双波长单纵模掺铒光纤环形激光器设计及实验研究

为了实现1550nm正交线偏振双频激光输出,设计了一种复合环形腔双波长单纵模掺铒光纤(EDF)激光器,以保偏光纤Bragg光栅作为波长选择元件,并采用未抽运掺铒光纤饱和吸收体作为激光单纵模选择元件,从而实现正交线偏振1550nm双波长单纵模激光稳定振荡输出。简要介绍了复合环形腔选模及未抽运掺铒光纤饱和吸收体选模的基本原理,理论分析了未抽运掺铒光纤长度对单纵模选择的影响,实验研究了不同选模情况下双波长激光的振荡特性。实验结果表明:腔内含有保偏光纤Bragg光栅和未抽运掺铒光纤饱和吸收体的复合环形腔。掺铒光纤激光器能够稳定输出1550nm正交线偏振双波长单纵模激光,其波长间隔约为0.344nm。这种双波长单纵模光纤激光器可广泛应用于激光传感与测量以及密集波分复用(DWDM)光纤通信等领域。     

线性调频激光自混合干涉双通道微位移测量方法研究

为了满足工程中一些特殊二维位移测量需求或提高位移测量效率,建立了结构简单紧凑的激光自混合干涉双通道 位移测量系统。 首先,基于三镜法-珀腔模型给出自混合干涉系统的数学方程。 其次,在弱反馈条件下施加线性电流调制, 依据自混合信号频率和外部物体距离的线性关系,当两个物体到激光器距离不同时,频域会呈现两个独立的谱峰,分别对其 进行相位解算,从而实现自混合双通道位移测量。 然后,数值模拟生成了双通道激光自混合信号,根据全相位频谱分析技术 对自混合信号两个谱峰的相位进行估算,重构了两个物体位移曲线,给出了仿真验证。 最后,搭建了实验系统,进行了自混 合干涉双通道位移测量实验,并给出实验测量结果。 实验结果表明,该系统可以完全区分两个运动物体,位移测量相对误差 优于 8. 42% 。 线性调频激光自混合干涉可以实现任意运动规律的双通道位移测量,通过继续分光其测量通道数仍可进一步 增加。     

保偏光纤Bragg光栅传感特性的实验研究

设计了一种基于保偏光纤Bragg光栅(PMFBG)的横向负载传感方案,实验研究了PMFBG对横向负载、轴向应变和温度的传感特性。研究结果表明:PMFBG两谐振波长对温度和轴向应变的灵敏度近似相等,而对横向负载的灵敏度各不相同;PMFBG两谐振波长之差对横向负载的灵敏度取决于负载作用方向与保偏光纤快轴(或慢轴)之间的夹角,而不受温度和轴向应变的影响,实验得到的最高灵敏度为0.031nm/kg。基于PMFBG的横向负载传感测量系统在称重等领域具有广阔应用前景。     

半导体激光器温度控制系统的设计

设计了一种基于MCS-51系列微控制器的激光二极管（LD）温度控制系统，该系统分别采用铂电阻及半导体制冷器作为温度传感器和控温执行元件，并应用模糊理论与数字PID参数自适应调整相结合的控制算法对LD温度进行控制。实验结果表明：该系统在10-40℃温度范围内的控温稳定性优于0．2℃，能够有效抑制LD波长的漂移。     

几种新型双频激光器

介绍了几种新型双频激光器，分析了各自的优缺点，指出了今后的发展方向。     

棱镜式激光陀螺双纵模自偏频现象研究

棱镜式激光陀螺处在特殊的双纵模四频振荡状态下,陀螺可以无偏频地检测出地球自转角速度的天向分量,此时闭锁消失,陀螺处于自偏频状态。设计了基于气体密度和折射率控制的棱镜式环形谐振腔模态控制系统,在此基础上搭建自偏频实验平台。实验得出陀螺在自偏频状态下,两纵模的振荡频率位置处在增益曲线两侧,强、弱模式振荡强度之比约为1.4∶1.0等特点。根据激光半经典兰姆理论,建立了激光陀螺双纵模自偏频物理模型,进而推导得出弱模的频率推斥效应是产生自偏频效应的主要因素。此研究成果将为研制新体制自偏频激光陀螺提供参考。     

一种测量C型弹簧管弹性特性的新方法

提出了一种基于 CCD成像和计算机图像处理技术的 C型弹簧管弹性特性测量新方法。在弹簧管上粘贴一个两条直边夹角为 90°的小薄片 ,该标志物由 CCD摄像头成像 ,其位置信息采用计算机图像处理技术获得 ,从而实现 C型弹簧管弹性特性的非接触测量 ,并且灵敏度的实验曲线与理论曲线基本吻合。简要介绍了该方法的测量原理及实验方法 ,给出了弹簧管弹性特性的实验结果及其相应的评价方法 ,指出了该测量方法的误差来源     

大功率LD与多模光纤的直接耦合

将多模光纤末端研磨成圆锥面,与大功率LD进行直接耦合.分析了影响耦合效率的主要因素,提出了在工具显微镜上实现直接耦合的新方法,耦合效率高于50.8%.     

多管齐射武器弹幕参数的细分光幕阵列测试方法

针对准确测试多管齐射武器弹幕参数，提出了一种细分六光幕阵列测试方法。研究的细分光幕阵列将探测空间划分为多个子探测平面区域，通过采集多管齐射武器发射的多发弹丸穿过每个光幕时输出的信号并计算时刻信息，依据穿过对称光幕的时间间隔相等的原理，利用穿过同一光幕不同位置的时间差可从众多时间序列中识别出每发弹丸穿过6个光幕的时间序列组合，从而计算出每发弹丸相应的飞行参数。研究的算法经仿真验证，结果表明算法有效。此外还给出了光幕的实现方案，并对高射频连发射击试验进行了验证。     

电光可调谐1064nm单频Nd:YAG激光器设计与实验研究

为了产生1064nm单频可调谐Nd:YAG激光输出,设计了一种二极管抽运电光可调谐单频Nd:YAG激光器,采用偏振分光棱镜(PBS)和铌酸锂(LN)晶体组成电光双折射滤光片,作为激光单纵模选择元件和频率调谐元件。理论分析了其选模原理及调频原理,实验研究了1064nm Nd:YAG激光单纵模振荡特性和调频特性。实验结果表明:这种Nd:YAG激光器能以线偏振单纵模稳定振荡,当改变加在LN晶体上的横向电压时,1064nm单纵模激光振荡波长调谐量为0.474nm,相应的频率调谐量为142.2GHz。这种电光可调谐1064nm单频Nd:YAG激光器可广泛应用于激光干涉测量、激光雷达探测和激光光谱学等领域。