父脉冲参数对飞秒脉冲相干合成质量的影响

利用解析方法研究了父脉冲参数对合成脉冲宽度和质量的影响。研究结果表明,两个父脉冲具有相近的脉冲宽度和脉冲能量时,合成脉冲的时域质量较高。减小父脉冲时域宽度可以有效减小合成脉冲基底。为了验证这一相干脉冲合成的优化方法,在不同的非线性光纤中,对分束后的掺镱光纤飞秒激光器的输出脉冲分别进行非线性频率变换,获得了两个小于30 fs的脉冲,再将二者进行相干脉冲合成,获得了合成脉冲宽度为8 fs的少周期脉冲。     

采用啁啾光纤光栅补偿带啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输的色散

利用啁啾光纤光栅,对带啁啾的超高斯脉冲的色散补偿特性进行了理论分析和数值模拟。数值模拟结果表明,光脉冲在普通单模光纤中传输了一定距离后,由于色散的作用,脉冲发生展宽,超高斯脉冲比高斯脉冲展得更宽。若初始脉冲含有啁啾,展宽后的脉冲还出现小调制。用啁啾光纤光栅进行色散补偿后,高斯型脉冲能够较好的恢复初始脉冲形状,带啁啾的超高斯脉冲的脉宽可恢复到接近初始脉冲的宽度,但脉冲形状发生了畸变,并出现了旁瓣,脉冲峰值功率与超高斯脉冲阶数和啁啾参数有关。     

脉冲激光沉积法制备无机发光薄膜的研究现状

阐述了脉冲激光沉积法的基本原理、特点及其应用。分别介绍了超快脉冲激光沉积法、双光束脉冲激光沉积法、脉冲激光气相沉积法、脉冲激光液相沉积法、脉冲激光诱导晶化法、直流放电辅助脉冲激光沉积法、脉冲激光分子束外延法的原理及最新研究成果。展望了脉冲激光沉积法制备无机发光薄膜的发展趋势。     

基于光纤环形镜的全光脉冲整形器

提出了一种基于光纤环形镜的全光脉冲整形器。该全光脉冲整形器利用波分复用器将控制光脉冲引入光纤环形镜中，控制光脉冲由于交叉相位调制在信号光上产生了非线性附加相移。信号光在耦合器中发生干涉，经过整形的信号光脉冲从脉冲整形器的出射端出射，信号脉冲的波形由非线性附加相移的波形决定。实验中．利用对控制脉冲光谱整形和啁啾展宽的方法来对控制脉冲进行时间脉冲的整形，该全光脉冲整形器实现了对单纵模激光的脉冲整形，同时实现了飞秒脉冲和单纵模整形脉冲的精确同步。在理论上数值计算了该全光脉冲整形器的输出特性，理论计算结果和实验结果相一致，并为“快点火”实验提供了一条可行的技术途径。     

一种脉冲控制的可变频率脉冲声发生器设计

实际测量中经常用到脉冲声,脉冲声源的机动性因此变得非常重要。研究了一种频率可控的脉冲声生成技术,介绍了脉冲声的设计方案和脉冲声的产生机理,设计了一种能够产生不同频率和不同发声时间的脉冲声信号的脉冲声声源装置。     

飞秒激光产生与放大技术

介绍了飞秒激光的发展和相关的应用。重点讨论了产生飞秒激光脉冲的几种方法;激光脉冲色散的物理机制及补偿方法;获得变换极限脉冲的条件等。还介绍了超短超强激光脉冲的放大与压缩技术,获得高功率窄脉冲的基本条件和啁啾脉冲放大原理;详细地讨论了基于非线性效应实现高信噪比、宽光谱、高效率脉冲放大的光参量啁啾脉冲放大技术,在飞秒激光脉冲放大中的应用和发展前景。最后还阐述了阿秒光脉冲产生与测量的新技术。     

用时间域滤波的方法改善高能飞秒激光脉冲的质量

从理论上分析了非线性折射率引起的脉冲自位相调制对超短脉冲的影响。提出用时间域滤波改善飞秒激光脉冲质量。针对这一新的方法进行了数值模拟分析。研究结果表明时间域滤波可使系统输出脉冲变窄 ,并提高了脉冲峰值功率 ,有效地提高了脉冲的质量     

直接相位调制产生线性啁啾脉冲特性研究

直接相位调制可产生带宽可调的线性啁啾脉冲,可作为种子源用于啁啾脉冲放大系统中。对线性啁啾脉冲的产生过程以及啁啾脉冲在光纤中的传输放大过程进行了数值模拟与实验研究,实验获得了底宽为500 ps,带宽为0.69 nm的线性啁啾脉冲。在此基础上提出一种全新的产生冲击点火种子脉冲的方式,即对光脉冲的局部进行调制与压缩以获得高对比度的种子脉冲,并对其进行了实验验证。实验中将一方波脉冲经调制压缩为对比度为2∶1的阶梯脉冲,验证了该方法产生冲击点火种子脉冲的可行性。该方案为未来多种脉冲类型输出的惯性约束聚变(ICF)驱动器光纤前端系统的研制打下了研究基础。     

一种可程控调制脉冲电源模块的研制

脉冲电源是脉冲制式供电方式装备必不可少的供电电源。本文对脉冲电源特点及主要参数的影响原因进行分析,给出了一种脉冲电源的电路方案。重点分析输出脉冲电压跌落幅度产生原因及解决方法,总结了实用的脉冲电源工程设计方法。     

基于Householder变换的正交PSWF脉冲设计

传统的Schmidt方法对椭圆球面波函数（PSWF）脉冲组进行正交化时,脉冲组的最大互相关值受脉冲个数的影响,同时还存在计算复杂度高的问题。针对上述问题,提出了基于Householder变换的正交化方法,通过将PSWF脉冲离散化,再依次对各离散的PSWF脉冲进行Householder变换,实现了对PSWF脉冲组进行QR分解,并得到新的正交PSWF脉冲组。仿真结果表明,与传统Schmidt方法相比,基于Householder变换的正交化方法使得脉冲组的最大互相关值从10-4降低到10-11,改善了脉冲组的正交性能,突破了脉冲组在脉冲个数的限制,并降低了计算复杂度,同时能够保持PSWF脉冲带内能量集中度高的优势。     

超宽带脉冲产生电路的研究与设计

在UWB脉冲信号发生器的研制中,通过分析UWB脉冲波形的特征,以一阶高斯脉冲为设计目标,提出了一种以振荡源、储能元件和高速开关为主体的UWB脉冲产生电路系统模型,并且在实际电路中设计了不同的实现方式。利用复杂可编程器件(CPLD)为UWB脉冲发生模块设计了脉冲时序触发电路。针对脉冲的产生方案,设计了一种利用雪崩晶体管产生UWB脉冲的电路,实际测试得到了1 ns以内的窄脉冲;与此同时设计了一种基于阶跃恢复二极管的UWB脉冲发生电路,在PSpice中仿真得到了宽度约400 ps的UWB脉冲信号。仿真结果表明,PSpice建立的SRD模型符合理论分析,设计的UWB脉冲信号发生电路也完全满足在超宽带引信上使用的需求。     

基于雪崩三极管的高重频高稳定度脉冲源研究

基于雪崩三极管的脉冲源具有稳定度高、脉冲窄、上升时间短等优点,分析了雪崩三极管脉冲源稳定度的影响因素。采用适当的优化措施提高了稳定度指标,设计了高稳定度的雪崩三极管脉冲源,脉冲峰值电压1500V(50Ω负载),脉冲宽度1ns,上升时间200ps,具有很高的稳定度指标:短时抖动小于30ps,长时漂移小于100ps/min,峰值电压和脉冲宽度抖动小于1%。通过对改进脉冲电路的充电形式,实现了重复频率为60kHz的脉冲输出。     

光纤中双脉冲传输的频率啁啾及脉冲压缩

对双脉冲在光纤中传输时所满足的非线性耦舍方程进行了理论分析和数值计算,求得了脉冲演化时啁啾参量的一般表达式。结果表明,利用交叉相位调制效应压缩光脉冲时,无论泵浦脉冲还是信号脉冲,其线性源啁啾都对光脉冲的压缩产生重要影响。在泵浦功率一定的条件下,选取负啁啾的泵浦脉冲和正啁啾的信号脉冲易于获得更短的压缩光脉冲。     

脉冲相位法用于复合材料层析检测的研究

为了提高脉冲热像无损检测技术对复合材料缺陷的检测能力,研究了脉冲相位法用于复合材料层析检测的可能性。介绍了利用脉冲相位法对脉冲热像图进行数据处理的原理,进行了CFRP层板的脉冲相位法检测实验,并从传热学角度对实验结果进行了分析。实验证明脉冲相位法用于复合材料的层析检测是可行的。     

光子晶体光纤中基于交叉相位调制的脉冲压缩

为了研究飞秒双脉冲在光子晶体光纤不同色散区的非线性传输过程,采用分步傅里叶方法求解耦合的非线性薜定谔方程组,并进行了理论分析。讨论了不同抽运功率、不同抽运脉冲啁啾参量以及不同脉宽比对信号脉冲压缩的影响。结果表明,基于交叉相位调制效应,弱信号脉冲不仅能够被压缩,而且光纤存在最佳压缩长度。增大抽运脉冲输入功率,选取正啁啾抽运脉冲,可以得到更大的信号脉冲压缩因子,同时最佳光纤长度减小。另外,不同的脉冲宽度对信号脉冲的压缩产生大的影响,较窄脉宽的抽运脉冲易于产生较短的压缩信号脉冲。这一结果对用光子晶体光纤压缩弱信号脉冲提供了理论参考。     

复合脉冲深度激光打孔的实验研究

为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物主要靠高峰值功率密度的激光脉冲串,并研究了脉冲能量、脉冲宽度、打孔方式等不同激光参量下的激光打孔效果。结果表明,与长脉冲激光单独激光打孔相比,复合脉冲激光打孔能大幅减小穿孔时间,对脉宽2ms、单脉冲能量2.9J的长脉冲,复合脉冲打孔速率提高2.3倍,所需能量减少20%,且脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,打孔速率越快。此研究为复合脉冲打孔的激光器选择提供了依据。     

利用高双折射光纤的色散效应产生微波脉冲

研究了一种基于啁啾高斯脉冲在高双折射光纤中的光学色散效应和干涉产生微波脉冲的新方法，推导了啁啾高斯光脉冲在经过色散延迟后产生的微波频率的解析表达式。输出的微波频率可以通过选择不同的光学系统参数和啁啾高斯脉冲参数实现控制。研究了不同啁啾参数对输出脉冲强度、脉冲持续时间和脉冲频率的影响，结果表明，输入脉冲啁啾参数的引入不仅可以提高输出脉冲的持续时间，还可以使所需脉冲频率实现约10％的可选范围。     

固态LTD的脉宽叠加技术仿真

针对脉冲电磁场生物医学应用中所需求的高电压大电流宽范围脉冲问题,文中采用脉冲叠加的方案设计了一种长脉宽固态直线型变压器驱动源(Linear Transformer Driver, LTD)。该LTD脉冲发生器为了突破脉冲变压器伏秒积限制下的脉宽范围,采用并联叠加的方式增加输出脉宽。设计了脉冲变压器的复位电路,提高了LTD输出脉冲占空比,能够实现最少支路LTD的多次脉冲叠加。通过Pspice搭建仿真电路模型进行仿真实验,结果表明在单匝脉冲变压器伏秒积为146 V·ms的情况下,实现单级电压为300 V,脉宽为1.6μs的脉冲输出,为其原伏秒积的3倍,且所提方案能够通过增加叠加脉冲个数来实现更宽范围的脉冲延长。     

超短光脉冲产生和传输问题的时空类比

运用时空类比的方法讨论了超短光脉冲的产生和传输的问题。将光栅衍射类比超短脉冲的形成,讨论了脉冲形状和伴脉冲的出现;用光束横截面在自由空间传播的衍射扩散类比超短脉冲在群速度色散介质的传输效应,分析了脉冲加宽、啁啾以及用位相共轭镜进行补偿的可能性。     

基于PSD器件的脉冲激光三角法测距系统设计

脉冲激光三角法测距将半导体脉冲激光技术和PSD器件技术的优点相结合,特别适合应用于激光近炸引信等近场探测领域。本文提出了“脉冲激光三角法”这一测距技术方案,使用脉冲激光二极管作为激光源,利用PSD器件在激光脉冲激励下的脉冲堆积现象,实现了脉冲激光二极管与PSD激光三角法测距的结合。文章最终完成了脉冲激光三角法测距系统原理样机的设计与联调,测距精度优于10cm.