一种新的激光方位探测系统设计

通过对平行激光在光学劈尖上产生等厚干涉条纹的分析,提出了一种新的激光方位探测方案。介绍了本方案的数学建模原理,给出了其实现系统,它由6个光学劈尖构成的激光方位探测光学窗口和探测电路组成,通过测量光学劈尖上干涉条纹的间距精确地探测出入射激光方位和波长。测试结果表明,该方案具有探测精度高、反应速度快等优点。     

基于Matlab的劈尖干涉仿真

根据等厚干涉的基本理论,利用Matlab平台编程进行仿真,模拟劈尖干涉实验在不同参数条件下的光强分布情况。并用Matlab自带的Peaks函数模拟利用劈尖干涉对平面玻璃表面进行缺陷检测的干涉条纹。仿真所得到的干涉图像细致逼真,并且能够动态地反映出干涉条纹随参数的改变而发生变化的过程,使得物理规律形象直观。Matlab模拟出的干涉图像与实验结果非常吻合,还可以灵活地调节参数,大大扩展了劈尖干涉问题的研究途径与方法,有助于学生更加深刻地理解物理光学的现象和规律,也为光学的理论教学和实验方式提供了便利。     

飞秒激光在金属钼表面诱导产生纳米量级周期条纹结构的研究

针对近红外(800 nm)及其二倍频(400 nm)飞秒激光脉冲在金属钼表面诱导产生周期性条纹结构的情况进行了研究,分析比较了入射激光能量、脉冲重叠数、激光中心波长和加工氛围等实验参数对金属表面自组织形成的条纹结构空间周期的影响,并利用中心波长为400 nm的飞秒激光在水环境中于单晶钼表面制备出了空间周期仅约160 nm的条纹结构。同时针对水中加工的情况,在理论上提出了入射激光与表面等离子体波发生干涉和表面等离子体波形成驻波两种机制相互竞争的物理模型,很好地解释了实验现象,对于深入理解飞秒激光在金属表面进行纳米尺度的加工制备具有重要意义。     

用快速傅里叶变换精确测定激光波长

针对激光干涉条纹间距难以精确测定的问题，文中提出了采用快速傅里叶变换精确测定条纹间距和激光波长的方法，介绍了测量系统的结构组成、工作原理和测试结果。     

光学仪器表面的精密测定

借助“外差干涉法”（仅由不同波长的二束波的干涉形成“差拍”的方法)测定表面粗糙度早已问世，但这种方法要通过反射镜的机械振动进行激光调制，同时为了根据干涉条纹推断被测物的形状要花费时间进行修正计算，装置在桌上要占据较大地方。     

飞秒激光辐照氧化石墨烯的纳结构与电化学性能研究

氧化石墨烯的还原与表面结构化有助于提升传感器、储能器等微型电子器件的性能。相比于其他工艺手段,采用飞秒激光辐照方法可以快速实现氧化石墨烯的同步还原和表面纳结构成型。本文首次对比了1030 nm和257 nm两种飞秒激光波长辐照下氧化石墨烯的形貌与结构特征,发现1030 nm激光辐照产生的条纹周期纳结构主要由入射激光与表面等离激元干涉作用而形成,257 nm激光辐照产生的沟槽微纳结构主要归因于光化学作用。通过拉曼测试和电化学阻抗谱分析表明,相比于257 nm激光作用,1030 nm激光辐照下氧化石墨烯还原程度更高,电极反应过程中接触电阻更小且有利于电荷转移和离子的扩散。     

用激光检测畸变的装置

激光应用仪器制造厂的日本光学技术研究所，采用光纤和激光研制出畸变检测装置。当微小的冲击引起激光波长变化时，借助波长不同的光合成时产生的干涉条纹来检测畸变。该公司宣称：这一新装置可广泛应用于发现建筑物内的入侵者、感知微弱的地震等防盗防灾领域。基本装置的价格约1千万日元。     

一种改进的测量硅片亚表面损伤的角度抛光方法

提出了一种改进的角度抛光方法来测量硅片的亚表面损伤.其原理是:经过研磨和化学机械抛光后,起保护作用的陪片靠近胶黏剂的一端形成一个无损伤的、完整的劈尖,劈尖的棱边作为测量亚表面损伤的基准;角度抛光的倾斜角可通过劈尖上面产生的干涉条纹准确地测量得到.采用这种方法可以方便、准确地测量硅片由切割、研磨和磨削引起的亚表面损伤,其能够测量的最小损伤深度为几百纳米.     

梅斯林干涉装置应用于激光告警的理论研究

本文研究了梅斯林干涉装置在激光告警中的应用,分析了干涉条纹的位置、形状、区域,讨论了用该干涉仪判断来袭激光的方位和波长的方法,与传统的法布里—帕罗干涉仪型激光告警装置和迈克尔逊相干识别型告警装置相比,梅斯林干涉装置应用于激光告警有着较为突出的优点。     

基于光学干涉法的光学元件表面粗糙度检测技术

为实现光学元件表面微小粗糙度的精准、详细检测,研究基于光学干涉法的光学元件表面粗糙度检测技术。该技术采用基于集成光学干涉成像技术对光学元件表面干涉成像,通过改进的Niblack二值化算法提取元件表面干涉图像条纹信息,并基于节点迭代的去毛刺方法细化处理干涉条纹,利用最小二乘方法拟合干涉条纹,获取最小二乘拟合直线得出评定基准,建立评定表面粗糙度的高度参数和间距参数的数学模型,完成粗糙度检测。测试结果显示:该技术干涉成像能力较强,生成的光学透镜元件干涉图像弧度与边缘较为清晰,可有效去除干涉条纹毛刺,检测光学元件表面粗糙度时的真正类率最大数值已达到1.0。     

利用斐索干涉测量激光波长

在激光应用中需要精确、快速测量所用激光的波长,本文介绍了一种测量激光波长的方法,其光路基于斐索干涉仪,并通过光路准直与滤波而产生平行干涉条纹,通过线阵CCD采集并经计算机处理后能够以较高的精度测量激光波长。     

采用空间光调制器的光变图像光刻系统

用激光干涉型光学头产生干涉条纹,采用空间光调制器(SLM)进行子图输入实现光学可变图像(DVD)的快速光刻,分辨率可达5080dpi,平均运行效率达8O00 dots s(1270pdpi)以上。研制了大幅面激光光刻系统,给出了实验结果。     

光纤F-P传感器偏振互相关解调中光楔参数的影响研究

对光纤法布里-珀罗(F-P)腔长偏振互相关解调法中的双折射光楔进行了理论和实验研究,建立了双折射光楔对干涉光程差影响的数学模型,并进行了数值仿真。仿真结果表明,当楔角为4°时,要保证楔面内任意点处的光程误差在15nm以内,入射角应小于0.3°,光楔光轴倾斜应小于0.8°,楔面垂直度误差应小于0.15°。采用光楔进行了偏振光干涉实验,实验干涉条纹与理论条纹基本一致,实验干涉条纹的倾斜度与理论倾斜度相差0.02°。     

激光回馈纳米级宽度干涉条纹

一般的干涉现象为“反射镜每移动半个波长,出现一个干涉条纹”。介绍了利用激光回馈获得纳米级宽度干涉条纹的方法。系统构成:He-Ne激光器,使用近于全反射的球面介质镜作激光器的回馈镜,且该回馈镜法线和激光束夹分量级的小角度。回馈镜沿激光束位移移动时,激光器的功率发生周期类正旋波动,即产生回馈干涉条纹。回馈镜离激光器越近,条纹越窄,以至于半波长位移中出现40个条纹。对波长为632.8 nm的He-Ne激光器而言,每个条纹宽度为7.91 nm。同时,当回馈镜的运动方向发生变化时,激光的偏振态将在两个正交的方向之间发生跳变。利用此效应,可以实现纳米分辨位移测量和回馈镜运动方向的识别。     

可实现零光程差的红外静态斜楔干涉具研究

针对现有的静态斜楔干涉具无法实现零光程差, 进而影响光谱反演的准确性和复杂性。文中提出一种可以实现零光程差的斜楔干涉具, 通过对传统斜楔倾斜面的改进, 使其可以实现被测光包含零光程差的干涉信号, 理论推导了该斜楔不同位置的光程差公式, 并推导得出对应的光谱反演公式;采用硒化锌(ZnSe)材料设计了该斜楔, 对其干涉信号、光程差和光谱反演进行了仿真研究, 并采用10.64 m激光器对其进行实验分析, 实验结果显示该斜楔干涉信号清晰, 光程差可以实现1 450 m, 反演光谱的误差为0.1%。     

窄带干涉滤波器与YAG调Q倍频激光器的匹配

在机载激光探测海底地貌系统中,窄带干涉滤光片与YAG调Q倍频激光器中心波长的匹配非常重要。介绍了一种滤波器与中心波长匹配的方法。利用这种方法,得到了机载激光测深的实验结果。     

非线性光栅自调制光限幅器件研究

研制出一种三角槽型透明高分子聚合物光栅与该聚合物平板间填充有机非线性光学液体的夹层结构器件，具有非线性自调制光限幅功能。实验测得该器件对较弱的532nm波长的YAG倍频激光透过率大于60％。对较强激光透过率小于2％～3％。理论预期在激光波长400-700nm都有光限幅特性。且愈靠近532nm波长。激光限幅功能愈强。首次从实验上验证了该非线性光栅具有自适应宽带光限幅的功能。它不仅可以实现可调谐光限幅。且对所设计的激光波长，达到能量低于人眼安全阈值的高效激光防护成为可能。     

共焦法布里-珀罗干涉显微测头光学特性分析

根据纳米计量分辨力的要求,设计一套共焦法布里-珀罗(F-P)干涉显微测头。系统光源采用保偏光纤直接导入,从F-P腔外入射。光路设计成便于减小光学共模噪音的差动形式。通过建立模型分析系统光学特性,得出反射平板的最佳反射率以及共焦结构对干涉条纹的影响。实验验证表明反射平板反射率为40%时可以使系统得到对比度高,信噪比好的干涉条纹;针孔光阑可以方便寻找测量透镜的焦点和减小杂散光的噪音;系统轴向分辨力达到0.2nm。     

InAs/InP Quantum-Dash Lasers and Amplifiers

InAs quantum-dash structures fabricated by self-assembly growth techniques and based on compound semiconductors lattice matched to InP substrates were used to realize long wavelength lasers and amplifiers for telecom applications. With this new type of laser material special properties of low-dimensional electronic systems can be utilized for device applications, which allow to realize new device features not possible by conventional device designs. In this paper a brief overview is given about application oriented material and device research on this wire/dot-like material system by highlighting laser and high-speed optical amplifiers. Broadband laser material with a gain bandwidth of more than 300 nm could be obtained to cover the extended telecommunication wavelength range between 1.4 and 1.65 . High-speed optical amplifiers could be realized by using this quantum-dash laser material with unique device performance, like multiwavelength amplification without any cross-talk at data rates of 10 Gbit/s and pattern-free and noise reduced signal amplification at saturation condition demonstrated up to 40 Gbit/s.     

基于相移光栅的多波长掺铒光纤激光器的实验研究

提出了一种基于相移光栅(PSG)的多波长掺铒光纤激光器的结构。在该结构中,使用双相移点相移光栅作为波长选择器件,该光栅是在普通布拉格光栅上插入两个相移点而形成的。以980nm的激光二极管(LD)作为抽运源,通过调整偏振控制器(PC),在室温下得到了稳定的三波长激光输出。通过连续25min的观察,观测到输出波长的峰值波动范围小于0.6dB。研究了相移光栅激光器的温度特性,通过设置不同的温度(25℃～85℃),实现了此类基于相移光栅激光器的微调谐。该掺铒光纤激光器可同时输出多个稳定的波长,因此可应用于多波长干涉测量以及全光通信等领域中。