无退偏振角锥棱镜研制及其特性研究

1

作者 王垚廷 党晨昕 +2 位作者 李博 刘星宇 王皎悦 《西安工业大学学报》 2025年第1期123-130,共8页

针对传统光学角锥棱镜对入射其线偏振光进行回射过程中,全内反射导致的明显退偏振现象,本文基于光学高反射镜和精密机械加工的特征,实现了无退偏振角锥棱镜的制作,并对其偏振特性做了分析。实验上采用全固态Nd:GdVO_(4)1064 nm激光器作... 针对传统光学角锥棱镜对入射其线偏振光进行回射过程中,全内反射导致的明显退偏振现象,本文基于光学高反射镜和精密机械加工的特征,实现了无退偏振角锥棱镜的制作,并对其偏振特性做了分析。实验上采用全固态Nd:GdVO_(4)1064 nm激光器作为光源对该角锥棱镜的偏振特性进行了测试,结果表明:线偏振光经其回射后,偏振度保持95%以上。 展开更多

关键词 角锥棱镜 无退偏 线偏振光

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高斯光束束腰位置及尺寸的精确测量 被引量：7

2

作者 王垚廷 张瑞红 +1 位作者 李光耀 张博伦 《西安工业大学学报》 CAS 2015年第6期431-433,440,共4页

研究了如何提高高斯光束束腰位置及束腰半径的测量精度.从高斯光束的对称性出发,测量了其束腰位置.根据高斯光束通过薄透镜的传输特性,结合已确定的聚焦高斯光束的束腰位置,得到了待测高斯光束的束腰位置及束腰尺寸.根据高斯光束的对称... 研究了如何提高高斯光束束腰位置及束腰半径的测量精度.从高斯光束的对称性出发,测量了其束腰位置.根据高斯光束通过薄透镜的传输特性,结合已确定的聚焦高斯光束的束腰位置,得到了待测高斯光束的束腰位置及束腰尺寸.根据高斯光束的对称性,直接确定了待测高斯光束的束腰位置,进而在该位置对束腰半径进行了实际测量.结果表明:反推的束腰位置及尺寸分别可精确到0.01mm和0.1mm,且反推结果和实际测量结果一致. 展开更多

关键词 高斯光束 束腰位置 束腰半径 传输特性 对称性

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固体激光器中热沉积百分比的简单快速测量 被引量：2

3

作者 王垚廷 党晨 张瑞红 《西安工业大学学报》 CAS 2017年第6期438-441,共4页

为准确而快速地测量固体激光器中热沉积百分比,进一步研究热效应,文中模拟测量了固体激光器实际运转过程中激光介质发热量和热电制冷器电流之间的关系,以此为基础实验测量了激光二极管端面泵浦的Nd∶GdVO41342nm激光器在稳定运转过程中... 为准确而快速地测量固体激光器中热沉积百分比,进一步研究热效应,文中模拟测量了固体激光器实际运转过程中激光介质发热量和热电制冷器电流之间的关系,以此为基础实验测量了激光二极管端面泵浦的Nd∶GdVO41342nm激光器在稳定运转过程中热沉积百分比和泵浦功率之间的关系.实验结果表明,在制热功率较小条件下,热电制冷器电流和发热量呈线性关系;热沉积百分比为泵浦功率的减函数,且理论计算结果和实验结果相符合. 展开更多

关键词 热沉积百分比 热电制冷器 能量传输上转换 热效应

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全固态连续单频671nm Nd∶GdVO_4-LBO红光激光器的设计及实现 被引量：1

4

作者 王垚廷 张博伦 +2 位作者 谭成 冯向兵 张瑞红 《西安工业大学学报》 CAS 2014年第2期99-102,共4页

为实现Nd∶GdVO4激光器单纵模运转,以环形腔选模的方法为基础,设计了"8"字形环形谐振腔来实现激光器单频运转,同时以Nd∶GdVO4为激光介质,LBO为倍频晶体,通过内腔倍频技术得到671nm的单频红色激光.通过调节谐振腔长度改变激... 为实现Nd∶GdVO4激光器单纵模运转,以环形腔选模的方法为基础,设计了"8"字形环形谐振腔来实现激光器单频运转,同时以Nd∶GdVO4为激光介质,LBO为倍频晶体,通过内腔倍频技术得到671nm的单频红色激光.通过调节谐振腔长度改变激光介质中振荡激光模大小,从而优化激光介质中振荡激光模和泵浦激光模之间的交叠比率以提高输出功率,实验测得最大输出功率为0.9W. 展开更多

关键词 激光 单频 环形腔 模式交叠率

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高功率1342nm全固态激光器的设计及实现 被引量：2

5

作者 王垚廷 张瑞红 《西安工业大学学报》 CAS 2015年第10期780-783,共4页

为减小激光介质热效应,进一步提高全固态1 342nm激光器的输出功率,文中研究了激光介质横向尺寸和热效应之间的关系,实验中选用复合式Nd∶GdVO4晶体为激光介质,并采用平凹谐振腔实现1 342nm波段激光.研究结果表明:热效应正比于激光介质... 为减小激光介质热效应,进一步提高全固态1 342nm激光器的输出功率,文中研究了激光介质横向尺寸和热效应之间的关系,实验中选用复合式Nd∶GdVO4晶体为激光介质,并采用平凹谐振腔实现1 342nm波段激光.研究结果表明:热效应正比于激光介质的横向尺寸,可以通过减小激光介质横向尺寸以提高激光器输出功率.实验测得优化的激光介质最大输出功率为9.4 W,转化效率为32.4%,较前期激光器输出功率提高38%. 展开更多

关键词 激光器 热效应 复合激光介质 横截面

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高斯型泵浦光束热致衍射损耗解析模式及应用

6

作者 王垚廷 翟少鹏 +3 位作者 谭成 桂文华 张博伦 张瑞红 《西安工业大学学报》 CAS 2014年第10期784-788,共5页

为优化高斯型光束端面泵浦固体激光器中模式交叠比率,提高激光器输出功率,推导了高斯型泵浦光束对应的热致衍射损耗的解析表达式,分析了端面泵浦的掺钕激光器中此热致衍射损耗和模式交叠比率以及泵浦功率之间的关系.研究结果表明:在有... 为优化高斯型光束端面泵浦固体激光器中模式交叠比率,提高激光器输出功率,推导了高斯型泵浦光束对应的热致衍射损耗的解析表达式,分析了端面泵浦的掺钕激光器中此热致衍射损耗和模式交叠比率以及泵浦功率之间的关系.研究结果表明:在有热致衍射损耗条件下,优化的交叠比率小于0.65,忽略热致衍射损耗,优化值变大. 展开更多

关键词 激光器 热致衍射损耗 高斯型泵浦光束 模式交叠比率

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固体激光器中热焦距的数值计算及测量

7

作者 王垚廷 李萍 +1 位作者 李晋惠 史延新 《西安工业大学学报》 CAS 2018年第6期578-581,共4页

热效应是限制固体激光器件整体性能提高的关键因素,为深入研究热效应,给热效应的改善提供理论依据,文中对激光二极管端面泵浦固体激光系统的热传导方程进行了数值求解,并对热焦距进行了数值模拟.实验上通过"平面平行谐振腔"... 热效应是限制固体激光器件整体性能提高的关键因素,为深入研究热效应,给热效应的改善提供理论依据,文中对激光二极管端面泵浦固体激光系统的热传导方程进行了数值求解,并对热焦距进行了数值模拟.实验上通过"平面平行谐振腔"测热焦距法对固体激光器的热焦距进行了实际测量.数值模拟结果和实验测量结果均表明热焦距和泵浦功率呈反比例关系,且两者相符合. 展开更多

关键词 热传导方程 热焦距 偏微分方程工具箱 平面平行谐振腔

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固体激光器中泵浦光束尺寸优化

8

作者 王垚廷 张博伦 +1 位作者 潘雷雷 党晨 《西安工业大学学报》 CAS 2016年第9期709-712,共4页

热效应是限制固体激光器输出功率提高的关键因素,为进一步减小热效应,研究了热致衍射损耗和泵浦光束半径之间的关系,引入了激光介质实际温度因子.实验中选用Nd∶GdVO4为激光介质,并通过简易平凹谐振腔实现1 342nm波段的红外激光.研究结... 热效应是限制固体激光器输出功率提高的关键因素,为进一步减小热效应,研究了热致衍射损耗和泵浦光束半径之间的关系,引入了激光介质实际温度因子.实验中选用Nd∶GdVO4为激光介质,并通过简易平凹谐振腔实现1 342nm波段的红外激光.研究结果表明:在激光介质实际温度的影响下,热致衍射损耗为泵浦光束半径的显著减函数.可以通过优化泵浦光束半径减小热致衍射损耗并提高激光器输出功率.优化的泵浦光束半径为300μm,对应的输出功率为10.4 W,较前期激光器输出功率提高10%. 展开更多

关键词 激光器 激光介质实际温度 热致衍射损耗 泵浦光束半径

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准三能级固体激光器中激光介质长度优化

9

作者 王垚廷 时文嘉 张艳超 《西安工业大学学报》 CAS 2020年第3期235-240,共6页

为进一步提高激光二极管端面泵浦的准三能级激光器转化效率,基于速率方程理论,引入能量传输上转换效应和激发态吸收效应,对自吸收损耗进行研究。设计了平凹谐振腔,采用不同长度的Nd:GdVO4晶体作为激光介质进行实验验证。研究结果表明:... 为进一步提高激光二极管端面泵浦的准三能级激光器转化效率,基于速率方程理论,引入能量传输上转换效应和激发态吸收效应,对自吸收损耗进行研究。设计了平凹谐振腔,采用不同长度的Nd:GdVO4晶体作为激光介质进行实验验证。研究结果表明:自吸收损耗同激光介质长度呈正比关系,但随着泵浦功率增加而减弱。实验结果证明了最佳激光介质长度的存在,泵浦功率30 W以内,最佳激光介质长度在5~6.5mm范围内递增,且实验结果和理论计算结果相符合。 展开更多

关键词 准三能级 最佳激光介质长度 能量传输上转换效应 激发态吸收效应

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激光介质热沉积百分比精确解析模式及其应用

10

作者 王垚廷 张艳超 时文嘉 《西安工业大学学报》 CAS 2020年第2期133-137,共5页

为研究固体激光介质热效应,文中将能量传输上转换效应和激发态吸收效应引入速率方程,以此推导激光产生过程中各类物理效应所产生热量的解析表达式。设计了激光二极管端面泵浦的Nd:GdVO4 1 342nm激光器,通过测量流经热电制冷片电流的方... 为研究固体激光介质热效应,文中将能量传输上转换效应和激发态吸收效应引入速率方程,以此推导激光产生过程中各类物理效应所产生热量的解析表达式。设计了激光二极管端面泵浦的Nd:GdVO4 1 342nm激光器,通过测量流经热电制冷片电流的方法对该激光器的热沉积百分比进行了实际测量。结果表明:热沉积百分比同被吸收泵浦功率呈增函数关系,且实验测量结果和理论计算结果相符合。 展开更多

关键词 激光 热沉积百分比 能量传输上转换 激发态吸收

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热透镜效应的数值计算 被引量：4

11

作者 李萍 王垚廷 张磊 《齐鲁工业大学学报》 2017年第5期62-65,共4页

热透镜效应的出现不但限制了激光器输出功率的提高,也使得输出激光的光束质量下降。因此,得到热透镜效应更为精确的解也就成为了降低热透镜效应的关键。采用PDE工具箱和Runge-Kutta方法分别求解热传导方程,得到了端面泵浦圆柱状固体激光... 热透镜效应的出现不但限制了激光器输出功率的提高,也使得输出激光的光束质量下降。因此,得到热透镜效应更为精确的解也就成为了降低热透镜效应的关键。采用PDE工具箱和Runge-Kutta方法分别求解热传导方程,得到了端面泵浦圆柱状固体激光器Nd:YAG晶体的温度分布。激光棒内部的最高温升为50.6 K,向四周扩散的过程中温度逐渐降低,最后慢慢趋于稳定。使用两种方法所求得激光棒内部最高点温差为10.4 K,说明使用两种方法所求得的温度分布准确度较高。 展开更多

关键词 热透镜效应 热传导方程 PDE工具箱 RUNGE-KUTTA 数值计算

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基于Matlab的偏微分方程数值计算 被引量：3

12

作者 李萍 张磊 王垚廷 《齐鲁工业大学学报》 2017年第4期39-43,共5页

在许多物理现象中经常会遇到偏微分方程的求解问题,虽然容易得到它们的基本方程和边界条件,但由于边界条件的复杂性,基本都很难得到方程的精确解。因此,使用Matlab中PDE工具箱和编程相结合的方法求解偏微分方程。算例表明,使用PDE工具... 在许多物理现象中经常会遇到偏微分方程的求解问题,虽然容易得到它们的基本方程和边界条件,但由于边界条件的复杂性,基本都很难得到方程的精确解。因此,使用Matlab中PDE工具箱和编程相结合的方法求解偏微分方程。算例表明,使用PDE工具箱和编程相结合的方法求解偏微分方程,步骤简单,求解灵活,适应性强,结果可视化程度高,适合初学者求解较为复杂的偏微分方程。用此方法对偏微分方程进行数值计算和图形处理,数值解与精确解误差较小,使用简单、方便、高效。 展开更多

关键词 偏微分方程 PDE工具箱 数值计算 可视化

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高精密光机调节系统的设计及实现

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作者 马贝 王垚廷 《西安工业大学学报》 CAS 2017年第5期375-377,共3页

针对目前光机调节系统的调节范围和稳定性难以兼得的缺陷,以及调节精度受限的实际情况,通过在同一丝杆上设计不同的螺距,并结合金属片本身的弹性形变实现高精密光学机械调整.实验证明:本系统可以很容易实现0.05mm的螺距效果,调节精度提... 针对目前光机调节系统的调节范围和稳定性难以兼得的缺陷,以及调节精度受限的实际情况,通过在同一丝杆上设计不同的螺距,并结合金属片本身的弹性形变实现高精密光学机械调整.实验证明:本系统可以很容易实现0.05mm的螺距效果,调节精度提高4倍,调节范围提高1倍. 展开更多

关键词 光机调节系统 螺距 弹性形变 调节精度

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紫外荧光探测水面溢油实验研究

14

作者 党晨 李武军 王垚廷 《科技创新与应用》 2016年第26期80-82,共3页

文章介绍了目前水面溢油探测的五种方法及其不同的优势与特点。主要从激发光源和探测望远镜的遮光结构方面讨论了溢油探测系统的构建方法。搭建了实验系统,采用365nm的紫外光源激发荧光,在暗室及实验室环境下分别探测了汽油、食用油、... 文章介绍了目前水面溢油探测的五种方法及其不同的优势与特点。主要从激发光源和探测望远镜的遮光结构方面讨论了溢油探测系统的构建方法。搭建了实验系统,采用365nm的紫外光源激发荧光,在暗室及实验室环境下分别探测了汽油、食用油、机油三种油类的荧光强度,归一化处理得到了荧光与探测电压值的关系,区分了油膜种类。分别探测了不同厚度的三种油膜荧光电压变化值,实验表明随着油膜厚度的不断增加,荧光光强呈线性变化,并给出了荧光强度变化的解释。 展开更多

关键词 溢油探测 紫外荧光 溢油厚度 背景光屏蔽

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基于超高斯函数的光纤耦合半导体激光器输出光束横向光强分布研究 被引量：1

15

作者 杜雯 王垚廷 +1 位作者 王皎悦 张勋 《河南科技》 2022年第20期39-43,共5页

本研究基于超高斯分布的数学模型,对光纤耦合半导体激光器在泵浦功率为5~50 W时的输出光束的横向光强分布进行研究。采用CCD型光斑分析仪对试验进行测量,同时借助数据分析软件将采集到的试验数据与超高斯函数进行拟合对比分析。试验结... 本研究基于超高斯分布的数学模型,对光纤耦合半导体激光器在泵浦功率为5~50 W时的输出光束的横向光强分布进行研究。采用CCD型光斑分析仪对试验进行测量,同时借助数据分析软件将采集到的试验数据与超高斯函数进行拟合对比分析。试验结果显示,当泵浦功率小于5 W时,光强分布曲线与k为1的高斯型分布曲线相吻合;当泵浦功率大于10 W时,光强分布曲线与k为1.5的超高斯分布曲线相吻合。试验证明,用超高斯分布模型来描述光纤耦合半导体激光器在实际运行中大功率泵浦光的光强分布,比高斯分布模型更符合实际的光强分布。 展开更多

关键词 超高斯光束 光束质量分析仪 超高斯拟合 光强分布

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角锥棱镜偏振特性的理论研究

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作者 王皎悦 王垚廷 杜雯 《河南科技》 2022年第17期38-43,共6页

角锥棱镜具有将光线原路返回的特性,其还会改变入射光线的偏振态。本研究先建立角锥棱镜模型,通过光线追迹,并利用矢量光学法来计算每个反射面的光矢量,得出角锥棱镜出入射光反向平行这一光学特性。同时,在立体几何中详细描述角锥棱镜... 角锥棱镜具有将光线原路返回的特性,其还会改变入射光线的偏振态。本研究先建立角锥棱镜模型,通过光线追迹,并利用矢量光学法来计算每个反射面的光矢量,得出角锥棱镜出入射光反向平行这一光学特性。同时,在立体几何中详细描述角锥棱镜某一入射和反射光线之间的坐标变化,得到光线沿该路径传播的琼斯矩阵解析表达式。通过反射矩阵和旋转矩阵来计算出角锥棱镜6种传播路径的琼斯矩阵,发现角锥棱镜内存在2条特殊的传播路径,沿该路径传播的线偏振光被角锥棱镜反射后仍是线偏振光。本研究的研究结果对环形腔选模提供了参考。 展开更多

关键词 角锥棱镜 偏振特性 光线追迹 琼斯矩阵

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超高斯抽运模型对固体激光器性能的改善

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作者 张勋 王垚廷 《河南科技》 2020年第23期78-81,共4页

本文在激光二极管端面泵浦1342 nm四能级固体激光器的设计中选用泵浦光超高斯抽运模型,考虑能量传输上转化和激发态吸收效应,通过优化能级速率方程,推导出自发辐射过程、能量传输上转换过程、激发态吸收过程、受激发射过程与抽运过程的... 本文在激光二极管端面泵浦1342 nm四能级固体激光器的设计中选用泵浦光超高斯抽运模型,考虑能量传输上转化和激发态吸收效应,通过优化能级速率方程,推导出自发辐射过程、能量传输上转换过程、激发态吸收过程、受激发射过程与抽运过程的粒子比率表达式。其间选取不同的超高斯阶数,计算泵浦功率与各过程粒子比率和输出功率的关系。结果显示,当m=2时,最大输出功率为4.02 W。最终得出,超高斯抽运模型相比于高斯抽运模型能够改善固体激光器的性能,这一结果对以后固体激光器的设计优化具有重要意义。 展开更多

关键词 固体激光器 超高斯模型 能量传输上转换 激发态吸收

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基于超高斯特征的固体激光器输出特性研究

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作者 景贵 王垚廷 +1 位作者 张博伦 张勋 《河南科技》 2023年第23期4-7,共4页

【目的】以超高斯数学模型为基础,选用不同的超高斯分布阶数,对Nd:GdVO4的1342 nm固体激光器输出特性情况进行试验测量及数据分析,验证符合泵浦光实际抽运分布的数学模型。【方法】以半导体激光器为泵浦源,采用平凹腔腔型结构,在25℃的L... 【目的】以超高斯数学模型为基础,选用不同的超高斯分布阶数,对Nd:GdVO4的1342 nm固体激光器输出特性情况进行试验测量及数据分析,验证符合泵浦光实际抽运分布的数学模型。【方法】以半导体激光器为泵浦源,采用平凹腔腔型结构,在25℃的LD温度和20℃的冷却水温度条件下进行测试。【结果】试验结果表明,当入射功率持续增加时,输出功率与入射功率呈线性关系。泵浦功率大于10 W后,超高斯分布的输出特性与高斯分布有明显区别,且随着超高斯阶数m的增加,输出功率也随之增加。试验测试数据与m为2时的超高斯分布计算结果基本一致,优于m为1时的高斯分布计算结果。【结论】试验结果与m为2时的抽运光超高斯分布模型最符合,从而验证了泵浦光超高斯分布模型比高斯分布模型更加符合实际强度分布。 展开更多

关键词 超高斯分布模型 固体激光器 输出特性

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概率量子隐形传输中噪声信道的选取

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作者 马贝 王垚廷 王昆 《西安工业大学学报》 CAS 2017年第9期678-683,共6页

为了获取较好概率量子隐形传输的噪声信道,文中对Bell纠缠态在噪声情况下传输前后纠缠度及量子隐形传输成功概率受信道参数变化的影响进行了分析研究.结果表明:信道参数α在|(0,1/2^(1/2))|范围内取值时,量子信道的选取较为适宜,在确保... 为了获取较好概率量子隐形传输的噪声信道,文中对Bell纠缠态在噪声情况下传输前后纠缠度及量子隐形传输成功概率受信道参数变化的影响进行了分析研究.结果表明:信道参数α在|(0,1/2^(1/2))|范围内取值时,量子信道的选取较为适宜,在确保信息态保真度的同时降低了传输失败的概率. 展开更多

关键词 量子隐形传输 量子纠缠 纠缠度 噪声信道

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