高功率固体激光装置的发展与工程科学问题 被引量：37

1

作者 彭翰生 张小民 +1 位作者 范滇元 朱健强 《中国工程科学》 2001年第3期1-8,共8页

在激光聚变需求牵引下 ,高功率固体激光技术走过了 30多年的发展历程。在世界范围内 ,美、日、法、中、英、俄等国先后建造了 2 0多台大型装置 ,输出能量初期仅百焦耳级 ,后来增大到数万焦耳 ,固体激光技术得到长足发展。近几年来 ,几... 在激光聚变需求牵引下 ,高功率固体激光技术走过了 30多年的发展历程。在世界范围内 ,美、日、法、中、英、俄等国先后建造了 2 0多台大型装置 ,输出能量初期仅百焦耳级 ,后来增大到数万焦耳 ,固体激光技术得到长足发展。近几年来 ,几个大国都在建造巨型激光装置 ,如美国和法国正分别建造国家点火装置NIF和兆焦耳激光器LMJ ,我国在研制神光 -Ⅲ激光装置 ,俄国也在计划建造Iskra - 6激光装置。这一代激光装置的研制不但在科学技术上提出了许多新需求 ,从而把激光科学技术发展推向新的历史阶段 ,而且就其规模、投入、周期和风险而言 ,是前所未有的大光学科学工程。 展开更多

关键词 激光聚变 高功率固体激光 发展趋势 工程科学 激光装置

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利用CAXA电子图板辅助设计光学精密机械零件 被引量：2

2

作者 魏晨阳 刘瑞军 朱键强 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第3期119-120,共2页

介绍了使用VC++6对CAXA电子图板进行二次开发,利用CAXA电子图板辅助设计光学精密机械零件的方法。

关键词 光学精密机械 辅助设计 CAXA电子图板 真空 二次开发

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类镍-银X射线激光及其应用实验研究 被引量：8

3

作者 王琛 顾援 +3 位作者 王世绩 黄关龙 林尊琪 张国平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期381-384,共4页

在神光 II激光装置上进行了类镍 -银 X射线激光及其作为探针测量等离子体电子密度的实验研究 ,获得了类镍 -银 X射线激光饱和输出 。

关键词 实验研究 类镍-银X射线激光 增益饱和 等离子体 电子密度 神光Ⅱ 激光装置 诊断技术

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高能飞秒激光系统中空间滤波器的研究和设计 被引量：7

4

作者 夏兰 钱列加 王世绩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-4,共4页

　由于透镜传输时间延迟效应(PTD),飞秒激光脉冲经过空间滤波器产生脉冲波前变形。讨论了用双胶合透镜或双分离透镜代替空间滤波器中的单透镜,以消除或减小PTD效应,设计了适用于飞秒激光装置的空间滤波器。

关键词 高能飞秒激光系统 设计 空间滤波器 PTD效应 相速度 群速度 透镜传输时间延迟效应

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激光系统中高稳定性支撑镜架的结构设计研究

5

作者 张朝 汤更秀 +4 位作者 刘志刚 郑留念 姜有恩 章冬辉 朱健强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期255-265,共11页

激光系统要求光束经长光程传输后具有优异的指向稳定性,而光束指向稳定性直接由支撑光学件的支撑镜架结构稳定性决定。为了实现光束的指向稳定性和准直性,常常要求光学镜架既具有优异的结构稳定性又具有良好的可调节性。可调节性由于引... 激光系统要求光束经长光程传输后具有优异的指向稳定性,而光束指向稳定性直接由支撑光学件的支撑镜架结构稳定性决定。为了实现光束的指向稳定性和准直性,常常要求光学镜架既具有优异的结构稳定性又具有良好的可调节性。可调节性由于引入了间隙配合,将引入不稳定性。针对支撑镜架中螺纹微调结构由于存在润滑脂而引入的不稳定性,提出了一种结构改进设计。在微调结构的螺母内螺纹面加工轴向槽,结合该结构进一步提出了一种热处理工艺,可以极大地减小润滑脂所引入的不稳定性。实验测试了两种结构的螺纹轴向间隙变化情况。进一步,对安装有槽结构的支撑镜架在热处理前后分别与无槽结构的支撑镜架进行稳定性对比实验,结果表明经热处理后的有槽微调结构可以极大地提升支撑镜架结构的稳定性。 展开更多

关键词 光机设计 结构稳定性 热冲击测试 螺纹微调结构 光学镜架

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磷酸盐激光玻璃聚(CH_3)_2SiO/SiO_2防潮膜改性研究

6

作者 刘瑞军 唐永兴 朱健强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期215-218,共4页

采用溶胶-凝胶方法制备的(CH3)2Si(OC2H5)2预聚体涂膜液中,掺入碱催化的SiO2悬胶体涂膜液,采用旋涂法在掺钕磷酸盐激光玻璃棒端面涂制了改性的防潮膜。当涂膜液中(CH3)2Si(OC2H5)2和SiO2物质的量之比为1∶1时,热处理后的膜层耐摩擦性能... 采用溶胶-凝胶方法制备的(CH3)2Si(OC2H5)2预聚体涂膜液中,掺入碱催化的SiO2悬胶体涂膜液,采用旋涂法在掺钕磷酸盐激光玻璃棒端面涂制了改性的防潮膜。当涂膜液中(CH3)2Si(OC2H5)2和SiO2物质的量之比为1∶1时,热处理后的膜层耐摩擦性能明显改善;表面粗糙度的均方根值为1.245 nm;膜层激光破坏阈值大于15 J/cm2(1 053 nm,1 ns);在80℃和95%RH的封闭环境中静置336 h,膜层的透过率、接触角基本不变。结果证明膜层具有稳定的疏水结构和很好的防潮性能,膜层强度增加,耐磨擦能力提高,膜层使用期延长。 展开更多

关键词 防潮膜 溶胶-凝胶 有机硅 激光破坏阈值

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工程陶瓷表面抗激光损伤能力研究 被引量：7

7

作者 李兆岩 孙明营 +3 位作者 郝艳飞 庞向阳 刘志刚 章亚男 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期15-22,共8页

实验研究了纳秒激光辐照下不同材料的工程陶瓷表面的抗激光损伤能力,并与不锈钢、铝合金等金属材料进行了对比.结果表明,不同材料的工程陶瓷表面抗激光损伤特性不同;氧化铝陶瓷的损伤阈值最高,氮化硅陶瓷的损伤阈值较低.与金属材料相比... 实验研究了纳秒激光辐照下不同材料的工程陶瓷表面的抗激光损伤能力,并与不锈钢、铝合金等金属材料进行了对比.结果表明,不同材料的工程陶瓷表面抗激光损伤特性不同;氧化铝陶瓷的损伤阈值最高,氮化硅陶瓷的损伤阈值较低.与金属材料相比较,工程陶瓷表面损伤阈值比不锈钢和铝合金高.由于材料的熔点和热传导率等热力学特性不同,不同的陶瓷材料具有不同的损伤阈值和损伤形貌.理论分析了不同材料抗激光损伤阈值的差异;陶瓷材料的吸收系数远远小于金属材料,吸收系数通过影响能量沉积区域和有效热扩散速率影响材料温度的演化过程,最终影响着材料的激光损伤阈值和损伤特性.实验结果为高功率激光装置中对抗激光损伤能力要求较高的机械支撑材料的选择提供了指导. 展开更多

关键词 高功率激光器 激光技术 工程陶瓷 损伤阈值 光学损伤

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激光功率密度对Al膜靶后表面快电子发射的影响 被引量：3

8

作者 张淼 王琛 +4 位作者 方智恒 王瑞荣 傅思祖 顾援 林尊琪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1696-1700,共5页

报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果。实验得到:当激光功率密度小于1017W/cm2时,电子发射没有明显定向性,在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017W/cm2,小于... 报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果。实验得到:当激光功率密度小于1017W/cm2时,电子发射没有明显定向性,在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017W/cm2,小于1018W/cm2时,电子主要沿靶面法线方向发射;当激光功率密度达到相对论强度时,电子主要沿激光传播方向发射;激光功率密度未达到相对论强度时,靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度符合共振吸收温度定标率;激光功率密度达相对论强度以上时,靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度高于已有的温度定标率。 展开更多

关键词 皮秒激光 铝薄膜靶 快电子 角分布 能谱分布

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激光等离子体3ω_0/2谐波发射与动态自聚焦过程的关联性研究

9

作者 章辉煌 林尊琪 《量子电子学报》 CAS CSCD 1992年第1期24-25,共2页

在激光直接驱动核聚变研究领域,近年来人们探讨较多的话题之一是靶面均匀照明的重要性。目前应用三种典型的均匀照明方法:非相干法(ISI)、无规位相法(RPP)和蝇眼透镜列阵法。在实验中几乎都可减少引发激光自聚细丝的机会,从而取得了明... 在激光直接驱动核聚变研究领域,近年来人们探讨较多的话题之一是靶面均匀照明的重要性。目前应用三种典型的均匀照明方法:非相干法(ISI)、无规位相法(RPP)和蝇眼透镜列阵法。在实验中几乎都可减少引发激光自聚细丝的机会,从而取得了明显抑制多种参量不稳定性过程,提高其宏观阈值的好结果。然而,激光自聚焦过程以何种方式与冕区参量不稳定过程发生关联,并在何种程度上影响这些相互作用过程?这是人们迄今为止尚未从实验上作深入、细致地探索和研究的问题。 展开更多

关键词 激光等离子体 自聚焦 谐波发射 关联性研究 均匀照明 高功率激光 参量不稳定性 预激光 时间分辨 光谱特性

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4程放大光路自动准直系统研究 被引量：27

10

作者 刘代中 朱健强 +1 位作者 徐仁芳 范滇元 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期582-586,共5页

　激光束光路自动准直系统用于神光 Ⅲ原型装置光束精密准直。针对神光 Ⅲ原型的总体要求和主光路,结合光路自动准直的关键技术,充分考虑了其4程放大主空间滤波器的4个小孔空间分布和光学位置的特点,利用小孔像传递的原理,设计出一套优... 　激光束光路自动准直系统用于神光 Ⅲ原型装置光束精密准直。针对神光 Ⅲ原型的总体要求和主光路,结合光路自动准直的关键技术,充分考虑了其4程放大主空间滤波器的4个小孔空间分布和光学位置的特点,利用小孔像传递的原理,设计出一套优化、合理的4程放大的光路准直总体方案,并且在多程放大实验平台上得到了充分的验证和考核。 展开更多

关键词 激光技术 光束准直 四程放大 像传递

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用于光纤光栅制作的监控光源掺Yb^(3+)超荧光光源的研究 被引量：11

11

作者 乔启全 陈柏 +3 位作者 陈嘉琳 范薇 李学春 林尊琪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-4,共4页

根据石英中Yb3+ 发射光谱在 10 30nm发射截面比 10 5 3nm附近大得多而导致在 10 30nm附近出现荧光峰值的特点 ,采用抑制 10 30nm附近荧光峰值、提高 10 5 3nm附近荧光输出的方法 ,在装置中使用反射圈对超荧光进行了研究 ,在 82mW泵浦功... 根据石英中Yb3+ 发射光谱在 10 30nm发射截面比 10 5 3nm附近大得多而导致在 10 30nm附近出现荧光峰值的特点 ,采用抑制 10 30nm附近荧光峰值、提高 10 5 3nm附近荧光输出的方法 ,在装置中使用反射圈对超荧光进行了研究 ,在 82mW泵浦功率下得到了 19mW的超荧光 ,其中 10 5 3nm附近荧光输出达到 - 31.7dBm .用这种方法研制的超荧光能监控中心波长从 10 13nm到 10 93nm范围内、反射率从 30dB到 60dB所有光纤光栅的制作 . 展开更多

关键词 光纤光栅 监控光源 光纤反射圈 超荧光光源 掺YB^3+

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钕玻璃、Nd:YAG和Nd:GGG热容激光特性比较 被引量：6

12

作者 侯立群 祖继锋 +1 位作者 董玥 朱健强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期881-885,共5页

考虑固体热容激光器对工作介质的要求,对比分析了掺钕的玻璃、YAG和GGG的多种材料性能。并对三者在激光工作周期内的瞬态温度场及热应力进行了数值模拟。结果表明:在给定的边界及工作条件下,当钕玻璃激光器以热容方式工作,时间为5 s时,... 考虑固体热容激光器对工作介质的要求,对比分析了掺钕的玻璃、YAG和GGG的多种材料性能。并对三者在激光工作周期内的瞬态温度场及热应力进行了数值模拟。结果表明:在给定的边界及工作条件下,当钕玻璃激光器以热容方式工作,时间为5 s时,介质最高升温超过400 K,最大热致应力为25 MPa,接近其断裂极限的50%。在此条件下进行冷却,当水温为283 K时,需经过约120 s才基本恢复到初始工作状态。而Nd:YAG和Nd:GGG两种介质在相同输入工作条件下,工作时间可达10 s,且温度分布相对平坦,温差和热应力较小,经水冷约30 s可恢复到初始状态。但模拟计算中,发现Nd:YAG在冷却阶段的最大应力达77 MPa,已超过断裂阈值下限值的50%。兼顾冷却时间、材料所能承受的应力及晶体生长尺寸,以及实现100kW的平均功率输出等因素,Nd:GGG晶体是目前三者中比较适合于作为高平均功率、重复率热容方式工作的激光材料。 展开更多

关键词 热容激光 瞬态温度场 有限元分析 钕玻璃 ND:YAG ND:GGG

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神光-Ⅱ装置三倍频实验中靶场单元技术的改进 被引量：3

13

作者 赵东峰 戴亚平 +3 位作者 黄关龙 邵平 华能 尹宪华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期441-444,共4页

　主要介绍为了满足神光 Ⅱ高功率激光装置三倍频光(351nm,3ω)的物理实验要求,靶场三倍频模拟光源和瞄准监视系统两个主要单元技术的改进,即三倍频模拟光源由基频光(1053nm,3ω)通过腔外的KTP+BBO晶体倍频获得,再经八路分光系统和主激... 　主要介绍为了满足神光 Ⅱ高功率激光装置三倍频光(351nm,3ω)的物理实验要求,靶场三倍频模拟光源和瞄准监视系统两个主要单元技术的改进,即三倍频模拟光源由基频光(1053nm,3ω)通过腔外的KTP+BBO晶体倍频获得,再经八路分光系统和主激光耦合;瞄准监视系统由透射式光学系统改进为反射式光学系统,避免原系统存在较大的色差,提高瞄准精度。 展开更多

关键词 靶场单元技术 三倍频 模拟光 瞄准监视系统

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ICF中可调法布里-珀罗滤波器间距稳定度研究 被引量：1

14

作者 师树恒 王斌 +1 位作者 王勇 朱健强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期777-780,共4页

在神光Ⅱ第9路ICF高功率激光装置中,采用可调法布里-珀罗(F-P)滤波器对幅度调制效应进行补偿,根据补偿装置的技术要求,提出一种应用nm量级精度的电容式位移传感器对可调F-P滤波器间距稳定度进行监控的系统,详细论述了监控系统的结构与... 在神光Ⅱ第9路ICF高功率激光装置中,采用可调法布里-珀罗(F-P)滤波器对幅度调制效应进行补偿,根据补偿装置的技术要求,提出一种应用nm量级精度的电容式位移传感器对可调F-P滤波器间距稳定度进行监控的系统,详细论述了监控系统的结构与工作原理。给出了电容式位移传感器的驱动电路及数据处理与控制软件的设计方案,并对电容式位移传感器的精度进行了标定。实验结果表明,该位移监控系统能够使可调F-P滤波器的间距稳定度保持在15 nm/h以内,使幅度调制效应的调制深度优于4%。 展开更多

关键词 法布里-珀罗滤波器 位移监控系统 电容式位移传感器 间距稳定度 幅度调制效应

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超短脉冲在光学介质中传输的B积分特性 被引量：1

15

作者 邵敏 傅海威 +1 位作者 林尊琪 乔学光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1776-1780,共5页

从非线性薛定谔方程出发,利用分步傅里叶算法对其进行求解,数值模拟了在超短脉冲激光系统中几种光学介质中的B积分传输规律,并对其特性进行了简要分析。数值计算结果表明,初始脉冲的输入光强与光学介质的增益系数的增大会使B积分值增加... 从非线性薛定谔方程出发,利用分步傅里叶算法对其进行求解,数值模拟了在超短脉冲激光系统中几种光学介质中的B积分传输规律,并对其特性进行了简要分析。数值计算结果表明,初始脉冲的输入光强与光学介质的增益系数的增大会使B积分值增加。脉冲形状对B积分值有一定影响,与飞秒高斯脉冲比较,当输入为ps级的啁啾脉冲时,B积分较小。针对所选计算模型,适当的群速色散与高阶色散可以减小B积分值。这对超短脉冲放大系统的设计有参考意义。 展开更多

关键词 B积分 非线性薛定谔方程 光学介质 数值模拟

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晶体性能综合检测仪研究

16

作者 薄锋 师树恒 +1 位作者 王勇 朱健强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1048-1051,共4页

本文研制了一种晶体的静态消光比、电光晶体的静态消光比或动态消光比、电光晶体的半波电压和波片的相位延迟的综合性自动化测量仪。该仪器采用偏振光干涉测量技术、调制光源技术、解调电路、软件除法技术,将光、机、电一体化技术和计... 本文研制了一种晶体的静态消光比、电光晶体的静态消光比或动态消光比、电光晶体的半波电压和波片的相位延迟的综合性自动化测量仪。该仪器采用偏振光干涉测量技术、调制光源技术、解调电路、软件除法技术,将光、机、电一体化技术和计算机控制技术有效地结合起来,既可用于科研,也可用于生产现场,实现晶体消光比、半波电压和波片相位延迟3个参数的一体化快速自动化测量。实践证明,运用文中的测量原理和方法,晶体的消光比测量可达到10-6,波片相位延迟的测量重复性精度优于0.5°,此外,运用电光晶体的纵向调制技术,还可精确测量出电光晶体的半波电压。 展开更多

关键词 综合性 自动化 消光比 半波电压 相位延迟

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用于精密衰减控制的半波片和偏振片组合

17

作者 蔡希洁 许发明 +1 位作者 林尊琪 杨镜新 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第S2期18-20,共3页

采用Ｊｏｎｅｓ算法讨论了１／２波片和偏振片组合衰减装置的一般特性，给出了衰减量控制精度的表式。实验证明，设定伺服马达走步的角偏转量。

关键词 Jones算法 半波片 精密衰减

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神光Ⅱ升级装置中靶场桁架的结构稳定性 被引量：5

18

作者 黄宏彪 曾台英 +2 位作者 张涛 刘志刚 朱健强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期67-70,共4页

从提高结构稳定性的基本理论出发,利用有限元方法研究了靶场桁架结构稳定性。结果表明:影响大口径反射镜动态稳定性的主要因素为靶场桁架的第三阶模态振型,其薄弱环节为支撑立柱;通过在支撑立柱间增加横向加强筋、桁架立柱采用钢管混凝... 从提高结构稳定性的基本理论出发,利用有限元方法研究了靶场桁架结构稳定性。结果表明:影响大口径反射镜动态稳定性的主要因素为靶场桁架的第三阶模态振型,其薄弱环节为支撑立柱;通过在支撑立柱间增加横向加强筋、桁架立柱采用钢管混凝土结构等措施可有效提高桁架的结构稳定性;立柱截面最小方形空心型钢的尺寸为300 mm×6 mm。给出的靶场桁架的稳定性设计方案满足大口径反射镜的动态稳定性指标。 展开更多

关键词 高功率激光 靶场桁架 结构稳定性 有限元方法

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神光Ⅱ装置中空间滤波器系统的稳定性设计与分析 被引量：4

19

作者 曾台英 黄宏彪 +1 位作者 张涛 朱健强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1139-1143,共5页

考虑到空间滤波器系统在激光装置中的稳定性要求,分析了影响稳定性的各种因素。对现行装置中的SF4空间滤波器系统进行振动模态测试,初步确定系统的工作状况,并结合振动理论明确系统稳定性的设计参数。利用有限元软件ANSYS对空间滤波器... 考虑到空间滤波器系统在激光装置中的稳定性要求,分析了影响稳定性的各种因素。对现行装置中的SF4空间滤波器系统进行振动模态测试,初步确定系统的工作状况,并结合振动理论明确系统稳定性的设计参数。利用有限元软件ANSYS对空间滤波器系统及相关的设计进行仿真验证计算。结果表明:SF4系统的一阶固有频率达到83 Hz,与实验结果相符合,满足系统稳定性的要求;在系统中引入支撑不但能有效增加系统的刚度,同时能转移系统的振型;系统基础支撑平台的选择要求平台独立,并且选择较低的高度以便于控制上层光学元件的变形;在系统中的引入波纹管这种弹性连接,能降低系统变形量,并且通过改变波纹管的厚度能实现连接刚度的改变。上述设计可在神光装置其它系统结构中应用。 展开更多

关键词 高功率激光 空间滤波器 稳定性 有限元分析 优化设计

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一种利用相位掩模版对光栅波长进行微调的光栅刻写方法 被引量：3

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作者 王利 常丽萍 +1 位作者 陈嘉琳 陈柏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期452-455,共4页

提出并实验证实了一种刻写光栅时既能保护相位版又能对光栅的反射波长进行微调的方法.通过调整光纤和相位版之间的距离,利用1550nm单模光纤和掺铒分别实现了0.48nm和2.2nm的光栅反射波长的调节.在相位版和光纤之间的距离保持在3mm的条件... 提出并实验证实了一种刻写光栅时既能保护相位版又能对光栅的反射波长进行微调的方法.通过调整光纤和相位版之间的距离,利用1550nm单模光纤和掺铒分别实现了0.48nm和2.2nm的光栅反射波长的调节.在相位版和光纤之间的距离保持在3mm的条件下,既可以保护相位版又可以获得高质量的光栅. 展开更多

关键词 光纤光学 光纤光栅 相位版 波长调节

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