采用萨尼亚克环的外腔半导体激光器无调制稳频技术

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作者 魏芳 孙延光 +3 位作者 陈迪俊 方祖捷 蔡海文 瞿荣辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期885-889,共5页

提出了一种基于相位差偏置萨尼亚克环的新型外腔半导体激光(ECDL)无调制稳频方法,采用偏振分束器(PBS)作为萨尼亚克环的输入及输出端,并利用1/4波片在环内沿相反方向传播的偏振方向互相垂直的两束光之间引入π/2的相位差(△δ),萨尼亚... 提出了一种基于相位差偏置萨尼亚克环的新型外腔半导体激光(ECDL)无调制稳频方法,采用偏振分束器(PBS)作为萨尼亚克环的输入及输出端,并利用1/4波片在环内沿相反方向传播的偏振方向互相垂直的两束光之间引入π/2的相位差(△δ),萨尼亚克环的输出光经过起偏器可以分解得到由Rb的饱和吸收峰引起的色散相移,通过这种方法可以得到适合稳频的误差信号。相比现有的利用全内反射引入相位差(sin△δ=0.64)的方法,色散信号放大系数sin△δ的值可达到理论最大值,有效地提高了误差信号的强度,这种方法简单、稳健,且在原子物理实验等方面具有潜在应用。 展开更多

关键词 激光稳频 外腔半导体激光器 原子分子物理学 萨尼亚克环

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基于衍射光学元件的激光相干合成研究进展 被引量：2

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作者 何兵 李炳霖 +1 位作者 杨依枫 刘美忠 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期24-35,共12页

从衍射光学元件的基本原理出发,围绕连续波和脉冲波两大应用领域,综述了国内外基于衍射光学元件实现共孔径相干合成的研究进展。在国内,上海光学精密机械研究所分别实现了连续光和脉冲光的合成,连续光实现了206 W的输出功率,光束质量1.... 从衍射光学元件的基本原理出发,围绕连续波和脉冲波两大应用领域,综述了国内外基于衍射光学元件实现共孔径相干合成的研究进展。在国内,上海光学精密机械研究所分别实现了连续光和脉冲光的合成,连续光实现了206 W的输出功率,光束质量1.38,合束效率29.6%;脉冲光实现了峰值功率1.02 kW,重复频率2.2 MHz的ns级脉冲相干合成光束,合束效率61%。在国外,连续光方面实现了5 kW量级的合成光输出,合束效率82%;脉冲光方面实现了平均功率150 mW,重复频率100 MHz的fs级脉冲相干合成光束,合束效率83.4%。最后对基于衍射光学元件的激光相干合成技术的未来发展做出了展望,相信在不久的将来,基于衍射光学元件的相干合成技术会不断发展,逐渐突破技术瓶颈,从而为更多的应用领域奠定坚实基础。 展开更多

关键词 激光光学 衍射光学元件 相干合成 光纤激光器 相位锁定

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实体CPC对太阳能激光器聚光效果的影响

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作者 范纹彤 王荣聪 +6 位作者 李亚莎 刘雁 王谦 周军 丁福康 欧洺余 石小涛 《激光杂志》 北大核心 2019年第12期1-5,共5页

为了探究以焦距为1200 mm,尺寸为1400 mm×1050 mm的菲涅尔透镜为一级聚光器,实体CPC为二级聚光器的太阳能激光器聚光系统中实体CPC对聚光效果的影响,利用TracePro光学软件模拟分析了实体CPC不同填充材料,最大接收半角,与菲涅尔透... 为了探究以焦距为1200 mm,尺寸为1400 mm×1050 mm的菲涅尔透镜为一级聚光器,实体CPC为二级聚光器的太阳能激光器聚光系统中实体CPC对聚光效果的影响,利用TracePro光学软件模拟分析了实体CPC不同填充材料,最大接收半角,与菲涅尔透镜的距离,以及上下端截取比对聚光效率和光斑均匀性的影响。结果表明:采用实体CPC能有效地提高总的聚光效率,填充材料为F13的实体CPC的最高聚光效率能达到64.1%,比全反射CPC的最大聚光效率高13.7%,但是光斑的均匀性有所下降。 展开更多

关键词 太阳能激光器 实体复合抛物面聚光器 聚光效率 均匀性

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采用高速伪随机码调制和光子计数技术的光纤激光测距系统 被引量：9

4

作者 杨芳 张鑫 +1 位作者 贺岩 陈卫标 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期3234-3238,共5页

在高速伪随机码调制和光子计数技术的激光测距系统中,将1 550 nm光纤激光器的伪随机码调制速率从622 MHz提高到1 GHz,利用光纤延时方法开展了两种调制速率下的测距实验并进行性能验证和对比。采用10阶M序列伪随机码和探测效率为10%的同... 在高速伪随机码调制和光子计数技术的激光测距系统中,将1 550 nm光纤激光器的伪随机码调制速率从622 MHz提高到1 GHz,利用光纤延时方法开展了两种调制速率下的测距实验并进行性能验证和对比。采用10阶M序列伪随机码和探测效率为10%的同一个InGaAs/InP雪崩光电二极管,入射到探测器的信号光能量均为1.94×10-17J时,得到二者的系统信噪比基本一致,但在高调制速率下系统的测距精度提高了1.58倍,基本符合理论计算结果。搭建了实际测距平台并开展基于1GHz调试速率下的室内测距实验,当测量距离约为4.5 m的高反射目标时,得到2.1 cm的测距精度,该实验结果为室外测距实验提供了参考依据。 展开更多

关键词 伪随机码调制 光子计数 激光测距 INGAAS InP雪崩光电二极管

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基于光学零差偏振探测和锁相的合束激光偏振控制 被引量：5

5

作者 沈辉 全昭 +4 位作者 杨依枫 赵翔 柏刚 何兵 周军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期69-74,共6页

激光偏振合束是提升窄线宽光纤激光亮度的重要技术,能实现多路激光的共孔径合束输出,同时维持较高的光束质量和线偏振态。文中探索和研究了基于线性锁相技术的合束激光偏振控制系统,详细分析和建立了光零差偏振检测物理模型和线性锁相... 激光偏振合束是提升窄线宽光纤激光亮度的重要技术,能实现多路激光的共孔径合束输出,同时维持较高的光束质量和线偏振态。文中探索和研究了基于线性锁相技术的合束激光偏振控制系统,详细分析和建立了光零差偏振检测物理模型和线性锁相控制环路的数学模型。利用高精度的光零差技术对合束激光的偏振相位进行检测,并通过快速实时反馈进行激光锁相,获得了输出功率为279 m W的线偏振态激光。锁相控制后,合束激光的偏振消光比达到19.3 dB,控制带宽高达39.6 kHz,剩余相位噪声为7×10^(-4) rad/Hz^(1/2)(1 Hz)和3×10^(-4)rad/Hz^(1/2)。当提高激光输出总功率达1 W时,偏振消光比维持在~15 dB,其限制因素在于光功率波动引入的相位噪声和光斑空间模式不匹配。 展开更多

关键词 相干偏振合成 激光锁相 光零差探测 线性反馈控制 偏振消光比

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掺铥光纤γ射线辐照效应实验研究 被引量：4

6

作者 吴闻迪 余婷 +2 位作者 陶蒙蒙 李兴冀 叶锡生 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期610-614,共5页

面向2μm掺铥光纤激光器的空间应用,本文针对典型商用掺铥光纤(TDF)开展了γ射线辐照效应实验研究。利用^(60)Co源放射的γ射线,对由5段同批次Nufern公司SM-TDF-10P/130-HE型TDF样品搭建的2μm光纤激光器进行总剂量为9.0 krad(Si)、剂... 面向2μm掺铥光纤激光器的空间应用,本文针对典型商用掺铥光纤(TDF)开展了γ射线辐照效应实验研究。利用^(60)Co源放射的γ射线,对由5段同批次Nufern公司SM-TDF-10P/130-HE型TDF样品搭建的2μm光纤激光器进行总剂量为9.0 krad(Si)、剂量率为0.5~3.0 rad/s的辐照效应在线测试。结果表明,TDF的出光性能在辐照过程中出现了显著衰减,衰减幅度随着剂量率的上升而增大。通过对TDF样品在辐照前和辐照后的吸收光谱进行对比测试,观察到在经过总剂量9 krad(Si)的γ射线辐照后,TDF对793 nm泵浦光的吸收峰接近消失。对前述经历γ辐照之后的TDF样品进行2 h的793 nm泵浦光漂白实验测试,未见其出现性能恢复现象。可见,面向空间应用的该典型掺铥光纤需大力提高耐空间辐射性能。 展开更多

关键词 掺铥光纤 空间辐照 γ射线辐照效应

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光纤激光光谱合束及光栅热效应研究进展 被引量：6

7

作者 王汉斌 杨依枫 +6 位作者 袁志军 咸昱桥 刘美忠 邬文杰 李炳霖 何兵 周军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期23-42,共20页

受热效应、光学损伤与非线性效应等因素的限制,单纤的功率提高困难。因此通过光学元件将多束激光进行合束的光束合成技术应运而生。光谱合束方案具有结构简单,合束光束质量好等优点,逐渐成为了合束技术发展的主流。简要介绍了光纤激光... 受热效应、光学损伤与非线性效应等因素的限制,单纤的功率提高困难。因此通过光学元件将多束激光进行合束的光束合成技术应运而生。光谱合束方案具有结构简单,合束光束质量好等优点,逐渐成为了合束技术发展的主流。简要介绍了光纤激光光谱合束的几种常见合束方案,对比分析了几种合束技术的优缺点。对光谱合束中存在的光栅热畸变问题,从理论研究和实验研究两个方面进行了针对性的分析与讨论,并对光谱合束未来的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 激光光学 光谱合束 热效应 光纤激光器 光束质量

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热处理对激光选区熔化高强铝合金组织及性能影响 被引量：3

8

作者 李达 吕非 +2 位作者 周凯 刘瑞康 田宗军 《热加工工艺》 北大核心 2024年第6期35-40,47,共7页

为了充分发挥高强铝合金材料的性能潜力,从热处理强化角度出发,选择了4种不同的热处理制度,并从物相、组织、性能对热处理后的铝合金SLM成形样件展开研究,最终筛选出最适合的热处理制度。结果表明,300℃/6 h/炉冷的强化时效(EA)热处理... 为了充分发挥高强铝合金材料的性能潜力,从热处理强化角度出发,选择了4种不同的热处理制度,并从物相、组织、性能对热处理后的铝合金SLM成形样件展开研究,最终筛选出最适合的热处理制度。结果表明,300℃/6 h/炉冷的强化时效(EA)热处理后的样件具有最高的抗拉强度575 MPa,较未经热处理的原SLM成形件的抗拉强度提高25%,伸长率有一定程度的下降但仍满足正常需求。强化机制主要为:过饱和Mn元素固溶体带来的固溶强化、细密且具有一定热稳定性微观组织形貌带来的细晶强化以及热处理后生成的纳米级Al3Sc相沉淀粒子带来的第二相强化。 展开更多

关键词 激光选区熔化 高强铝合金 热处理 显微组织 拉伸性能

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光谱合成激光阵列指向偏差的光束特性分析

9

作者 柏刚 沈辉 +4 位作者 杨依枫 赵翔 张璟璞 何兵 周军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期88-93,共6页

保持良好光束质量的输出对实际光谱合成系统的构建至关重要。从理论上研究光纤激光阵列指向偏差对合成系统光束特性的影响,修正了带有指向偏转角激光队列的入射光场,结合光谱合成的光传输模型和统计学分析,讨论了合成激光光束质量随均... 保持良好光束质量的输出对实际光谱合成系统的构建至关重要。从理论上研究光纤激光阵列指向偏差对合成系统光束特性的影响,修正了带有指向偏转角激光队列的入射光场,结合光谱合成的光传输模型和统计学分析,讨论了合成激光光束质量随均匀分布随机扰动的变化规律。仿真结果表明,指向偏差对合成系统的输出特性影响显著,当激光队列的最大偏转角仅为0.05°时,合成系统的光束质量就会退化到(6.49±1.73)。为实现合成光束亮度的定标放大,逐步扩展激光队列的阵列规模,合成系统光束质量的变化会逐渐趋于稳定,以变化稳定时的阵列规模(30路子光束)作为参考,拟合M2因子随最大指向偏转角的变化趋势。 展开更多

关键词 光谱合成 光纤激光队列 指向偏差 光束质量

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外腔振荡式光纤激光光谱合成系统 被引量：4

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作者 张璟璞 杨依枫 +3 位作者 赵翔 柏刚 何兵 周军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期75-80,共6页

光谱合成技术是一种有效的突破单根光纤激光器输出极限,得到更高亮度的激光输出的方法。介绍了一种外腔振荡式单路光源的光纤激光光谱合成方案,相比于现行的主振荡功率放大(Master Oscillator Power-Amplifier,MOPA)式单路光源的单光栅... 光谱合成技术是一种有效的突破单根光纤激光器输出极限,得到更高亮度的激光输出的方法。介绍了一种外腔振荡式单路光源的光纤激光光谱合成方案,相比于现行的主振荡功率放大(Master Oscillator Power-Amplifier,MOPA)式单路光源的单光栅合成方案,具有结构紧凑、阵列规模扩展能力强的优点。对该方案进行建模,分析了合成系统中不同波长的单路激光光源的位置关系,并对系统中的光纤排布、转换透镜像差等因素对合成效果的影响进行了仿真计算。搭建实验系统进行了初步的实验验证,与理论结果能够吻合。对下一代光谱合成系统的构建以及光学元件的选择具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 光谱合成 光纤激光 光纤振荡器 衍射光栅

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端面抽运板条放大器抽运均匀性和热效应模拟 被引量：3

11

作者 侯军燕 汪岳峰 +3 位作者 竹孝鹏 黄峰 贾文武 张强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期802-805,共4页

为了使激光二极管抽运的全固态激光器能够得到高光束质量、高功率的激光输出,对激光介质的温度分布和热透镜效应的研究很重要。利用ZEMAX软件的非序列模块,根据光束追迹的方法模拟了端面抽运结构下,高功率二极管抽运激光放大器的抽运光... 为了使激光二极管抽运的全固态激光器能够得到高光束质量、高功率的激光输出,对激光介质的温度分布和热透镜效应的研究很重要。利用ZEMAX软件的非序列模块,根据光束追迹的方法模拟了端面抽运结构下,高功率二极管抽运激光放大器的抽运光在增益介质中的光场分布情况。结果表明,此抽运方式下光场分布均匀。将激光介质中吸收的抽运光体功率密度分布结果代入LAS-CAD软件,计算出在种子光未注入和注入情况下,抽运功率为2400W时,增益介质最大温差分别为68℃,54.7℃以及最大热应力分别为90N/mm^2,67N/mm^2,因此当抽运功率小于2400W,运转的全过程对于激光增益介质是没有威胁的。该模拟结果对于高功率二极管抽运板条激光放大器的设计具有一定参考价值。 展开更多

关键词 激光器 板条放大器 端面抽运 温度分布 热应力分布

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双金属层表面等离子体共振传感器灵敏度优化 被引量：2

12

作者 王志国 尹亮 +2 位作者 林承友 宣佳彬 叶青 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期328-331,共4页

为了优化表面等离子体共振传感器的灵敏度,基于薄膜光学理论,分析了银-金双金属层表面等离子体共振传感器的反射率和灵敏度随金属薄膜厚度变化的规律。发现在满足共振角反射率小于1%的条件下,银膜和金膜厚度存在一定的取值范围;在此厚... 为了优化表面等离子体共振传感器的灵敏度,基于薄膜光学理论,分析了银-金双金属层表面等离子体共振传感器的反射率和灵敏度随金属薄膜厚度变化的规律。发现在满足共振角反射率小于1%的条件下,银膜和金膜厚度存在一定的取值范围;在此厚度范围内,传感器的灵敏度随着金属薄膜(银膜与金膜)厚度的增大而提高,灵敏度增量最大可达5°/RIU。结果表明,在保证一定共振角反射率的前提下,可通过增加双金属层中金属薄膜的厚度提高双金属层表面等离子体共振传感器的灵敏度。 展开更多

关键词 传感器技术 表面等离子体共振 双金属层 灵敏度

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弯曲限模对大模场光纤横模不稳定效应的影响 被引量：1

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作者 柏刚 董延涛 +5 位作者 张大庆 陶坤宇 沈辉 漆云凤 何兵 周军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期262-270,共9页

横模不稳定效应已经逐渐成为引起高功率光纤激光光束质量急剧恶化并限制其输出功率进一步提升的首要瓶颈问题。基于全光纤化正向泵浦的窄线宽高功率放大平台,对大模场光纤激光器中的横模不稳定效应进行了一系列的探索研究。根据耦合模... 横模不稳定效应已经逐渐成为引起高功率光纤激光光束质量急剧恶化并限制其输出功率进一步提升的首要瓶颈问题。基于全光纤化正向泵浦的窄线宽高功率放大平台,对大模场光纤激光器中的横模不稳定效应进行了一系列的探索研究。根据耦合模方程的计算结果,所用大模场光纤25/400μm中LP01、LP11模之间的非线性耦合强度最大,这也直接诱导了横模不稳定效应的发生。为了抑制LP11模在主放大级的产生和放大,通过弯曲限模这种可操作性强的模式滤波技术,将主放增益光纤的弯曲半径从6 cm缩小至5 cm的过程中,高功率光纤激光系统的横模不稳定阈值从1000 W量级提高到了1600 W量级,而且激光器的其他输出性能几乎没有受到影响。这为构建实际的窄线宽高功率全光纤化的激光系统提供了强有力的实验参照。 展开更多

关键词 光纤激光器 横模不稳定 弯曲限模 非线性耦合系数

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相干合成中多抖动相位锁定算法 被引量：2

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作者 高恒 李炳霖 +1 位作者 杨依枫 何兵 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期109-117,共9页

分析了多抖动算法的工作原理,通过波动光学原理以2-11路相干合成系统作为数学模型进行仿真模拟,引入了动态噪声模型,以总合成光束的均方根相位误差作为评价函数,分析了不同阵列规模下的相干合成系统中噪声频率以及噪声振幅对系统相位锁... 分析了多抖动算法的工作原理,通过波动光学原理以2-11路相干合成系统作为数学模型进行仿真模拟,引入了动态噪声模型,以总合成光束的均方根相位误差作为评价函数,分析了不同阵列规模下的相干合成系统中噪声频率以及噪声振幅对系统相位锁定效果的影响,当噪声频率或噪声振幅过大,超出算法补偿相位噪声的能力时,便会锁相失败。证明了增益系数与调制振幅存在一个最优区间且只有处于该区间内时,才能快速完成锁相。引入有效控制带宽概念,用以直观评价多抖动算法的锁相性能,研究表明,有效控制带宽与采样频率、第一路调制频率成正比例,与噪声振幅成反比例,且随着阵列规模增大,有效控制带宽降低。 展开更多

关键词 相干合成 主动相位锁定 多抖动算法 光纤激光 均方根相位误差

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