高功率线阵半导体激光器光纤耦合实验研究

通过分析高功率线阵半导体激光器(DL)的激光输出特性,设计了一套光束变换装置,可将10 mm宽的线阵DL激光耦合进单根光纤中.变换过程如下:首先用微柱透镜对DL的快轴方向准直,然后利用微台阶反射镜,通过提高慢轴方向光束质量而降低快轴方向光束质量的方法,使得线阵DL两个方向的光束质量相近,从而可以汇聚成一接近圆形的光斑,再用聚焦透镜耦合进单根光纤中.在实验中实现了将输出功率为42 W的连续线阵DL的输出激光耦合进一根芯径为1 mm,数值孔径NA=0.38的光纤中,光纤输出激光功率为连续25 W,整个光束变换系统的耦合效率为59.5%.     

计算机与光学相结合的动态彩虹全息研究

提出一种将数字全息术和传统光学全息结合的方法制作动态全息图。首先通过三维扫描仪获得实际三维物体不间姿态的物光分布数据,然后利用计算机全息技术获得高质量的二步彩虹中的主全息图H1,最后再用光学的方法得到彩虹全息图。该技术充分利用了计算全息技术的灵活性,同时解决了视角和白光再现的问题,获得了较好的实验结果。     

体视全息照相的简化设计

设计一简单的线阵透镜照相机，和彩虹全息术相结合进行自然场景的立体记录与显示。较详细地分析了它的原理并给出了实验结果。     

真彩色动态全息图制作的新方法

提出了一种用计算机制作真彩色动态全息图的新方法。获取物体动作的颜色和三维坐标信息,用计算机模拟物光波;基于计算全息的原理和全息图的物像关系,设计分色全息图和体视对的计算参数,算出含体视对的分色菲涅耳全息图;将三分色菲涅耳全息图光学再现,使所有体视对再现像能在某一位置重合;光学方法记录各动作的重合像,制得彩虹全息图。白光下,通过移动双眼位置,能见真彩色动态效果。此方法避免了繁杂的光路,得到了高质量的分色全息图,并解决了再现像难于重合的问题。     

出纤功率30W的激光二极管线列阵光纤耦合器件

用一根柱透镜对大功率半导体激光器线列阵输出光束的快轴方向进行准直,准直后的光束耦合到光纤列阵中.大功率半导体激光二极管线列阵的输出功率为40W,线列阵有19个发光单元,每个发光单元的发光区面积为100μm×1μm.大功率激光二极管线列阵耦合后出纤功率为30W,耦合效率为75%,光纤的数值孔径为0.11.     

出纤功率30W的激光二极管线列阵光纤耦合器件

用一根柱透镜对大功率半导体激光器线列阵输出光束的快轴方向进行准直 ,准直后的光束耦合到光纤列阵中 .大功率半导体激光二极管线列阵的输出功率为 4 0 W,线列阵有 19个发光单元 ,每个发光单元的发光区面积为10 0μm× 1μm .大功率激光二极管线列阵耦合后出纤功率为 30 W,耦合效率为 75 % ,光纤的数值孔径为 0 .11     

基于CATIA的互补色体视动画设计

体视动画是具有深度感的体视图序列.应用3DSMAX制作机械类体视动画比较困难,也不够精确.本文应用CATIA人机模块及录屏软件快速获取了某铁路轮轨系统的“左红”、“右绿”透视动画,并在After Effects环境下合成为互补色体视动画.     

半导体激光线阵弯曲矫正方法的理论分析与实验

半导体激光线阵(LDB)在制作和封装过程中会发生弯曲,从而引起发光弯曲,即"smile",这影响其在抽运固体激光和外腔半导体激光阵列线宽窄化中的使用.利用平凸柱面镜在一定程度上可矫正半导体激光线阵的"smile".通过几何光学方法对平凸柱面镜矫正半导体激光线阵的"smile"进行理论分析,利用不同焦距平凸柱面镜对不同半导体激光线阵的"smile"进行矫正,并通过ORIGIN软件对"smile"的矫正进行模拟,其结果与实验相吻合.结果显示,抛物线状"smile"矫正效果很好,相对矫正量高达90%,选择合适小焦距平凸柱面镜对"smile"矫正较明显且模拟误差小,修正透镜焦距参数可减小误差.     

用多次曝光全息透镜的多缝一步彩虹全息术

为克服彩虹全息术中狭缝的存在对物视场的限制,Q.Z.Shan和A.Beauregard等人研究了无狭缝一步彩虹术。他们成功的实验演示为彩虹全息术开辟了一条新途径。而后国承山对综合狭缝像的定位进行了分析和验证。然而这种全息图的记录须均匀移动待摄漫散物或者成像透镜,给实际应用带来限制。[4,5]报道了用多次曝光全息透镜(MEHL)实现无狭缝彩虹术以及作散斑图像编码的技术。由于它无须移动待摄物体或成像透镜,因而可推广到彩虹全息术的各种实际应用中。本文给出了用MEHL的多缝一步彩虹术的新技术,它可应用于彩色图像的存贮、黑白图像的等密度假彩色编码以及二图像的彩色相加减。作为实验验证,给出了二图像彩色相加减的实验结果。     

合成狭缝可移动的彩虹全息术的研究

本文提出一种合成狭缝可移动的彩虹全息术．若三维漫射体在（Ｘｏ，Ｙｏ）平面内平移照明物体的单色平面波处于（Ｘｏ，Ｚｏ）平面内则在透镜后你面上出现调制物光波复振幅分布的ｓｉｎｅ函数，其中心位置决定于物体平移的方向和照明物体的单色平面波在Ｘｏ方向的空间频率，从而实现合成狭缝可移动的彩虹全息术。     

"神光-Ⅱ"装置靶面均匀辐照系统的优化设计

利用小透镜列阵均匀化技术 ,针对“神光 Ⅱ”出射光束近场光强特殊分布 (有大面积光强为零的区域 )的情况 ,通过对主聚焦透镜及小透镜列阵组合系统的优化设计 ,实现了靶面光强的大光斑均匀辐照 ,并利用其驱动平面铝靶 ,获得了具有大范围良好平面性的冲击波发光信号。     

双体视对真彩色彩虹全息图

双体视对全息图具有单体视对全息图的立体视感 ,又似组合全息图具有简单的组合动感 ,不仅有很强的艺术观赏性 ,而且能用于有效防伪。文中介绍彩虹真彩色双体视对全息图的制作技术及效果     

基于透镜阵列的眼科准分子激光光束整形与匀光系统

为提高屈光手术中准分子激光的能量利用率和光斑均匀性,设计了一套由双排透镜阵列和会聚透镜组成的准分子激光光束整形与匀光系统。借助近轴光学计算发现,通过调节双排透镜阵列的间距可以改变聚焦光斑的尺寸,通过调节透镜阵列与会聚透镜之间的距离可以改变光学系统的整体长度而不影响聚焦光斑的形态。利用光线追迹方法对该系统进行了模拟分析,在会聚透镜像方焦平面上获得了呈均匀分布的方形聚焦光斑,并给出了聚焦光斑尺寸随双排阵列透镜间距的变化过程。分析了接收面离焦对光斑尺寸和能量分布产生的影响,指出所设计的光束整形与匀光系统可以满足准分子激光屈光手术对激光光斑质量的要求。     

Holographic optical switching: the “ROSES” demonstrator

The design, assembly, and performance of a prototype 1×8 free-space switch demonstrator using reconfigurable holograms are reported. Central to the switch fabric is a ferroelectric liquid crystal (FLC) on silicon spatial light modulator (SLM) deposited with a 540×1 array of highly reflective and planar mirror strips. The input and output ports of the switch are fabricated as a linear array of silica planar waveguides connected to single-mode fibers, and the holographic beam-steerer operates without the need for adjustment or dynamic alignment. The waveguide array and the single Fourier transform lens for the 2f holographic replay system are housed in an opto-mechanical mount to provide stability. The switch operates at 1.55 μm wavelength and has a designed optical bandwidth of >60 nm. The first measured insertion loss and crosstalk figures are 16.9 dB and -19.1 dB, respectively. Improvements in SLM performance, the use of new addressing schemes and the introduction of better alignment techniques are expected to improve these figures considerably. The preliminary performance of a 3×3 optical crossconnect is also presented to show that this technology is scalable to N×N switching fabrics     

线阵光纤激光相干合成角度扫描控制方法研究

基于光的干涉理论,对多芯线阵光纤激光通过相干合成进行角度扫描的原理进行了研究。利用相干合成模型,用MATLAB分别对信号无噪声与含有随机相位噪声时的合成效果进行了数值仿真计算,分析了通过主动相位控制对合成光进行角度扫描的可行性;基于MOPA结构光纤激光线列搭建了相干合成角度扫描控制系统。通过实验验证了在多路光纤激光完成锁相后,若依次等比改变各芯激光的相位可以实现主极大条纹连续的角度扫描,扫描范围与模型中计算所得结果基本一致,实验结果与理论计算相符。该方法的探索研究对线列光纤激光的相干合成应用拓展有一定的指导意义。     

编码法制彩色动态全息

为了获取高质量的彩色动态全息,采用计算机编码的方法,提出了一种制彩色动态全息的新方法。根据色度学和采样原理, 将任一分动作物点分解为红、绿、蓝三基色物点,计算编码调整三基色物点的位置,使它们对应的含体视对的3张分色全息图放置在同一平面上, 经共轭光再现后,所有体视对的再现像能在空间上完全重合,并记录重合像与参考光干涉后的彩色全息图。结果表明,彩色全息图经再现后,随着人眼位置的移动,可见不同的动作像,从而实现彩色动态效果。此方法能有效解决彩色动态全息图再现像难重合、对实验条件要求高的问题;且操作简单易行,能有效避免一些不必要的噪声,在3维显示方面具有较好的应用价值。     

一种基于立体视邻接帧时空相关性的最小代价函数帧估计算法

为了在立体视频序列编码中获得高的压缩率,需要对立体视频序列中一个视的序列按传统方法进行独立编码;另一个视的序列中,只对其中一些参考帧(I帧或P帧)按视差补偿预测的方法进行编码,其余帧不进行编码和传输,而在解码端用立体视帧估计的方法得到重建.本文提出了一种基于立体视中邻接帧在图像、视差场和运动矢量场之间高度相关性的方法.对于因遮挡而缺乏估计的区域,则结合了图像强度的连续性和运动,视差矢量的分布特性,构造了代价方程并估计出该部分的运动矢量及强度值.实验证明,重建出来的帧图像在视觉和信噪比意义上均具有较好的效果.     

基于柱透镜的非成像式激光定向方法

探测报知激光威胁源的方向是激光告警必不可少的一项技术指标。针对目前的告警系统的缺点,提出了一种基于柱透镜的高精度激光告警方法,并采用非成像方式对来袭激光进行定向。系统由两个相互垂直的线阵结构组成,线阵结构包括柱透镜组与线阵红外焦平面阵列。告警系统通过来袭激光在线阵焦平面阵列上线斑的偏移量来确定入射激光的水平方位角和俯仰角,从而达到对来袭激光进行定向的目的。文中阐述了该方法的基本原理及系统的结构组成,进行了误差分析,并对光学系统进行了仿真实验。实验结果表明:基于该方法的激光告警系统的视场角达到16。该方法对激光告警系统在汽车、飞机以及卫星上的应用具有十分重要的指导意义。     

脉冲/连续高功率激光光斑分布阵列探测器

通过测量发射到远场的激光功率密度时空分布给出所需要的到靶总功率、光束质量、桶中功率、功率时间曲线等关键指标参数,是目前准确评价激光系统性能的重要技术手段。介绍了一种基于光电探测器阵列实现近红外脉冲激光功率密度时空分布的测量方法,可以实现900~1700 nm波长、动态范围大于2000倍的激光光斑参数测量。该阵列探测器具有测量面积大、单元一致性好、测量精度高等特点,并可同时实现脉冲和连续激光参数测试要求。给出了阵列探测器的总功率测量结果,测量值与激光器输出功率偏差在5%以内,且激光光斑分布测量结果准确可靠。该阵列探测器已在多套激光系统的参数测试中得到成功应用,可以作为响应波段内的脉冲/连续激光光斑参数测试一种有效技术方案。