对称结构光子晶体光纤温度传感特性的研究 被引量：8

1

作者 刘旭安 程和平 +1 位作者 焦铮 董凤忠 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期477-481,共5页

提出了一种新型纤芯-包层对称结构光子晶体光纤。其截面圆形空气孔以四边形晶格排列方式沿光纤中心对称分布,中心各自移除两空气孔构成两纤芯,形成两组完全对称的纤芯-包层结构。对一组纤芯-包层所有空气孔进行填充乙醇液体,利用填充液... 提出了一种新型纤芯-包层对称结构光子晶体光纤。其截面圆形空气孔以四边形晶格排列方式沿光纤中心对称分布,中心各自移除两空气孔构成两纤芯,形成两组完全对称的纤芯-包层结构。对一组纤芯-包层所有空气孔进行填充乙醇液体,利用填充液折射率的温度敏感性,来调制两纤芯的耦合特性。采用有限元法分析了1 cm长该型光纤在20～25℃变化时的温度特性,结果显示该型光纤可实现高灵敏度温度传感,其灵敏度可达3.21 nm/℃。 展开更多

关键词 光纤器件 光子晶体光纤 温度传感器 模式耦合

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双孔单元四边形晶格光子晶体光纤特性的研究 被引量：4

2

作者 刘旭安 程和平 焦铮 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期48-52,共5页

为了获得双空气孔单元四边形晶格排列光子晶体光纤的光学特性,采用有限元分析法对该型光纤进行了数值模拟计算,得到了该型光纤的双折射、限制损耗、偏振拍长及色散特性结果。结果表明,与椭圆空气孔方形晶格排列光子晶体光纤相比,在相同... 为了获得双空气孔单元四边形晶格排列光子晶体光纤的光学特性,采用有限元分析法对该型光纤进行了数值模拟计算,得到了该型光纤的双折射、限制损耗、偏振拍长及色散特性结果。结果表明,与椭圆空气孔方形晶格排列光子晶体光纤相比,在相同的空气占空比条件下,双空气孔单元方形晶格排列光子晶体光纤可以获得更高的双折射特性,达到10^(-2)量级;该型光纤两偏振模的限制损耗差可达10~3量级。该型光纤易于制造,在光纤通信及光纤传感等领域有一定的应用前景。 展开更多

关键词 光纤光学 光子晶体光纤 有限元法 双折射 限制损耗

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用于选通成像的半导体激光器列阵光束整形技术研究 被引量：6

3

作者 张百顺 范一松 +4 位作者 奚居仁 吴碧 郭欢 陈春城 郭强 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期157-164,共8页

介绍了基于半导体激光器列阵的距离选通成像系统的总体组成,针对系统的要求提出三种半导体激光器光束整形设计方案,并利用Zemax软件对三种不同结构的整形方案进行了仿真及实验对比分析。结果表明叠层阵列宏透镜准直方案结构简单,对整形... 介绍了基于半导体激光器列阵的距离选通成像系统的总体组成,针对系统的要求提出三种半导体激光器光束整形设计方案,并利用Zemax软件对三种不同结构的整形方案进行了仿真及实验对比分析。结果表明叠层阵列宏透镜准直方案结构简单,对整形透镜的装配精度要求不高,成本低廉,但其对Bar条之间平行性和共面性要求较高;光纤耦合阵列准直方案的光束发散角最小,但耦合损耗较大;而基于柱状微透镜准直的叠层阵列光束整形方案具有较高的光收集效率和较小的发散角,且工艺复杂性适中,适于远距离激光主动照明成像的工程应用。 展开更多

关键词 激光技术 距离选通 激光成像 半导体激光器 光束整形

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磁光晶体的研究进展及应用 被引量：12

4

作者 张昊天 窦仁勤 +3 位作者 张庆礼 刘文鹏 孙贵花 罗建乔 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第2期346-352,357,共8页

随着光通信和高功率激光技术等领域的发展,磁光隔离器得到了越来越广泛的研究和应用,推动了磁光材料尤其是磁光晶体的发展。目前已经发展了多种新型磁光晶体,同时为了满足大功率激光的需求,需要不断提高磁光晶体尺寸和光学品质。本文首... 随着光通信和高功率激光技术等领域的发展,磁光隔离器得到了越来越广泛的研究和应用,推动了磁光材料尤其是磁光晶体的发展。目前已经发展了多种新型磁光晶体,同时为了满足大功率激光的需求,需要不断提高磁光晶体尺寸和光学品质。本文首先介绍了法拉第磁光效应及应用,然后介绍了稀土正铁氧体、稀土钼酸盐、含铽铌酸盐、钇铁石榴石、含铽石榴石磁光晶体及部分种类磁光陶瓷的研究进展,最后对磁光晶体的未来进行了展望。 展开更多

关键词 磁光晶体 磁光隔离器 法拉第磁光效应

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Er:YAP晶体多波长激光运转及偏振特性研究

5

作者 权聪 孙敦陆 +7 位作者 罗建乔 张会丽 方忠庆 赵绪尧 胡伦珍 韩志远 程毛杰 殷绍唐 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2325-2331,共7页

研究了b轴10 at.%Er∶YAP晶体的偏振吸收和输出特性以及多波长激光运转特性。首次测量了Er∶YAP晶体的偏振吸收光谱,结果显示晶体对偏振方向平行于a轴和c轴的偏振光在4I11/2能级对应的吸收峰附近的最大吸收系数分别为4.606 3 cm^-1(975.... 研究了b轴10 at.%Er∶YAP晶体的偏振吸收和输出特性以及多波长激光运转特性。首次测量了Er∶YAP晶体的偏振吸收光谱,结果显示晶体对偏振方向平行于a轴和c轴的偏振光在4I11/2能级对应的吸收峰附近的最大吸收系数分别为4.606 3 cm^-1(975.2 nm处)和2.936 6 cm^-1(967.6 nm处),因此选择合适波长的线偏振光作为泵浦光有利于提高晶体对泵浦光的吸收效率,从而改善激光性能;在氙灯泵浦的激光实验中,自由运转条件下实现了2 710,2 728,2 795和2 918 nm等4条谱线的激光输出,并分别研究了各谱线的偏振特性和起振的阈值特性。通过在谐振腔内加JGS石英片、云母片、 K9镜片等选择性吸收片分别实现了2 918 nm单波长, 2 710,2 821,2 837和2 862 nm等四波长和2 710 nm单波长的激光输出。测量了自由运转和不同选择性吸收片条件下的激光光谱,并与不同选择性吸收片的透过谱及之前报道的荧光光谱进行对照分析,证明通过调节谐振腔能够对Er∶YAP晶体中的起振谱线进行选择。偏振激光实验结果表明除谱线2 918 nm是偏振方向平行于a轴的线偏振光,谱线2 728 nm有时是偏振方向平行于c轴的线偏振光,有时又是偏振椭圆长轴平行于YAP晶体a轴的部分偏振光外,谱线2 710和2 795,2 821,2 837和2 862 nm均为偏振方向平行于c轴的线偏振光;在LD端面泵浦条件下,得到2 710,2 728,2 750和2 795 nm四条谱线的激光输出,其中谱线2 750 nm首次在Er∶YAP晶体中实现激光输出,这四条谱线均为偏振方向平行于晶体c轴的线偏振光;此外,首次测量了该晶体在8 K低温下的吸收光谱,利用Gauss函数对光谱进行分峰拟合,根据拟合结果对激光上下能级各斯塔克子能级进行了能级指认,并结合Er∶YAP晶体激光光谱、荧光光谱对可能的谱线跃迁进行了辨认。Er∶YAP晶体偏振特性和多波长讥光运转特性的研究以及对后续Er∶YAP晶体调Q等技术的实现和电光调Q晶体的选择具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 掺铒铝酸钇晶体 偏振特性 多波长激光运转 能级指认

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基于相位敏感型光时域反射仪的袋式除尘器漏袋检测技术 被引量：8

6

作者 刘旭安 李俊 +4 位作者 史博 丁国绅 汤玉泉 董凤忠 张志荣 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期63-75,共13页

采用相位敏感型光时域反射仪的分布式光纤传感系统对除尘器内滤袋进行实时监测.通过对光纤在除尘器滤袋内敷设方式的设计,实现了对除尘器内滤袋的定位.对6种类型的破袋内光纤振动信号进行采集,且当这些滤袋没有破损时,对其光纤振动信号... 采用相位敏感型光时域反射仪的分布式光纤传感系统对除尘器内滤袋进行实时监测.通过对光纤在除尘器滤袋内敷设方式的设计,实现了对除尘器内滤袋的定位.对6种类型的破袋内光纤振动信号进行采集,且当这些滤袋没有破损时,对其光纤振动信号也进行采集.采用小波包分解法计算了滤袋内光纤振动信号的信息熵和相关系数,并将两参数合并构成二维特征参量.分析了在不同的二维特征参量下,好袋内光纤振动信号和破袋内光纤振动信号之间的特征差别.以类型3滤袋信号特征样本作为训练样本对反向传播神经网络进行训练,然后对6种类型的滤袋信号特征样本进行识别,结果显示该方法对6种类型的滤袋具有较高的识别稳定性,且平均滤袋识别率分别达到96.2%、88.7%、98.4%、98.5%、98.5%、98.5%. 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感 袋式除尘器 小波包分解法 反向传播神经网络

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桥连氧化钨纳米线的可控合成及气敏性质 被引量：2

7

作者 代甜甜 邓赞红 +3 位作者 孟钢 童彬 刘弘禹 方晓东 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第10期12-22,共11页

氧化钨WO_(3−x)(0≤x<1)具有丰富的氧化态、亚化学计量比晶相以及可逆的光致/电致变色特性,纳米线具有高比表面积和准一维单晶载流子传输通道,WO_(3−x)纳米线结合了上述两者的优异特性,在智能玻璃、能源转换与存储器件和气体传感器... 氧化钨WO_(3−x)(0≤x<1)具有丰富的氧化态、亚化学计量比晶相以及可逆的光致/电致变色特性,纳米线具有高比表面积和准一维单晶载流子传输通道,WO_(3−x)纳米线结合了上述两者的优异特性,在智能玻璃、能源转换与存储器件和气体传感器等领域有广阔的应用前景。本文从WO_(3−x)的基本性质出发,分析了液相法和气相法(气-液-固、气-固、热氧化)纳米线生长的机制及特点。其中,热氧化法无需催化剂,有望解决纳米线应用的器件化瓶颈,在<500℃下即可实现纳米线尺寸与生长位置的可控生长,实现桥连纳米线器件的高效、原位集成。随后,本文综述了桥连WO_(3−x)纳米线器件在NOx等气体分子检测中的应用进展,梳理了桥连WO_(3−x)纳米线器件在低功耗、高灵敏气体分子检测中的应用,以期为今后高灵敏、低功耗、高集成的氧化物桥连纳米线器件的开发提供参考。 展开更多

关键词 桥连WO_(3−x)纳米线 热氧化 低功耗 高灵敏度 原位集成 气敏

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基于表面图像锐度的LIBS自动对焦方法 被引量：1

8

作者 王华东 付洪波 +3 位作者 贾军伟 周琪琪 倪志波 董凤忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期39-46,共8页

利用自行设计的集成微区成像激光诱导击穿光谱系统,分析了孔径光阑设定、目标区域大小以及样品表面反射率对表面图像位置敏感特性的影响.结果表明,表面图像锐度在大孔径设定下对位置更为敏感,适用于自动对焦过程;反射率对表面图像锐度... 利用自行设计的集成微区成像激光诱导击穿光谱系统,分析了孔径光阑设定、目标区域大小以及样品表面反射率对表面图像位置敏感特性的影响.结果表明,表面图像锐度在大孔径设定下对位置更为敏感,适用于自动对焦过程;反射率对表面图像锐度的位置敏感特性影响较小,且部分表面图像的锐度也可用于辅助激光诱导击穿光谱对焦;不同样品不同目标区域大小,图像锐度最大值对应表面位置具有很好r的重复性.在此基础上,建立了基于表面图像锐度的自动对焦方法. 展开更多

关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 自动对焦 图像处理 非接触测量

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宽温紧凑型全量程激光甲烷传感探头设计 被引量：7

9

作者 庞涛 孙鹏帅 +3 位作者 张志荣 吴边 夏滑 徐启铭 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期132-141,共10页

针对测量动态范围大、室外环境温度变化剧烈等因素,设计了宽温度范围(−40~60℃)紧凑型全量程激光甲烷探头.为减小传感器体积,电路采用层叠结构设计,通过单片机STM32F405实现激光器温度控制、波长扫描调制、数字锁相放大及浓度信息实时反... 针对测量动态范围大、室外环境温度变化剧烈等因素,设计了宽温度范围(−40~60℃)紧凑型全量程激光甲烷探头.为减小传感器体积,电路采用层叠结构设计,通过单片机STM32F405实现激光器温度控制、波长扫描调制、数字锁相放大及浓度信息实时反演.电路系统和测量气室封装在仅Φ35 mm×60 mm的不锈钢外壳内,中间有窗片实现物理隔离,确保本质安全.低浓度时使用波长调制技术,保证探头测量精度和测量下限;高浓度时,使用直接吸收光谱技术,保证量程和线性度.在25℃标准大气压下,低浓度(<2%)测量误差小于±5.00×10^-4,检出限为2.24×10^-4,在允许基线校准或者背景扣除的条件下,测量下限可以提高到6.026×10^-5;高浓度(2~100%)测量误差小于真值的±5%.在−40~60℃环境温度下,分别使用1.2%和20%标准气体进行温度性能测试,最大相对测量误差为−3.3%和−3.15%,完全满足国家相关标准要求,可广泛应用于城市综合管廊、天然气管道及站场泄露监测、煤矿安全预警等场合. 展开更多

关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 二次谐波 直接吸收 温度补偿 全量程激光甲烷传感器

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全固态高压脉冲电源在半导体光刻光源中的应用 被引量：5

10

作者 游利兵 程超 方晓东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期110-118,共9页

简要回顾了半导体光刻的发展历程以及准分子激光作为光源在半导体光刻中的需求。简述了高压脉冲电源的基本原理及应用,介绍了全固态高压脉冲电源的结构和特点。着重阐述了全固态高压脉冲电源在光刻用准分子激光器和EUV光源中的应用。大... 简要回顾了半导体光刻的发展历程以及准分子激光作为光源在半导体光刻中的需求。简述了高压脉冲电源的基本原理及应用,介绍了全固态高压脉冲电源的结构和特点。着重阐述了全固态高压脉冲电源在光刻用准分子激光器和EUV光源中的应用。大功率半导体开关结合多级磁脉冲压缩开关的全固态脉冲电源有效替代传统基于闸流管的高压脉冲电源,实现了光刻光源高重复频率下的长寿命运行。介绍了中国科学院安徽光学精密机械研究所近十年来,在准分子激光器的全固态高压脉冲电源研究上的相关进展。最后,对未来半导体光刻光源对全固态脉冲电源的需求进行了展望。 展开更多

关键词 全固态高压脉冲电源 半导体光刻 准分子激光 磁开关 闸流管

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半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析 被引量：9

11

作者 吴涛 庞涛 +3 位作者 汤玉泉 孙鹏帅 张志荣(指导) 徐启铭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期154-163,共10页

为了防止驱动电流的波动会影响半导体激光器激射波长及发光功率,设计了一款具有较强抗干扰能力的半导体激光器驱动电路。该驱动电路以深度负反馈架构为核心,通过STM32控制器调节输出电流直流信号的大小以及调制波信号的频率与幅值。对... 为了防止驱动电流的波动会影响半导体激光器激射波长及发光功率,设计了一款具有较强抗干扰能力的半导体激光器驱动电路。该驱动电路以深度负反馈架构为核心,通过STM32控制器调节输出电流直流信号的大小以及调制波信号的频率与幅值。对整个环路进行一阶人工分析,并且结合Tina-TI仿真引入参数可调的噪声抑制网络,保证目标设置频率下环路响应能力的同时具有较强的抗干扰能力。实验表明,该激光器电流驱动电路对目标频率10倍频程以上环路噪声的抑制可达到20 dB以上,并且对目标频率的调制波响应良好,频率的输出值与设定值最大偏差为0.001 Hz,控制线性度为0.9999,直流偏置下驱动电流2 h短期稳定度优于0.0056%,63 h长期稳定度优于0.011%,激光器功率控制线性度为0.9994,标准误差为0.09287。 展开更多

关键词 半导体激光器 噪声抑制网络 多种波形调制 一阶人工分析 Tina-TI仿真

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