二极管激光阵列光谱合束,获得了10.1W的连续输出,斜效率为0.45W/A,慢轴方向光束质量因子Mx2=17.6,整个阵列的光谱被展宽到15nm,单个单元的线宽被压窄到0.1nm。结果表明,光谱合束能改善二极管激光阵列的光束质量,压窄单个单元的线宽。
为了研究基于光栅-外腔的二极管激光阵列光谱合束,利用存在离轴像差情况下耦合效率模型,数值模拟了系统各参量对耦合效率的影响,可知耦合效率随着离轴距离和横模阶次增加而下降;单个单元将被压窄至0.05nm。应用光栅-外腔实现了单条二极管激光阵列光谱合束,获得了10.1W的连续输出,斜效率为0.45W/A,慢轴方向光束质量因子Mx2=17.6,整个阵列的光谱被展宽到15nm,单个单元的线宽被压窄到0.1nm。结果表明,光谱合束能改善二极管激光阵列的光束质量,压窄单个单元的线宽。
2010, 34(1): 141-144.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.040
摘要:
为了研究受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布,采用扩展惠更斯-菲涅耳原理方法进行了理论分析,得到了受发射圆孔限制的拉盖尔-高斯光束在大气湍流中传输时轴上光强的表达式。并运用MAPLE模拟,取得了不同湍流强度、波长和发射圆孔孔径下轴上光强的分布理论数据。结果表明,拉盖尔-高斯光束在不同阶数、湍流强度、波长和发射圆孔孔径下,真空和湍流较弱时,轴上光强在近场发生明显振荡,达到最大值后,强度明显开始降低,湍流较强时,传输很近距离强度就迅速衰减,并与其在真空中的传输特性进行了比较。这一结果对研究拉盖尔一高斯光束是有帮助的。
为了研究受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布,采用扩展惠更斯-菲涅耳原理方法进行了理论分析,得到了受发射圆孔限制的拉盖尔-高斯光束在大气湍流中传输时轴上光强的表达式。并运用MAPLE模拟,取得了不同湍流强度、波长和发射圆孔孔径下轴上光强的分布理论数据。结果表明,拉盖尔-高斯光束在不同阶数、湍流强度、波长和发射圆孔孔径下,真空和湍流较弱时,轴上光强在近场发生明显振荡,达到最大值后,强度明显开始降低,湍流较强时,传输很近距离强度就迅速衰减,并与其在真空中的传输特性进行了比较。这一结果对研究拉盖尔一高斯光束是有帮助的。
2010, 34(1): 20-21,44.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.006
摘要:
为了研究掺钕无机惰性液体的配制、光谱和激光特性,采用实验研究的方法,在实验室制备了无机惰性液体激光增益介质Nd-POCl3-SnO2,测试了其抽运吸收和荧光特性;采用氙灯抽运和行波放大的方法实验研究了该液体的增益特性,并进行了初步的自由振荡出光实验。得到了性质稳定的掺钕无机惰性液体,利用该液体作为增益介质的放大器获得了1%/cm的增益系数,激光器实验则获得了中心波长为1051nm、脉宽为83.33μs的自由振荡激光输出。结果表明,掺钕无机惰性液体的配制的必要措施是干燥条件的保证,同时Lewis酸和掺钕浓度对于液体的荧光寿命也起到限制作用,该液体增益介质的光谱特性接近激光钕玻璃,单脉冲工作条件下可以得到稳定的激光输出。
为了研究掺钕无机惰性液体的配制、光谱和激光特性,采用实验研究的方法,在实验室制备了无机惰性液体激光增益介质Nd-POCl3-SnO2,测试了其抽运吸收和荧光特性;采用氙灯抽运和行波放大的方法实验研究了该液体的增益特性,并进行了初步的自由振荡出光实验。得到了性质稳定的掺钕无机惰性液体,利用该液体作为增益介质的放大器获得了1%/cm的增益系数,激光器实验则获得了中心波长为1051nm、脉宽为83.33μs的自由振荡激光输出。结果表明,掺钕无机惰性液体的配制的必要措施是干燥条件的保证,同时Lewis酸和掺钕浓度对于液体的荧光寿命也起到限制作用,该液体增益介质的光谱特性接近激光钕玻璃,单脉冲工作条件下可以得到稳定的激光输出。
2010, 34(1): 37-40.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.011
摘要:
为了考察影响光量子阱束缚态的因素,采用传输矩阵法计算了不同介电常数和介质厚度对光量子阱结构的传输特性,发现光量子阱结构的束缚态的频率随介电常数和厚度变化而变化。通过微小地改变阱区和垒区介质的介电常数和厚度可改变束缚态的频率,且阱区和垒区介质的介电常数和厚度的变化与束缚态频率的变化都呈良好的线性关系,阱区介质的介电常数和厚度的变化对束缚态频率的变化大于垒区。结果表明,光子的束缚效应将导致频率的量子化。此结果为设计所需要的束缚态频率光量子阱结构提供了理论依据。
为了考察影响光量子阱束缚态的因素,采用传输矩阵法计算了不同介电常数和介质厚度对光量子阱结构的传输特性,发现光量子阱结构的束缚态的频率随介电常数和厚度变化而变化。通过微小地改变阱区和垒区介质的介电常数和厚度可改变束缚态的频率,且阱区和垒区介质的介电常数和厚度的变化与束缚态频率的变化都呈良好的线性关系,阱区介质的介电常数和厚度的变化对束缚态频率的变化大于垒区。结果表明,光子的束缚效应将导致频率的量子化。此结果为设计所需要的束缚态频率光量子阱结构提供了理论依据。
2010, 34(1): 41-44.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.012
摘要:
为了系统研究闪耀光栅的衍射特性,分析光栅结构参量对其衍射效率的影响,采用严格的耦合波分析方法,得到了闪耀光栅的槽顶角、闪耀角等结构参量以及波长与衍射效率的关系。结果表明,随着槽顶角的增大,闪耀角向减少的方向移动,衍射效率则向降低的方向移动;槽顶角一定时,随着光波长的增大,衍射效率降低,同时闪耀角向增大的方向移动;同时分析了闪耀光栅的偏振现象。分析结果可为闪耀光栅的设计提供参考依据。
为了系统研究闪耀光栅的衍射特性,分析光栅结构参量对其衍射效率的影响,采用严格的耦合波分析方法,得到了闪耀光栅的槽顶角、闪耀角等结构参量以及波长与衍射效率的关系。结果表明,随着槽顶角的增大,闪耀角向减少的方向移动,衍射效率则向降低的方向移动;槽顶角一定时,随着光波长的增大,衍射效率降低,同时闪耀角向增大的方向移动;同时分析了闪耀光栅的偏振现象。分析结果可为闪耀光栅的设计提供参考依据。
2010, 34(1): 48-52.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.014
摘要:
为了研究Nd3+的摩尔分数对1.3μm处荧光的影响,采用常规的熔融方法制备了钕离子掺杂的0.70TeO2-（0.30-x）WO3-xNd2O3(摩尔分数x为0.001,0.003,0.005,0.007,0.01）玻璃系统,得到了Nd3+ 1.3μm荧光光谱,同时还研究了荧光峰值波长的有效线宽和受激发射截面与Nd3+摩尔分数的关系。根据Dexter能量转移理论计算了Nd3+在碲酸盐玻璃中能量转移参量Cd,d(4F3/2,4I9/2→4I9/2,4F3/2)和Cd,a(4F3/2,4I9/2→4I15/2,4I15/2和4F3/2,4I9/2→4I13/2,4I15/2)值和相应发生浓度猝灭的临界距离Rd,d和Rd,a。结果表明,随着Nd3+的掺杂摩尔分数增加,荧光强度也逐渐增加,到0.005时达到最大;随后当Nd3+的摩尔分数大于0.005时,荧光强度逐渐降低。
为了研究Nd3+的摩尔分数对1.3μm处荧光的影响,采用常规的熔融方法制备了钕离子掺杂的0.70TeO2-（0.30-x）WO3-xNd2O3(摩尔分数x为0.001,0.003,0.005,0.007,0.01）玻璃系统,得到了Nd3+ 1.3μm荧光光谱,同时还研究了荧光峰值波长的有效线宽和受激发射截面与Nd3+摩尔分数的关系。根据Dexter能量转移理论计算了Nd3+在碲酸盐玻璃中能量转移参量Cd,d(4F3/2,4I9/2→4I9/2,4F3/2)和Cd,a(4F3/2,4I9/2→4I15/2,4I15/2和4F3/2,4I9/2→4I13/2,4I15/2)值和相应发生浓度猝灭的临界距离Rd,d和Rd,a。结果表明,随着Nd3+的掺杂摩尔分数增加,荧光强度也逐渐增加,到0.005时达到最大;随后当Nd3+的摩尔分数大于0.005时,荧光强度逐渐降低。
2010, 34(1): 53-55.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.015
摘要:
为了研究光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+后对其非线性系数的影响,采用全矢量等效折射率模型的方法,通过对空气孔半径r、空气孔间距Λ、等效纤芯的折射率n和空气填充率等结构参量的调节,对非线性系数随这些参量的变化进行了数值计算和讨论,得到了结构参量对非线性的影响及其变化规律。结果表明,在光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+,可以提高光子晶体光纤的非线性;通过调节结构参量,可以灵活地调整掺铒光子晶体光纤的非线性,从而能够得到更具实用价值的光子晶体光纤。
为了研究光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+后对其非线性系数的影响,采用全矢量等效折射率模型的方法,通过对空气孔半径r、空气孔间距Λ、等效纤芯的折射率n和空气填充率等结构参量的调节,对非线性系数随这些参量的变化进行了数值计算和讨论,得到了结构参量对非线性的影响及其变化规律。结果表明,在光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+,可以提高光子晶体光纤的非线性;通过调节结构参量,可以灵活地调整掺铒光子晶体光纤的非线性,从而能够得到更具实用价值的光子晶体光纤。
2010, 34(1): 60-62,66.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.017
摘要:
在激光偏光调制技术中,对称分束镜和超大剪切差的平行分束偏光镜受技术和材料的限制,制作难度很大,为了提高偏光棱镜出射光束的对称性和平行分束性,从复式双反射棱镜结构出发,寻找到两种设计方案,一是改变结构角参量φ和β,该设计不仅能保证分束角的对称,而且可以拓宽分束角,并可以根据需要,选择不同的结构角参量以获得合适的对称分束角。二是把出射面为平面改为两个向外凸的平面,能得到剪切差大的平行出射的o光和e光,且剪切差大小可根据用户要求设计,大大拓宽了双反射偏光棱镜的使用范围。实验结果与理论结果基本一致。
在激光偏光调制技术中,对称分束镜和超大剪切差的平行分束偏光镜受技术和材料的限制,制作难度很大,为了提高偏光棱镜出射光束的对称性和平行分束性,从复式双反射棱镜结构出发,寻找到两种设计方案,一是改变结构角参量φ和β,该设计不仅能保证分束角的对称,而且可以拓宽分束角,并可以根据需要,选择不同的结构角参量以获得合适的对称分束角。二是把出射面为平面改为两个向外凸的平面,能得到剪切差大的平行出射的o光和e光,且剪切差大小可根据用户要求设计,大大拓宽了双反射偏光棱镜的使用范围。实验结果与理论结果基本一致。
2010, 34(1): 75-77.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.021
摘要:
为了数值研究面心立方晶格球形散射体3维光子晶体能带结构,采用平面波展开方法分别计算了空气中的介质球与介质中的空气球在不同参量下的能带。结果表明,空气中的介质球不论选任何参量都不出现完全禁带,介质中的空气球在选取适当参量时能出现禁带,禁带宽度与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相似,禁带位置中心坐标与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相反。此结论推广和补充了相关文献的研究。
为了数值研究面心立方晶格球形散射体3维光子晶体能带结构,采用平面波展开方法分别计算了空气中的介质球与介质中的空气球在不同参量下的能带。结果表明,空气中的介质球不论选任何参量都不出现完全禁带,介质中的空气球在选取适当参量时能出现禁带,禁带宽度与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相似,禁带位置中心坐标与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相反。此结论推广和补充了相关文献的研究。
2010, 34(1): 85-87.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.024
摘要:
为了在应用中提高读出光的衍射效率,必须合理选择参量。采用将KOGELNIK的耦合波理论与Kukhtarev方程相结合,可以得出顺电相KTN晶体中透射型相位栅衍射效率的解析式。对影响光栅衍射效率的各因素进行计算分析,发现衍射效率对入射角、晶体厚度以及外加电场的变化敏感,而45°入射角附近出现较宽的高衍射区。另外,晶体的吸收对衍射效率的影响可以忽略。结果表明,该计算分析有助于在实践中调整参量以获得较高的读出光衍射效率。
为了在应用中提高读出光的衍射效率,必须合理选择参量。采用将KOGELNIK的耦合波理论与Kukhtarev方程相结合,可以得出顺电相KTN晶体中透射型相位栅衍射效率的解析式。对影响光栅衍射效率的各因素进行计算分析,发现衍射效率对入射角、晶体厚度以及外加电场的变化敏感,而45°入射角附近出现较宽的高衍射区。另外,晶体的吸收对衍射效率的影响可以忽略。结果表明,该计算分析有助于在实践中调整参量以获得较高的读出光衍射效率。
2010, 34(1): 102-104.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.029
摘要:
为了改善滤波光谱的次极大,提高透过滤波片观察像的衬度,设计了减小次极大光强的石英晶体旋光滤波结构,并从理论上分析了滤波特性。以3级石英晶体旋光滤波器为例,由分析可知,在第3级之后增加1级与第1级或第2级相同的结构,均有效地减小了次极大的光强;比较发现,增加1级第2级的结构效果较好。结果表明,此设计对改善石英晶旋光滤波器次极大应用于观测光谱中提供了理论依据。
为了改善滤波光谱的次极大,提高透过滤波片观察像的衬度,设计了减小次极大光强的石英晶体旋光滤波结构,并从理论上分析了滤波特性。以3级石英晶体旋光滤波器为例,由分析可知,在第3级之后增加1级与第1级或第2级相同的结构,均有效地减小了次极大的光强;比较发现,增加1级第2级的结构效果较好。结果表明,此设计对改善石英晶旋光滤波器次极大应用于观测光谱中提供了理论依据。
2010, 34(1): 109-111,119.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.031
摘要:
为了研究Wollaston棱镜对单模高斯光束光强分布的影响,采用分析光在棱镜胶合层中干涉效应的方法,对透射o光和e光分别进行了分析。对于某一给定的两偏振模兼并的单模高斯光束,透射o光和e光均随入射光在胶合层介质面上入射角、胶合层的厚度及层中介质的折射率的变化作周期性振荡,且振荡的幅度和频率也随之变化,这种振荡对透射光束的影响小于0.65%。结果表明,在实际应用中,只要对透射光束光强相对变化的要求不小于0.65%,即可忽略Wollaston对高斯光束光强分布的影响。
为了研究Wollaston棱镜对单模高斯光束光强分布的影响,采用分析光在棱镜胶合层中干涉效应的方法,对透射o光和e光分别进行了分析。对于某一给定的两偏振模兼并的单模高斯光束,透射o光和e光均随入射光在胶合层介质面上入射角、胶合层的厚度及层中介质的折射率的变化作周期性振荡,且振荡的幅度和频率也随之变化,这种振荡对透射光束的影响小于0.65%。结果表明,在实际应用中,只要对透射光束光强相对变化的要求不小于0.65%,即可忽略Wollaston对高斯光束光强分布的影响。
2010, 34(1): 120-123.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.034
摘要:
为了研究双零色散点光子晶体光纤反常色散区中红移辐射的产生,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒脉冲在双零色散点光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和红移辐射的产生。分析了抽运脉冲的脉宽、抽运波长、入射峰值功率对红移辐射的影响。结果表明,当超短脉冲靠近第2个零色散点的反常色散区进行抽运时,喇曼孤子受高阶色散效应的影响产生了红移辐射现象;当增大抽运激光的入射峰值功率或增大脉宽时,红移辐射均增强,而且发生了明显的分裂现象,其起因可归结于喇曼孤子和红移辐射之间的交叉相位调制;此外,3阶色散效应对红移辐射也有重要的影响,当增大3阶色散系数时,红移辐射可得到进一步加强。
为了研究双零色散点光子晶体光纤反常色散区中红移辐射的产生,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒脉冲在双零色散点光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和红移辐射的产生。分析了抽运脉冲的脉宽、抽运波长、入射峰值功率对红移辐射的影响。结果表明,当超短脉冲靠近第2个零色散点的反常色散区进行抽运时,喇曼孤子受高阶色散效应的影响产生了红移辐射现象;当增大抽运激光的入射峰值功率或增大脉宽时,红移辐射均增强,而且发生了明显的分裂现象,其起因可归结于喇曼孤子和红移辐射之间的交叉相位调制;此外,3阶色散效应对红移辐射也有重要的影响,当增大3阶色散系数时,红移辐射可得到进一步加强。
2010, 34(1): 26-29.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.008
摘要:
为了研究集成光学陀螺灵敏度的优化,采用调频光谱原理与多光束干涉方法,对谐振式集成光学陀螺核心敏感器件的谐振特性、决定因素及其它们对陀螺灵敏度的影响进行了研究,得到了与光纤谐振腔情形不同,耦合比与腔长变化对谐振特性影响具有二重性的结果。结果表明,在给定波导传输损耗的条件下,以陀螺灵敏度为判据,集成光学陀螺存在由波导损耗水平决定的最佳谐振腔结构参量。
为了研究集成光学陀螺灵敏度的优化,采用调频光谱原理与多光束干涉方法,对谐振式集成光学陀螺核心敏感器件的谐振特性、决定因素及其它们对陀螺灵敏度的影响进行了研究,得到了与光纤谐振腔情形不同,耦合比与腔长变化对谐振特性影响具有二重性的结果。结果表明,在给定波导传输损耗的条件下,以陀螺灵敏度为判据,集成光学陀螺存在由波导损耗水平决定的最佳谐振腔结构参量。
2010, 34(1): 81-84.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.023
摘要:
为了制作用于相衬法实验的π/2相板,采用全息干版,通过控制其曝光时间及冲洗过程,使乳胶膜的厚度或折射率发生改变,从而调节位相的变化;采用双点光源干涉位相测量方法,检测并筛选出符合要求的相板,得到相板位相的2维分布图;将筛选出的有一定吸收的π/2相板作为相衬法实验的位相滤波器并置于透镜频谱面上,在像平面上所成的位相物体的像达到了预期的效果。结果表明,用全息干版制作相板的实验方案及工艺是可行的,且相板的位相与吸收率可以任意设计。这为设计、制作和检测相板提供了一种简单、廉价和快捷的实验方法及工艺流程。
为了制作用于相衬法实验的π/2相板,采用全息干版,通过控制其曝光时间及冲洗过程,使乳胶膜的厚度或折射率发生改变,从而调节位相的变化;采用双点光源干涉位相测量方法,检测并筛选出符合要求的相板,得到相板位相的2维分布图;将筛选出的有一定吸收的π/2相板作为相衬法实验的位相滤波器并置于透镜频谱面上,在像平面上所成的位相物体的像达到了预期的效果。结果表明,用全息干版制作相板的实验方案及工艺是可行的,且相板的位相与吸收率可以任意设计。这为设计、制作和检测相板提供了一种简单、廉价和快捷的实验方法及工艺流程。
2010, 34(1): 112-115.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.032
摘要:
在对3维粒子场全息图的数值重构过程中,为了提高和改善聚焦粒子再现像的对比度,减小直透光、孪生像以及离焦粒子像的影响,采用了1种数值处理方法,通过对数值重构出的2个聚焦与非聚焦面上粒子复振幅相减,可以将直透光、孪生像和离焦粒子像对聚焦粒子的影响同时减小,并给出了简要理论以及仿真、实验结果。结果表明,在同轴数字全息层析再现粒子场过程中,该方法适用于在某一聚焦面仅显示聚焦粒子;此外,该过程仅需要一张全息图,而且不需要对全息图做预前和后期处理。
在对3维粒子场全息图的数值重构过程中,为了提高和改善聚焦粒子再现像的对比度,减小直透光、孪生像以及离焦粒子像的影响,采用了1种数值处理方法,通过对数值重构出的2个聚焦与非聚焦面上粒子复振幅相减,可以将直透光、孪生像和离焦粒子像对聚焦粒子的影响同时减小,并给出了简要理论以及仿真、实验结果。结果表明,在同轴数字全息层析再现粒子场过程中,该方法适用于在某一聚焦面仅显示聚焦粒子;此外,该过程仅需要一张全息图,而且不需要对全息图做预前和后期处理。
2010, 34(1): 45-47,84.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.013
摘要:
为了研究健康中青年女性尿液荧光光谱的差异,采用SP-3558多功能光谱测量系统对200nm～390nm紫外光激发的20岁～55岁女性尿液进行测量,并运用多种软件对光谱数据进行多峰拟合处理和理论分析,得到了健康女性尿液荧光光谱的特性和产生机理。结果表明,紫外光激发女性晨尿产生的较强荧光光谱,主要是由尿液中的肾脏代谢的中间物质氧化型烟酰胺腺嘌呤核苷酸(nicotinamide ade-nine nucleotide,NAD+)、核黄素、粪卟啉3种物质产生,其对应的中心波长分别为458nm,520nm,612nm和674nm,后两者均是由粪卟啉产生的;随着年龄的增大,肾脏代谢功能下降,导致其尿样中肾脏代谢的中间物质NAD+的含量增加,从而使458nm谱峰强度明显增强。
为了研究健康中青年女性尿液荧光光谱的差异,采用SP-3558多功能光谱测量系统对200nm～390nm紫外光激发的20岁～55岁女性尿液进行测量,并运用多种软件对光谱数据进行多峰拟合处理和理论分析,得到了健康女性尿液荧光光谱的特性和产生机理。结果表明,紫外光激发女性晨尿产生的较强荧光光谱,主要是由尿液中的肾脏代谢的中间物质氧化型烟酰胺腺嘌呤核苷酸(nicotinamide ade-nine nucleotide,NAD+)、核黄素、粪卟啉3种物质产生,其对应的中心波长分别为458nm,520nm,612nm和674nm,后两者均是由粪卟啉产生的;随着年龄的增大,肾脏代谢功能下降,导致其尿样中肾脏代谢的中间物质NAD+的含量增加,从而使458nm谱峰强度明显增强。
2010, 34(1): 71-74,144.
doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.020
摘要:
通过对导模共振滤光片的研究与发展的介绍,总结了其机理、优异特性及应用领域,重点介绍的是亚波长导模共振滤光片的单层、双层和3层结构的设计。归纳了它的制作原理,提出了制作难点和关键技术。结果表明,导模共振滤波器具备高峰值反射率,低旁带反射,窄带以及带宽可控等优良特性,具有重要的研究意义和应用价值。
通过对导模共振滤光片的研究与发展的介绍,总结了其机理、优异特性及应用领域,重点介绍的是亚波长导模共振滤光片的单层、双层和3层结构的设计。归纳了它的制作原理,提出了制作难点和关键技术。结果表明,导模共振滤波器具备高峰值反射率,低旁带反射,窄带以及带宽可控等优良特性,具有重要的研究意义和应用价值。
