基于体布喇格光栅的光纤激光谱组束研究进展

光热折变玻璃在紫外波段具有较好的光敏特性,并且在近红外和可见光波段具有很高的透射率,用它制作的体布喇格光栅能够承受高能激光辐照,因而特别适合应用于高功率激光技术中。综述了基于体布喇格光栅的光纤激光谱组束技术最新研究进展;阐述了体布喇格光栅的基本理论,分别介绍了基于单体光栅、级联体光栅和3维层叠复合体光栅的谱组束、共腔谱组束以及昆合组束5种组束方案的组束原理和研究进展,最后对各组束方案中存在的问题进行了讨论。     

微透镜阵在光纤激光外腔谱组束中的应用研究

提出了基于微透镜阵的光纤激光外腔谱组束方案,设计了能够对光纤阵列出射光束进行预准直的球面折射微透镜阵列.分析了组束系统的组束潜力,结果表明,所设计的组束系统能够实现12个Er3+/Yb3+共掺光纤激光器阵元的外腔谱组束.利用瑞利-索莫菲衍射积分理论,分析了微透镜对光纤出射光束的准直效果,结果表明,微透镜的实际焦距与设计...     

重叠体光栅相干组束的耦合波分析

目前基于重叠体光栅的相干组束系统还没有完整的理论模型和参数分析,针对这个问题,本文采用耦合波理论,建立了比较完整的基于重叠体光栅的双光束组束模型,给出了各光束在重叠体光栅内传播的解析解.模型表明,基于重叠体光栅的双光束组束系统其输出光强受两入射光的振幅和位相、体光栅间的相移和折射率调制振幅、光栅厚度,失谐量等多个光学参数的影响.通过数值计算,详细分析了各光学参数对组束结果的影响.最后总结了设计高效重叠体光栅相干组束系统时必须遵循的条件,如必须对光栅厚度进行优化、各光栅的折射率调制振幅必须相同,保证失谐量足够小等.     

地基激光辐照近地轨道小尺度空间碎片作用规律研究

通过研究脉冲激光与铝靶碎片的膨胀运动以及冲量耦合的相互作用,仿真分析了铝靶碎片在等离子体作用下的速度和压力时空分布规律以及冲量耦合系数与激光功率密度之间的定量关系;在此基础上,建立了基于地基的脉冲激光辐照近地轨道小尺度空间碎片动力学变轨仿真模型,模拟研究了近地轨道小尺度空间碎片移除过程中轨道偏心率与近地点高度随激光脉冲数目变化的影响规律。结果表明:在最优冲量耦合系数作用下,当脉冲数目达到180次轨道偏心率为0.071时,基于此文的条件可实现近地轨道小尺度空间碎片的有效移除。预期成果可为高能激光移除近地空间碎片技术的应用提供技术指导。     

光纤激光频谱组束的仿真研究

基于利用透射体布拉格光栅 准直透镜所设计的非相干组束方案,建立了光纤激光组束的理论模型.依据所建模型,对光栅的组束效果进行了分析.结果表明:最佳组束时,不同的光栅厚度须选择不同的光栅参数;随着光栅厚度的减小,满足最佳组束条件的空间频率和折射率调制将逐渐增大;在折射率调制和空间频率不变的情况下,随着光栅厚度的减小,角或谱的选择性逐渐增大;随着光束发散角和光谱宽度的增大,衍射效率逐渐减小.     

一种克服色度色散影响的四倍频光毫米波信号产生方法

提出一种克服色度色散影响的四倍频光毫米波信号产生方法。该方法使用一个双驱动马赫曾德尔调制器,通过调整上、下两路射频信号的相位差、直流偏置点、调制系数以及基带信号增益,将数据信号仅调制到四倍频光毫米波信号的一个2阶边带上传输,解决了色度色散引起的码元走离问题,有效增加了传输距离。理论分析和仿真实验结果表明,信号在光纤中传输120 km后眼图仍然十分清晰,经过60 km传输后的功率代价约为0.45 dB。另外,基于频率再用技术,没有调制数据的另一个2阶边带信号还可以作为全双工光纤无线通信(RoF)系统的上行链路光载波,简化了基站配置。仿真实验结果表明,双向2.5 Gbit/s数据信号在光纤中传输40 km后,功率代价小于0.6 dB。     

改进的环形腔双包层掺Tm3+光纤激光器

设计了一种改进的环形腔双包层掺Tm3 光纤激光器.通过分析准三能级系统的再吸收损耗并对比实验结果,获得了双包层掺Tm3 光纤激光器的阈值功率和热平衡时反转粒子的数量;研究了所设计的环形腔双包层Tm3 光纤激光器的稳态特性,仿真结果表明:环形腔结构下,整个光纤都处于高泵浦状态之中,且随入射功率的增加,泵浦功率增加更明显;在光纤长度不变的情况下,二色镜最佳反射率随泵浦功率的增加逐渐增大;在二色镜反射率不变的情况下,随泵浦功率的增加,最佳光纤长度逐渐增加.     

双音调制星间微波光子链路信号噪声失真比优化

建立了包括光源、马赫曾德尔调制器、掺铒光纤放大器和光电探测器的双音调制星间微波光子链路模型。利用贝塞尔函数展开、傅里叶变换/反变换和Graf加法定理,推导出探测器输出信号的严格通用解析解,考虑三阶交调失真的影响,得出信号噪声失真比（SNDR）的表达式。着重分析了在不同调制方式下SNDR、基波和三阶交调信号功率随射频输入功率的变化情况。数值计算结果表明:SNDR、基波和三阶交调信号功率随射频输入功率的增大先增大后减小,存在最优的射频输入信号功率使SNDR达到最大。相同射频输入功率条件下,双边带调制SNDR大于单边带调制,适合星间微波光子链路应用。     

多线程技术在条纹采集中的应用

基于多线程技术的光栅条纹实时采集采用MFC AppWizzard创建程序框架并自动生成主线程.并编写捕获标志信号程序,自定义消息.编写消息处理函数,在消息映射中加入代码,自定义消息映射.用主线程的初始化函数创建并启动采集线程,设置线程的相对优先级.采集线程捕获帧数据标志信号并发送到主线程,主线程收消息,执行相应的处理.线程的同步由数据转存法实现,从而实现光栅条纹实时采集.     

大量程纳米级光栅干涉位移测量

针对传统光栅干涉仪中测量范围和分辨率难以同时提高的问题,提出利用单根大长度、低线数光栅实现大量程、高分辨率位移测量的方法.首先利用长度400mm,栅距10μm计量光栅的±5级衍射光生成条纹图,实现了条纹的10倍光学细分.然后提出一种基于傅里叶变换时移特性的条纹细分新方法,利用相邻两帧条纹图同一位置处相位的变化实现了高达1000倍的条纹电子细分.在此过程中,针对能量泄漏对傅里叶变换法相位提取精度的影响,提出条纹图整周期裁剪的方法,使条纹细分精度至少可达到1/1000条纹周期.仿真和实验结果表明,系统具有纳米级的分辨率和优于10nm的测量精度.