入射角度对激光诱导水等离子体声信号特性的影响

开展了入射角度对1064 nm纳秒激光诱导水下等离子体声波信号特性影响的研究,结果表明:当激光垂直入射时,激光诱导水下等离子体声波信号强度最大;随着入射角度增大,激光诱导水下等离子体声波信号强度逐渐减弱。由等离子体发光图像可知,激光诱导水下等离子体产生了多次聚焦。随着入射角度增大,水等离子体长度逐渐增加,等离子体腔体半径逐渐减小,且水等离子体发光辐射强度逐渐变弱。这是因为空气-水界面处的光学折射效应导致透镜的等效焦距变大,延长了聚焦透镜的瑞利长度,从而使激光诱导水下等离子体声信号的强度变弱。研究结果对激光水下声波探测以及激光通信具有重要意义。     

非线性光学及其器件

用斜入射方法并考虑了激光被折射和 P 极化激光的共振吸收,计算了碳纤维靶的等离子体状态和激光增益。激光斜入射获得的类 H-碳的 n=2、3跃迁的激光增益系数,比按垂直入射的计算的值略大,但是,增益系数的空间分布变得更窄。激光增益发生在更靠近靶的外表层。参6     

激光斜入射角度对衍射对刀精度的影响

激光衍射对刀是通过检测激光衍射条纹峰值点间距来进行对刀间隙测量的方法。但是检测装置中装夹误差的存在会使得入射激光相对于成像光轴呈现斜入射状态,进而对对刀间隙检查结果及对刀精度产生影响。为了研究斜入射角度对衍射对刀精度的影响规律,建立了激光斜入射的衍射光强计算模型和峰值点间距误差的计算模型,进而给出了激光斜入射角度计算模型;理论结合实验分别提出了通过检测中央衍射条纹光强峰值点位置和两个一级衍射条纹峰值点间距综合进行激光斜入射角度校正的方法;根据具体实验工艺条件,确定了入射激光的最佳倾斜角度工艺调整范围,为有效提高激光衍射对刀精度提供了依据。     

不同角度激光打靶下的光谱结构研究

通过分析不同角度激光打靶条件下等离子体的辐射特性,发现在相同激光辐照功率密度下,激光垂直辐照等离子体产生铝的LPX强度要比激光斜入射辐照时明显增强,其中类氢离子跃迁线强度增长最为明显。实验结果还表明,激光斜入射辐照时LPX源沿靶面法线方向的尺寸变大,谐线变宽。     

斜入射条件下角锥棱镜光学特性分析

角锥棱镜具有严格的后向反射特性。激光斜入射条件下,会造成角锥棱镜有效反射面积的减小及附加光程差,对激光主动探测及激光精确测距产生影响。利用几何光学原理,建立了斜入射条件下角锥棱镜有效反射面积数学模型,针对激光精确测距要求,推导了附加光程差与入射角的关系。理论分析及数值仿真结果表明,激光主动探测系统回波功率随入射角的增大而减小,不同的入射方位角对应不同的最大可探测入射角。对于给定的角锥棱镜,测距精度随入射角的增大而减小,在角锥棱镜最大允许入射范围内,测距精度误差可达2.85 mm。这对角锥棱镜的设计和实际应     

入射角对"猫眼"目标特性的影响

激光雷达截面(LRCS)能够综合表征目标激光散射特性,在激光主动探测系统论证设计、探测性能估算中有广泛的应用.从LRCS定义出发,建立了正入射与斜入射条件下离焦"猫眼"目标的LRCS模型,得到了正入射与斜入射条件下离焦"猫眼"目标的探测距离计算公式,讨论了目标LRCS及主动探测距离随入射角和离焦量变化的规律,对入射角和...     

电磁波斜入射到等离子体中反射特性分析

结合等离子体隐身技术在飞行器上的应用,讨论了电磁波斜入射到分层均匀的非磁化等离子体中的反射情况。根据波阻抗匹配原理,推导并得出了多层等离子体覆盖金属平板的反射系数。在不同等离子体电子密度分布下,当入射电磁波频率变换时,应用数值分析的方法得到了反射损耗随入射角变化和等离子体温度变化的规律,为等离子体隐身技术在飞行器和导弹上的应用提供了一定的依据。     

激光等离子体声信号特性

为了对激光等离子体声信号特性进行深入研究,构建了激光声实验系统。使用波长1.06 mNd:YAG 脉冲激光聚焦击穿水介质产生激光等离子体声信号,使用水听器对信号进行接收,通过高速摄像机对信号产生过程进行了记录。分析了激光等离子体声信号的时频域特征。从理论上研究了激光等离子体声信号的指向性和传输特性,并进行了实验验证。研究结果表明:激光等离子体声信号时域脉宽为15 s 左右,频带宽度为200 kHz,主频在70 kHz 左右。信号在不同传输角度上的幅度差异很小,按照近似1/r 的规律衰减,传输过程中主频逐渐减小。     

线聚焦激光辐照靶时的离子发射特性

本文研究线状聚焦激光打靶时的离子发射特性.与点状聚焦时相比,线聚焦情况下离子发射的各向异性更为突出.当入射角α=22°时,离子信号明显比α=45°时所发射的信号大.这主要是共振吸收的结果.     

金属腔量子阱红外探测器共振波长的角度依赖性

测量了金属腔量子阱红外探测器在斜入射条件下的光电流谱,斜入射条件分为入射面垂直于器件长轴和平行于器件长轴两种情形.从实验和理论上研究了金属腔共振模对入射角度的依赖性.实验结果表明:入射面垂直于器件长轴时,腔模共振波长不随入射角度变化;入射面平行于器件长轴时,腔模共振波长随入射角度变大而向短波移动.测试结果和推导出的共振...     

一种纵向共振光声池谐振频率测量方法

为了快速准确测量共振光声池的谐振频率，采用基于共振声谱的光声池谐振频率测量法，搭建了光声光谱检测系统和共振声谱检测系统。对影响测量准确性的因素进行了实验分析。在不同气体体积分数的情况下，分别采用共振声谱法和光声信号强度标定法测量光声池的谐振频率。结果表明，共振声谱法测量的光声池共振频率与声信号激励电压、声源传播距离及角度无关；在5种不同体积分数的乙炔气体条件下，所测得的光声池谐振频率与通过光声信号强度法的结果最大偏差为1.1Hz，可认为两种方法测量结果具有一致性。该方法简单快速、可靠和准确，可用于确定光声池谐振频率。     

激光检测乙烯浓度的光声光谱效应研究

为了解决生物医疗、石油化工行业微量乙烯浓度难以检测的问题,采用CO2激光击穿装有乙烯气体的光声池产生光声光谱效应,进行了微量乙烯浓度的检测,设计并优化了光声池尺寸,研究了激光谱线10P(16)和10P(18)与乙烯吸收系数、乙烯气体浓度与光声信号之间的关系。结果表明,光声光谱气体检测系统的共振中心频率为833Hz,品质因数为20.8,光声池常数为2323Pacm/W;当激光功率为3.6W时,在两种激光谱线的照射下,光声信号与乙烯气体体积分数之间均成良好的线性关系,其线性拟合优度分别为0.99744和0.99802,系统的最低检测浓度可达0.9nmol/L。实验结果与理论分析相吻合,验证了光声光谱效应对微量乙烯浓度的检测具有良好的应用价值。     

CO-laser photoacoustic detection of phosgene (COCl2)

Detection of COCl₂, a highly toxic gas in chemical industry, using laser photoacoustic spectroscopy is presented. The spectrophone system used has a broad band LN₂ cooled CW CO laser as a source of radiation, which operates from 4.8–8.4 um in the mid-infrared. Using an extracavity open longitudinal resonant cell, absorption signals to about 30 CO laser lines in the 5.45 um region could be observed. detection sensitivity has been estimated to be ppb order.     

球形谐振腔表面结构对银的增强辐射性能

研究了球形谐振腔对单质银辐射特性的影响作用,结果表明在谐振腔的谐振波长处材料的吸收率有所增加。对于良导体Ag而言,吸收率光谱呈现出窄带吸收的特性,吸收峰的位置相对于理想导体形成谐振腔的谐振波长向长波方向偏移,这是由于趋肤深度的存在使得Ag构成的谐振腔等效于一个尺寸略大的理想导体谐振腔。探讨了吸收率随球形腔体的切入深度、腔体半径、点阵周期以及入射角和极化角等的变化关系。研究表明可以通过合理设计球形腔体的结构尺寸以获得最优的窄带吸收效果,这为窄带辐射器的制作提供了一种简单有效的方法。     

泵浦激光频率漂移对光声稳频信号的影响

在CO2激光泵浦的气体太赫兹源中,泵浦激光的频率稳定性控制问题十分关键。针对基于光声效应的泵浦源稳频技术,理论分析和数值模拟了光声信号的探测条件(光声腔内气压、传声器灵敏度等)对微弱光声信号检测的影响,进而对探测条件进行了优化。在此基础上,进一步分析了泵浦激光频率在气体吸收谱线中心频率附近漂移时光声信号的变化规律。结果表明:在实际工作中,为了实现高精度的稳频,需要将光声腔的气压控制在低压范围内,并采用高灵敏度的光声传感器;当泵浦激光频率产生漂移时,利用探测到的微弱光声信号通过反馈系统可以精确地改变激光器的腔长,以实现高精度的光声稳频,且频率漂移范围可控制在MHz量级以内。     

GaAs基量子阱谐振腔增强型光电探测器特性研究

通过对谐振腔增强型（RCE）光电探测器的理论分析和实验测试结果，证明对应不同光束入射角度， RCE光电探测器的模式波长按一定规律可调谐. 并给出当入射角度变化10°～60° ，模式调谐范围约为40nm，而谐振波长处的量子效率峰值及半高宽FWHM的变化与材料吸收系数紧密相关.     

The absorption and coupling of an electromagnetic wave incident ona microstrip circuit with superstrate

The absorption of an electromagnetic wave incident on a microstrip circuit covered with a dielectric layer is studied. The exact analytical expression for the plane-wave reflection coefficient at the air-superstrate interface of a four-layer model for a superstrate-loaded microstrip circuit is given. Numerical results illustrating the power absorption by the microstrip circuit and the electric and magnetic fields on the surface of the circuit as a function of wave frequency, superstrate thickness, superstrate permittivity, and incident angle are presented. It is found that the power absorption by the circuit at resonant frequencies increases with increasing superstrate permittivity. Higher superstrate thickness and permittivity can both cause more resonant power absorption peaks in the frequency spectrum. Significant intensities of electric or magnetic fields can also exist on the surface of the circuit for almost all the frequencies, which may couple to the circuit and cause malfunctions or interference. Details of the numerical results are presented     

用Z扫描技术研究Pd(mpo)2的非线性光学特性

为了研究一种新型功能配合物材料Pd(mpo)2的非线性光学特性,把二甲基甲酰苯胺(DMF)溶剂稀释的Pd(mpo)2溶液(浓度为0.75×10-4mol/L)作为待测样品,采用脉冲宽度为7ns,波长为532nm的激光束,对该样品进行了Z-扫描实验,测量了Pd(mpo)2材料的非线性吸收和非线性折射系数。实验发现,当入射光强很小时,其非线性吸收系数β=(1.916±0.016)cm/Gw,非线性折射系数γ0=-(3.153±0.048)×10-5cm2/Gw,且β和|γ|随入射光强的增大而线性减少。合理地解释了Pd(mpo)2的非线性光学特性产生机理:非线性吸收来自于近共振双光子吸收,而非线性折射是由于近共振双光子吸收造成的折射加强。非线性吸收和非线性折射系数随光强的增大而线性减少是近共振双光子吸收引起粒子数重新布居的结果。     

Optical in-well pumping of a semiconductor disk laser with high optical efficiency

Optical in-well pumping is shown to lead to highly efficient operation of semiconductor disk-lasers using resonant absorption or using external optics. Pump radiation absorption of 70% at 940 nm is demonstrated for a laser emitting around 980 nm. Laser output power was 1.9 W with slope efficiencies up to 35% based on the incident power.     

基于可调谐CO2激光器的SF6差分光声检测研究

为了对电力场所SF₆气体浓度进行有效监测,采用光声光谱气体检测技术,基于波长可调谐CO₂激光器,设计了一套大气环境下的SF₆痕量气体检测系统,并提出一种差分光声光谱技术以提升光声系统的检测灵敏度。结果表明,所设计的SF₆气体检测光声系统的共振中心频率为1066Hz,品质因数为32.04,光声池常数为89.74Pa·m·W-1;利用单谱线光声法,在激光谱线10P12处检测SF₆气体的灵敏度为0.06×10-6（体积分数）;采用差分光声光谱气体技术后,在激光谱线10P12和10P16处3W强度调制光的照射下,光声系统的灵敏度提升到0.02×10-6（体积分数）。差分光声光谱技术能有效降低噪声影响,提升光声检测系统的灵敏度,具有一定的实用价值。