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高分辨力分光瞳差动共聚焦传感技术研究 被引量:5
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作者 刘超 王允 +1 位作者 赵维谦 祝连庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2225-2231,共7页
为了提高现有共聚焦传感技术的轴向分辨力、实现微观形貌的高精度测量,在提出分光瞳差动共聚焦传感技术的基础上,对其关键参数优化理论进行了进一步研究,并研制了一种具有最优参数的分光瞳差动共聚焦显微传感器,其融合了分光瞳差动共聚... 为了提高现有共聚焦传感技术的轴向分辨力、实现微观形貌的高精度测量,在提出分光瞳差动共聚焦传感技术的基础上,对其关键参数优化理论进行了进一步研究,并研制了一种具有最优参数的分光瞳差动共聚焦显微传感器,其融合了分光瞳差动共聚焦显微技术和基于可编辑探测器件的虚拟针孔技术,利用探测区域偏移可使分光瞳共聚焦显微技术轴向特性曲线产生相移这一特性,沿特定方向在探测面上对称设置两个虚拟针孔,通过探测它们的强度响应并进行差动处理实现高轴向分辨力、高定位精度测量。对所研制的传感器进行了轴向响应特性及传感器非线性验证,给出了其轴向相对位移测量公式,还利用所研传感器对实际的高度标准样品进行了测量,经实验验证,所研传感器轴向分辨力可达5 nm,横向分辨力为0.82μm,为微细结构三维表面的高精度测量提供了一种新的传感技术及系统。 展开更多
关键词 共聚焦 分光瞳 虚拟针孔
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基于高波数拉曼光谱的口腔癌检测方法研究 被引量:3
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作者 胡阳 董明利 +2 位作者 于明鑫 张韬 朱智慧 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期110-117,共8页
目前口腔癌触诊检查依赖于医生经验,术中冰冻切片的检测方式为有创检测,准确性较低,为满足临床手术对口腔癌检测的实际需求,研究了基于高波数(2400~4000 cm-1)光纤激光拉曼光谱的口腔癌检测方法。研究光纤拉曼光谱实现口腔癌检测的原理... 目前口腔癌触诊检查依赖于医生经验,术中冰冻切片的检测方式为有创检测,准确性较低,为满足临床手术对口腔癌检测的实际需求,研究了基于高波数(2400~4000 cm-1)光纤激光拉曼光谱的口腔癌检测方法。研究光纤拉曼光谱实现口腔癌检测的原理,分析了主成分-线性判别分析(PCA-LDA)统计算法的可行性,搭建了便携口腔癌组织检测光纤拉曼系统,制备了口腔癌组织和正常组织病理切片,采集了口腔癌组织和正常组织的高波数拉曼光谱,利用PCA-LDA算法对光谱进行处理和分析。光谱分析结果表明,癌组织和正常组织的平均光谱在2780、2890、2936、3180、3285、3300、3650 cm-1有较大区别,利用PCA-LDA分析,对正常组织和口腔癌组织拉曼光谱进行降维分类,检测准确率为96.6%,与共聚焦显微拉曼光谱检测相比,提高了检测效率,较指纹拉曼光谱检测准确率提高约0.6%,研究表明高波数拉曼光谱结合统计学方法可以较好的区分正常组织和癌组织,有望成为一种高灵敏度,高时效性和高准确率的口腔癌检测方法,对术中口腔癌检测有重要意义。 展开更多
关键词 光纤拉曼光谱 高波数 口腔癌 术中在体检测
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预紧封装光纤光栅温度传感器传感特性研究 被引量:16
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作者 闫光 辛璟涛 +2 位作者 陈昊 骆飞 祝连庆 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期967-971,共5页
为了获得稳定测量温度变化的光纤光栅温度传感器,笔者研究带预紧力的光纤光栅温度传感器的封装技术及其传感特性。通过温度传感理论分析,在避免光纤光栅对温度和应变的交叉敏感情况下,对光纤光栅温度传感器进行有限元Ansys应力分布进行... 为了获得稳定测量温度变化的光纤光栅温度传感器,笔者研究带预紧力的光纤光栅温度传感器的封装技术及其传感特性。通过温度传感理论分析,在避免光纤光栅对温度和应变的交叉敏感情况下,对光纤光栅温度传感器进行有限元Ansys应力分布进行模拟,可知本封装具有一定的减敏作用,温度测量量程增大,满足更多实际工程中的使用。环氧树脂DP420将带有预紧力光纤光栅封装在铍青铜材料的圆柱体内,在恒温鼓风干燥箱对光纤光栅温度传感器进行传感特性研究,40~120℃的范围内,每次升温5℃。所得结果,此光纤光栅温度传感器的温度灵敏度系数为23.81pm/℃,是裸光纤光栅传感器的2倍,且线性度达0.999以上。该文对光纤光栅工程化具有较大的应用价值。 展开更多
关键词 预紧力 光纤光栅温度传感器 有限元 线性度
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基于石墨烯可饱和吸收的锁模光纤激光器研究 被引量:9
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作者 陈恺 祝连庆 +1 位作者 姚齐峰 骆飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期291-295,共5页
报道了一种基于单层石墨烯可饱和吸收体调Q锁模的全保偏结构掺铒光纤激光器。研究了单层石墨烯作为可饱和吸收体实现调Q锁模后的激光特征,获得了中心波长1557.69 nm的激光输出。调Q锁模脉冲包络重复频率11.49~40.41 k Hz范围变化,包络... 报道了一种基于单层石墨烯可饱和吸收体调Q锁模的全保偏结构掺铒光纤激光器。研究了单层石墨烯作为可饱和吸收体实现调Q锁模后的激光特征,获得了中心波长1557.69 nm的激光输出。调Q锁模脉冲包络重复频率11.49~40.41 k Hz范围变化,包络宽度在10.1~3.62μs范围变化。在泵浦功率为191.3 m W时,激光器最大输出平均功率9.354 m W,最大光-光转换效率为4.89%。 展开更多
关键词 调Q锁模光纤激光器 全保偏光纤结构 石墨烯饱和吸收镜
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石墨烯锁模的全保偏光纤激光器 被引量:4
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作者 陈恺 祝连庆 +2 位作者 娄小平 姚齐峰 骆飞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期59-66,共8页
报道了一种基于反射式石墨烯可饱和吸收镜锁模的全保偏掺铒光纤激光器。分别使用单层和十层石墨烯作为可饱和吸收器件,通过全保偏结构,避免了外界环境对腔内偏振态的影响,获得了高稳定性、高偏振度、易自启动的锁模脉冲输出,脉冲宽度分... 报道了一种基于反射式石墨烯可饱和吸收镜锁模的全保偏掺铒光纤激光器。分别使用单层和十层石墨烯作为可饱和吸收器件,通过全保偏结构,避免了外界环境对腔内偏振态的影响,获得了高稳定性、高偏振度、易自启动的锁模脉冲输出,脉冲宽度分别为697 fs和502 fs。实验表明,十层石墨烯相比于单层石墨烯能够获得更窄的脉冲宽度,更高的峰值功率,具有好的锁模效果。研究同时发现,经十层石墨烯锁模,进一步提高泵浦功率,可在全保偏光纤腔中获得重复频率62.94 MHz的二阶谐波锁模脉冲输出。并通过非线性薛定谔方程对谐波锁模产生的机理进行了分析。这种基于反射式可饱和吸收镜的全保偏锁模光纤激光器有望成为实现基频锁模与谐波锁模可切换的单偏振激光源。 展开更多
关键词 锁模光纤激光器 全保偏 反射式石墨烯可饱和吸收镜
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飞秒激光刻写FBG在电极放电下的光谱特性 被引量:1
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作者 辛璟焘 庄炜 +2 位作者 闫光 娄小平 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期103-107,共5页
采用电极脉冲电弧放电对紫外激光和飞秒激光刻写的光纤布拉格光栅(FBG)进行高温激励的研究,实验发现,紫外激光刻写的FBG,光栅透射谱大幅下降,光谱蓝移0.38 nm,飞秒激光刻写的FBG透射谱基本保持不变,光谱红移0.022 nm。特别是当电极在栅... 采用电极脉冲电弧放电对紫外激光和飞秒激光刻写的光纤布拉格光栅(FBG)进行高温激励的研究,实验发现,紫外激光刻写的FBG,光栅透射谱大幅下降,光谱蓝移0.38 nm,飞秒激光刻写的FBG透射谱基本保持不变,光谱红移0.022 nm。特别是当电极在栅区中心位置放电时,光栅透射率上升达到最大,比无电极放电时大8 d B,表现出开关量特性。该特性在光纤开关量器件、光纤调Q激光器、新型光纤光栅解调与局部放电检测等领域具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 飞秒激光 电极放电 开关量传感器
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基于M-Z滤波和LPFG的液体折射率传感特性研究
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作者 李达 何巍 +1 位作者 张雯 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期864-870,共7页
利用飞秒激光逐线刻写方式在HI1060光纤中制作谐振波长为1548.5 nm,谐振强度为7 d B,栅区长度为3.2 mm的长周期光纤光栅。通过纤芯错位熔接方法在HI1060光纤中制作马赫曾德-干涉仪(MZI),对LPFG的透射光谱进行滤波优化。设计使用不同折... 利用飞秒激光逐线刻写方式在HI1060光纤中制作谐振波长为1548.5 nm,谐振强度为7 d B,栅区长度为3.2 mm的长周期光纤光栅。通过纤芯错位熔接方法在HI1060光纤中制作马赫曾德-干涉仪(MZI),对LPFG的透射光谱进行滤波优化。设计使用不同折射率的酒精溶液、氯化钠溶液和蔗糖溶液分别对基于MZI滤波的LPFG的折射率特性进行了测试和研究。实验中随着三种溶液折射率增加,LPFG的谐振波长发生红移,该LPFG在酒精溶液、氯化钠溶液和蔗糖溶液中的折射率灵敏度分别为301.78 nm/RIU、138.80 nm/RIU和132.67 nm/RIU。 展开更多
关键词 飞秒激光 长周期光纤光栅 纤芯错位熔接 马赫-曾德干涉仪 折射率传感
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采用可调Mach-Zehnder滤波的波长可切换掺铒光纤激光器 被引量:5
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作者 丁香栋 何巍 +2 位作者 姚齐峰 骆飞 祝连庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期73-78,共6页
为了实现高稳定性的可调谐激光输出,提出并设计了一种基于马赫-曾德(M-Z)结构和光纤光栅串结合的掺铒光纤激光器,在M-Z干涉结构的一个干涉臂中加入光学延迟线(ODL),实现对干涉间隔的灵活可调。系统结构设计采用976 nm波长的LD作为泵浦源... 为了实现高稳定性的可调谐激光输出,提出并设计了一种基于马赫-曾德(M-Z)结构和光纤光栅串结合的掺铒光纤激光器,在M-Z干涉结构的一个干涉臂中加入光学延迟线(ODL),实现对干涉间隔的灵活可调。系统结构设计采用976 nm波长的LD作为泵浦源,长度为6 m的掺铒光纤作为增益介质;采用光栅串将特定波长的光反射回环形腔形成振荡;采用M-Z结构产生梳状滤波用来对光栅串反射回的光进行选择;通过调节ODL来改变腔内损耗,进而实现激光的可调谐输出,并通过在系统中加入可饱和吸收体(SA)和子腔结构来抑制波长的跳变。实验中,在泵浦功率为100 mW时,实现了单波长双波长和三波长的稳定的激光输出。单波长共输出13个,调谐范围为1 570~1 596 nm,调谐间隔为2 nm,边模抑制比均大于50 d B。 展开更多
关键词 可调谐掺铒光纤激光器 M—Z滤波结构 光学延迟线 光纤光栅串
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基于Mach-Zehnder滤波的可调谐光纤激光器 被引量:4
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作者 丁香栋 何巍 +2 位作者 闫光 骆飞 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1068-1072,共5页
为了实现高稳定性的可调谐激光输出,提出并设计了一种基于Mach-Zehnder(M-Z)滤波结构,结合Fabry-Perot(F-P)滤波器的可调谐掺铒光纤激光器,并对激光器的原理及实现方案进行理论分析和实验验证。所设计激光器系统的泵浦源工作波长为9... 为了实现高稳定性的可调谐激光输出,提出并设计了一种基于Mach-Zehnder(M-Z)滤波结构,结合Fabry-Perot(F-P)滤波器的可调谐掺铒光纤激光器,并对激光器的原理及实现方案进行理论分析和实验验证。所设计激光器系统的泵浦源工作波长为976 nm;长度5 m的掺铒光纤作为增益介质;采用全光纤M-Z结构进行滤波,并结合F-P滤波器实现单波长激光可调谐输出。实验中,通过调节F-P滤波器,在泵浦功率为60 mW时,实现了1547-1568 nm范围内单波长激光的稳定可调谐输出,波长调谐间隔小于1.7 nm,每个输出波长的边模抑制比均大于55 dB,线宽均小于0.1 nm。 展开更多
关键词 可调谐光纤激光器 M-Z滤波结构 掺铒光纤 F-P滤波器
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基片式FBG在飞机蒙皮测试中的对称补偿研究 被引量:3
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作者 鹿利单 郭阳宽 +1 位作者 闫光 祝连庆 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1535-1541,共7页
基片式FBG传感器封装结构在应变测试中受到广泛关注,尤其是在航空航天领域,其粘贴方式对监测飞机蒙皮应变具有重要意义。为了提高基片式封装结构的FBG测量飞机蒙皮应变精度,对薄板试验件粘贴基片式FBG传感器进行力学性能研究,实验结果... 基片式FBG传感器封装结构在应变测试中受到广泛关注,尤其是在航空航天领域,其粘贴方式对监测飞机蒙皮应变具有重要意义。为了提高基片式封装结构的FBG测量飞机蒙皮应变精度,对薄板试验件粘贴基片式FBG传感器进行力学性能研究,实验结果表明传统粘结基片式FBG传感器方式会引起被测薄板材在拉伸过程中产生非线性变形。据此,通过ANSYS有限元分析软件仿真粘贴1 mm传感单元的1.5 mm薄板静态加载过程,并进行静力学有限元优化分析,力学分析及理论推导结果显示,对称粘贴基片式FBG传感单元能够解决应变与波长非线性关系,且能够有效补偿温度对测量的影响。搭建FBG解调系统与MTS力学测试实验系统,实验结果表明,在对称补偿的布点方式下,应变测试线性度为0.998,传感单元应变灵敏度为0.946 pm/με,提高了应变测试精度,可以有效的应用到飞机蒙皮应变测试。 展开更多
关键词 FBG 飞机蒙皮 有限元分析 粘贴方式 薄板试验件 力学性能 测试精度
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量化噪声对FBG波长解调的精度影响及误差分析 被引量:3
11
作者 李跃 祝连庆 +1 位作者 刘锋 庄炜 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期630-634,共5页
为提高光纤布拉格光栅(FBG)波长解调精度,建立了"量化噪声-波长误差"转换模型,并通过蒙特卡罗方法,对模型给出的误差预测结果进行了仿真验证。采用16位高精度模数转换器(ADC)搭建波长解调实验电路,误差分析结果表明,当ADC位数... 为提高光纤布拉格光栅(FBG)波长解调精度,建立了"量化噪声-波长误差"转换模型,并通过蒙特卡罗方法,对模型给出的误差预测结果进行了仿真验证。采用16位高精度模数转换器(ADC)搭建波长解调实验电路,误差分析结果表明,当ADC位数从6位到16位均匀增长时,波长解调误差从41.37 pm到0.34 pm呈指数下降,与模型计算和仿真结果相吻合。仿真及实验均表明,所提出的"量化噪声-波长误差"转换模型能准确分析量化误差对FBG波长解调精度的影响,为FBG波长解调仪中模数转换分辨率的选择提供设计依据。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 量化噪声 波长解调
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全息光镊的最新研究与应用现状 被引量:1
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作者 庞慧敏 李威良 +2 位作者 王晓玲 赵爽 周哲海 《激光杂志》 北大核心 2019年第3期1-6,共6页
全息光镊是一类非常典型的光镊,因为操控灵活性和多粒子同时操控等优势,已经被广泛应用于从原子级别到数百微米级别的微观领域,为光镊技术不断走向规模化工业生产、实用化打开了新局面,成为目前光镊技术研究领域的热点。在简述全息光镊... 全息光镊是一类非常典型的光镊,因为操控灵活性和多粒子同时操控等优势,已经被广泛应用于从原子级别到数百微米级别的微观领域,为光镊技术不断走向规模化工业生产、实用化打开了新局面,成为目前光镊技术研究领域的热点。在简述全息光镊发展历程的基础上,重点概述了全息光镊技术的最新研究进展和在各个领域的最新应用现状。 展开更多
关键词 光镊 全息光镊 空间光调制器 多粒子操控
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基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法 被引量:6
13
作者 谢巧雪 马宗庆 +1 位作者 祝连庆 朱疆 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期11-20,共10页
光学相干断层扫描(OCT)图像中存在的散斑噪声会掩盖视网膜重要的形态学细节,妨碍视网膜病变的观察和临床诊断。提出了一种基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法,基于残差策略改进生成对抗网络模型结构,并融合结构相似... 光学相干断层扫描(OCT)图像中存在的散斑噪声会掩盖视网膜重要的形态学细节,妨碍视网膜病变的观察和临床诊断。提出了一种基于结构相似约束生成对抗网络的视网膜OCT图像去噪算法,基于残差策略改进生成对抗网络模型结构,并融合结构相似性损失约束模型优化,实现散斑噪声抑制,同时增强对视网膜结构细节的保留。在杜克大学发布的SD-OCT公开数据集上的实验表明,所提算法的峰值信噪比和边缘保持指数分别为28.08和0.960,优于所对比的其他去噪方法,且适用于其他来自A2A SD-OCT研究的公开数据集。 展开更多
关键词 光学相干断层成像 视网膜 图像去噪 生成对抗网络 结构相似损失
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基于脉冲激光光镊的红细胞变形性动态测量方法 被引量:1
14
作者 周梅娟 孟晓辰 何露露 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第8期71-75,共5页
随着微观操作技术的发展,各种技术被用于细胞变形性的测量,但对非接触和连续测量方法的需求仍然很大。结合脉冲激光光镊和微流控芯片技术,利用流体粘滞阻力使红细胞在捕获时产生一定的形变量,对变形前后的细胞进行图像处理并提取特征参... 随着微观操作技术的发展,各种技术被用于细胞变形性的测量,但对非接触和连续测量方法的需求仍然很大。结合脉冲激光光镊和微流控芯片技术,利用流体粘滞阻力使红细胞在捕获时产生一定的形变量,对变形前后的细胞进行图像处理并提取特征参数进行统计分析,测得红细胞的弹性常数为17.95μN/m。同时利用该方法测得流量4μL/h、功率0.3 W下正常红细胞和500μmol/L CaCl溶液处理后红细胞的变形性,统计分析得到其水流方向上的平均形变指数分别约7.05%、10.89%,表明该方法可实现对红细胞变形性的有效表征。该方法为流动条件下测量细胞变形性提供了研究思路。 展开更多
关键词 细胞变形性 动态测量 脉冲激光光镊 弹性常数
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基于荧光时延估计的流式细胞仪荧光信号表征方法
15
作者 徐恩博 郭阳宽 +2 位作者 祝连庆 刘超 孟晓辰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第11期33-36,共4页
针对流式细胞仪荧光信号强度测量过程存在非线性,导致细胞分群分析结果不准确的问题,提出了一种基于荧光时延估计的流式细胞仪荧光信号表征方法代替荧光寿命测量,实现对荧光脉冲信号的表征。首先,介绍了荧光脉冲产生及时延的原理;然后,... 针对流式细胞仪荧光信号强度测量过程存在非线性,导致细胞分群分析结果不准确的问题,提出了一种基于荧光时延估计的流式细胞仪荧光信号表征方法代替荧光寿命测量,实现对荧光脉冲信号的表征。首先,介绍了荧光脉冲产生及时延的原理;然后,对荧光信号强度表达式进行推演,得到荧光时延表征荧光寿命的结论;最后,利用高斯拟合对该荧光信号表征方法进行了实验验证。实验结果表明,相对于荧光脉冲强度表征方法,荧光脉冲时延估计表征方法具有更小的分布范围,更小的标准差。限定于本实验系统,单色荧光脉冲信号的时延估计表征方法可将峰值表征方法的标准差由0.118降至0.007。 展开更多
关键词 荧光寿命 时延估计 高斯拟合 流式细胞仪
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采用Mach-Zehnder结构输出连续可调的掺铒光纤激光器
16
作者 丁香栋 何巍 +2 位作者 姚齐峰 骆飞 祝连庆 《激光杂志》 北大核心 2017年第2期24-28,共5页
为了实现激光可调谐和高稳定性运行,在Mach-Zehnder(M-Z)滤波结构的掺铒光纤激光器的基础上,通过采用电动光学延迟线(Optical Delay Line,ODL)来改变M-Z滤波器的透射光谱间隔长度,从而实现了激光器的可调谐输出。对激光器的工作原理和... 为了实现激光可调谐和高稳定性运行,在Mach-Zehnder(M-Z)滤波结构的掺铒光纤激光器的基础上,通过采用电动光学延迟线(Optical Delay Line,ODL)来改变M-Z滤波器的透射光谱间隔长度,从而实现了激光器的可调谐输出。对激光器的工作原理和设计方案进行了理论分析,实验上采用长度8m的掺铒光纤作为激光增益介质和用于提高激光器稳定性的光纤子腔结构,在工作波长为976nm泵浦源的激励下,得到激光器的室温阈值功率为54m W;当泵浦功率为60m W时,通过调节偏振控制器(Polarization Controller,PC),实现了在1558nm至1568nm范围内波长灵活可调,并且获得了7个边模抑制比均大于40d B单波长激光的可切换输出,线宽均小于0.1nm。在30分钟内没有出现明显跳模现象,波长漂移范围小于0.1nm,功率波动低于2d B。 展开更多
关键词 可调谐光纤激光器 M-Z滤波结构 光学延迟线 掺铒光纤
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系统畸变对共焦显微成像分辨率的影响
17
作者 王兴丽 刘嘉兴 周哲海 《激光杂志》 北大核心 2017年第12期18-21,共4页
介绍了一种基于径向偏振光束和光瞳滤波的超分辨共焦显微成像系统,并基于矢量和标量衍射理论,研究了系统畸变,包括探测针孔尺寸及针孔偏移等对成像分辨率的影响。介绍了系统结构及工作原理,并推导了针孔大小变化及发生偏移时,成像系统... 介绍了一种基于径向偏振光束和光瞳滤波的超分辨共焦显微成像系统,并基于矢量和标量衍射理论,研究了系统畸变,包括探测针孔尺寸及针孔偏移等对成像分辨率的影响。介绍了系统结构及工作原理,并推导了针孔大小变化及发生偏移时,成像系统强度响应函数的数学表达式;然后,通过设置不同的针孔尺寸大小及针孔偏移量进行了数值计算,结果表明,当针孔归一化半径分别为(和10(时,系统强度响应的横向半高宽分别为0.488和0.492,轴向半高宽分别5.1和9.1。假设探测器与针孔之间没有相对位移,针孔的横向偏移会对系统的轴向分辨率产生影响。针孔的轴向偏移不会对系统的分辨率产生影响,但是会使探测器接收到的响应强度产生相移,相移量由针孔偏移大小来决定。研究结果对于超分辨共焦显微成像技术的发展及应用提供了一定的指导意见。 展开更多
关键词 共焦系统 针孔尺寸 针孔偏移
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