用激光双参考光两次曝光法检测机械变形

用可分离双参考光两次曝光全息干涉法叙述了测量物体变形的方向，并设计了光路系统。用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光，记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息干涉图，从理论上对此作了分析，给出实验结果。     

一种共光路自动对准系统

强激光发射装置和光电跟踪系统中,光学器件多,光路复杂,光学机械零件位置的相对移动会使光轴平行度偏离,为此提出一种共光路自动对准系统.基于对准原理,利用激光发射光路,建立上、下行基准光束,使之分别与系统轴系、出射激光平行,并且通过自准直CCD测角仪测出上、下行光路的角偏差值,控制信号驱动快速控制反射镜,使快速控制反射镜两轴转动到角偏差为零值,实现发射激光与一级扩束系统对准及一级扩束系统与跟瞄系统之间的精密自动对准.实验结果表明,对准后的光轴平行度为5.21",快速控制反射镜的闭环精度不大于5".     

惯性约束核聚变激光驱动器多路光束时间同步测试方法

提出了一种测量惯性约束核聚变(ICF)激光驱动器靶点处多路光束时间同步的方法。首先测量参考光路脉冲到达靶点与到达基准点之间的时间间隔,然后测量待测光路脉冲到达靶点与参考光路脉冲到达基准点之间的时间间隔,计算得出待测光路脉冲与参考光路脉冲到达同一靶点的同步时间差。分析结果表明多束激光束间时间同步测量精度小于25.2 ps,测试技术和方法具有简单高效的特点,已成功应用于ICF激光驱动器多路强激光时间同步精密诊断。     

用于激光合束系统的光束位置监测装置设计

为了实现近场可见光波段、多路不同波长激光合束中位置误差监测,设计了一种光斑位置监测装置,该装置以缩束系统为基础对同指向激光束位置进行自动监测,在激光合束系统中与快速反射镜相配合,能有效提高合束系统的精度和合束效率。首先对监测装置光学系统进行了设计和仿真分析,使其实现缩束功能的同时减小色差对监测精度的影响。接着,根据设计要求选择了合适的光电探测器。然后,设计了镜筒并对装置的箱体进行有限元优化设计以减轻质量并防止产生共振,使其可以在复杂的环境中工作。最后,根据光斑的特性选择了合适的光斑中心定位算法。实验检测结果表明:缩束倍数达到了15.6倍,监测精度达到了0.1 mm。系统基本上可以使所有激光束成像在CCD上,且光斑能在CCD上成完全像,稳定性较好,精度高,满足使用要求。     

多功能傅里叶变换红外光谱仪系统

美国专利US6667808 (2003年12月23日公布) 本发明提供一种带干涉仪的多功能红外光谱仪系统。干涉仪接收来自光源的红外光束。然后向多个空间分离的红外探测器提供经过调制的输出光束。固定在一结位置上的一个多位置反射镜接收主光路的光束,并通过多个分支光路将其传输到多个样品位置,然后     

脉冲激光的非相干合成技术研究

为了实现高功率、高光束质量的激光输出,采用脉冲激光同步延时控制技术,将多束脉冲激光按时序合成一束脉冲激光,可用于产生大功率激光源。利用所设计的激光脉冲同步延时控制器,控制各个激光脉冲的时序,使按时序输出的多路激光脉冲依次通过光束合成装置,在空间合成为一束。在实验中将3束脉冲激光束合成,合成效率达到95.8%。结果表明,合束后的脉冲激光功率基本等于各束光相加的总和,同时保持了较好的光束质量。     

利用激光全息干涉法测量微小机械变形方向

提出用可分离双参考光两次曝光全息测量物体变形方向的方法。设计的光路系统用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,籍此记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息图。该全息图再现的两个像的图层可以被分离,再现的全息干涉图上的条纹可通过改变曝光次序和微位移再现参考光虚点光源的位置而移动。物体变形方向、干涉条纹移动方向和反射镜位移方向以及曝光次序之间有确定的关系。该干涉图含有物体变形方向和位移数值两种信息。从理论上重点分析了物体变形方向信息所遵循的基本规律,并由此得出了测量物体变形方向的方法。最后给出了实验结果。实验表明提出的方法和理论是正确的,物体变形方向的检测正确率可达100%。     

高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析

大口径长焦距测量系统中,为了缩小测量系统的尺寸,加入两块反射镜形成折返光路。折返光路中两块反射镜的安装误差是影响测量结果的重要因素。将条纹理解成条纹成像面上的点光源阵列,通过这一思路分析了反射镜偏转角度对最终检测结果的影响。研究了反射镜偏转角度与反射镜单位法向量的计算公式,结合反射定律的矩阵形式,求出入射光矢量到出射光矢量的变换矩阵。基于反射镜的单位法向量、出射光的方向向量,利用解析几何得到理想接收屏上条纹所在直线的方程,求出接收屏上测得的条纹的角度。计算了两块反射镜小角度旋转的49种组合情况下,莫尔条纹角度的偏差结果。使用自准直仪分光路的方法调整反射镜,将反射镜安装误差控制在1以内,莫尔条纹角度的偏差在10-4数量级。通过实验验证莫尔条纹的测量精度实际达到0.005,充分说明了反射镜的调整效果。     

自稳定的象扫描器

自稳定的光学扫描器系统是由一个多面反射镜和一个安装在万向支架上的陀螺转子组成,这样,每个反射面在接收光能的透镜系统光路中转动,探测器横扫视场进行光学扫描。该装置的多面反射镜的每个面相对转子的旋转轴有不同的倾角,用一维方向扫描获得两维方向的图象,另外有一个机构,是由一个控制元件驱动的反射镜放置在接收辐射能的光路之中,用来完成隔行扫描。     

相位共轭与光刻

将一束激光通过变形介质,如透镜或烟团。如果光由原反射镜反射,则合成的光束将出现二次通过介质产生的畸变。反之,当光束第二次作用于介质时,方向相同但相位相反的原共轭光波就完全不发生畸变。相位共轭技术可用于核聚变、能量传输、通讯、以及其他需要解决信号畸变问题的领域。相位共轭技术的一个重要应用领域是生产大规模集成电路。离子束加工系统用下述方法可制造极精确的图象:光通过带母模的掩模传播,并在称为“共轭晶体”的光学介质中与两束反向的激光束互相干涉,干涉产生的一束新的光束与发自掩模的光精确重叠。     

基于嵌入式技术的激光偏振度测量系统

为提升激光偏振度测量的精度与时效性,设计基于嵌入式技术的激光偏振度测量系统,其包括探测、控制器与上位机3部分,通过探测部分接收激光器发射的激光并通过两个液晶可变相位延迟器(LCVR),抵达偏振分光棱镜后分为两束偏振光,采用探测器探测两束光的光强传输到控制器部分;由控制器部分的嵌入式信号处理模块对所接收光强实施处理与转换后,传给AVR单片机,AVR单片机一边将转换后数字信号经串口送至上位机,由上位机内嵌入式软件和计算机操控软件运算出激光偏振度等参数并呈现运算结果,另一边经D/A产生可控制LCVR液晶相位延迟量的方波信号,继续测量其余待测激光偏振度。结果表明,该系统具有较高的测量精度,测量结果稳定性高,可实现对信号的同步实时传输,传输性能稳定,可有效促进系统的测量时效性。     

非相干叠加激光发射系统光学设计

介绍了一种适用于三束激光非相干叠加聚焦的新型激光发射光学系统,工作波长1 080 nm,全视场角0.6。系统为离轴两镜反射结构,对三束紧密排列的激光光束进行扩束聚焦,系统主镜为口径303 mm的椭球面反射镜,系统像质接近衍射极限,并且可以通过控制次镜轴向位置调焦适应不同目标距离。计算了叠加后的激光光斑的功率密度分布和环围功率曲线,设计在目标距离1 000 m时叠加光斑半径9 mm内的环围功率大于95%,此激光发射系统结构简单,长径比小,聚焦质量满足使用需求,激光光斑能量得到有效叠加。     

阵列合成激光束在湍流大气中传输的研究进展

多路激光束合成是获得高功率和高能量激光输出的有效途径,因此,多年来光束合成方法和技术得到了广泛的关注和深入研究。近年来,随着空间光通信和激光传播工程等应用需求的发展,合成光束在湍流大气中的传播过程及其规律研究也逐渐成为光传播研究领域的热点问题。针对多种典型激光阵列合成光束,首先对比分析了广义Huygens-Fresnel原理、Rytov微扰近似以及随机相位屏数值模拟等方法在激光阵列合成光束大气传输研究中的应用;其次,阐述了合成光束传播应用研究中的桶中功率、衍射极限倍数 、 因子、光束传输因子等光束质量评价因子的评价作用;最后,根据阵列合成激光束的研究现状和成果,提出了应进一步深入研究的问题。     

Phase locking via Brillouin-enhanced four-wave-mixing phaseconjugation

We show that it is possible to control with good accuracy the relative phase of several conjugate beams for a properly designed Brillouin-enhanced four-wave-mixing phase conjugation system. Three geometries, two that utilize two Brillouin cells and another that requires only one Brillouin cell, that achieve conjugate phase control are studied and many properties of each system are examined. We show that for our high-power laser application the one-cell geometry performs as well as or better than the other geometry. Phase control is shown to be useful for beam combination, vector phase conjugation, and optical path selection. A laser system that utilizes the one-cell geometry to enhance its performance is built and examined     

Logic operations using a bistable etalon with two control beams

The theory and demonstration of a novel scheme for performing two-input binary logic operations with a bistable etalon are reported. The scheme employs two edge-injected CO laser beams to control the reflectivity of an InSb etalon. The control beams serve as the inputs to the logic device, while the output is provided by the reflected beam. The application of such a device to two-dimensional array processing is discussed.     

用光电二极管阵-微机系统进行激光测试

一、光电二极管阵-微机系统光电二极管阵是一种高空间分辨率同时也是一种高时间分辨率的固体集成感光器件,我们所用的RL1024H由1024个光电二极管所组成,每个光电二极管所占的空间位置仅仅15μm.当不同强度的光线照在这些光电二极管上时,它们产生不同大小的电信号,可以用一种自扫描移位寄存器把这些电信号依次取出.我们用云南电子设备厂的YEE-8100微型计算机配上模数转换等接口,对二极管的输出电信号进行采样.计算机可以识别每一个采集到的数据是由哪一个光电二极管所产生的,因而可以获得光电二极管阵上光强的空间分布.数据可以打印、绘图或存入磁盘.图1是二极管阵-微     

基于LabVIEW的准分子激光器控制系统

为了实现基于准分子激光光源的应用系统集成和激光的功能扩展，设计了一种新型的准分子激光器控制系统，PC端基于LabVIEW软件实现人机交互，激光端基于微控制单元(MCU)主控模块控制硬件电路及检测传感器信号等，LabVIEW与MCU采用光隔离的RS232通讯，通过虚拟仪器实现计算机对准分子激光器的实时监测和控制。结果表明，该系统结合PC端的良好人机交互以及MCU端高效稳定实时控制等特点，有效地实现了放电激励准分子激光器强电磁干扰下的整体控制系统的设计。该研究对基于准分子激光光源的应用系统的集成和功能扩展有参考意义。     

基于光纤自适应操控的激光相控阵技术研究进展(特邀)

当前,基于多光束相干合成的激光相控阵技术面临着实际湍流环境下远距离传输的应用需求和挑战,需同时校正系统内部光源噪声和外部动态湍流像差,并解决远距离传输光延迟和系统规模增大导致的有效带宽急剧下降的问题。现有的技术手段如目标在回路技术和延迟SPGD算法无法应对湍流带来的动态倾斜像差,而这一点对在远场目标处获得高质量相干合成光束至关重要。文中介绍了中国科学院光电技术研究所在多孔径激光传输控制技术上的最新研究进展,新技术实现了对光纤阵列激光出射光束倾斜像差的并行和高效校正,并提出了基于主动波前测量的光纤激光阵列外部像差预补偿校正的方法,为光纤激光相控阵技术的实际大气传输应用打下基础。     

激光光声光谱法测量煤矿瓦斯气体的研究

介绍了使用近红外激光二极管激光光声光谱测量煤矿瓦斯气体的基本原理,给出了测量系统的结构框图,该方法是利用近红外激光二极管作为光源,通过光纤耦合输出接入共振式光声池,微音器检出的光声信号由计算机完成数据分析,可实现安全非接触在线自动检测,真实反映矿井瓦斯的浓度。     

Asymmetric fiber microlenses for efficient coupling to ellipticallaser beams

It is demonstrated that it is possible to fabricate asymmetric hyperbolic microlenses directly on the ends of single-mode optical fiber to enhance the fiber's coupling to elliptical laser beams. The lenses, with controlled eccentricity ratios, are made by micromachining the end of the fiber with a pulsed CO₂ laser, as the fiber is directed by computer control about the focussed laser beam. Coupling efficiencies of 84% (-0.74 dB) have been realized with single transverse mode lasers at a wavelength of 0.98 μm having an approximately 3 to 1 beam ellipticity. With multitransverse-mode lasers at 1.48 μm having similar ellipticities, the asymmetric lenses demonstrate a 2-dB increase in coupling efficiency over symmetric hyperbolic microlenses. The authors have coupled about 120 mW from such a 360 mW laser, used to pump erbium-doped fiber amplifiers, into single-mode fiber