不同光源对激光尘埃粒子计数器性能的影响

使用Beam Profile2350 光束诊断仪测量了氦氖激光和半导体激光两种典型光源的光束特性,并分析了将它们作为激光尘埃粒子计数器的光源时,其在光敏区所产生光场的不均匀性。同时讨论了光场不均匀对计数器性能的影响,计算了两种不同光源下,计数器计数效率和分辨比率的差异。结果表明,以半导体激光作为计数器光源时,光敏区的光强均匀性更好,计数效率更高,粒径的分辨比率较氦氖激光作用时提高了17 % ,增大了粒径的有效测量范围。     

光强均匀度与标准粒子信号分布关系研究

为了研究光敏区光强分布对粒子计数器标准粒子信号分布的影响,从理论上分析了光敏区光强概率分布和标准粒子信号幅度概率分布之间的关系,并建立了能统一描述光敏区光强分布均匀度和信号幅度分布均匀度的数学模型,此模型定量分析了光敏区光强均匀度对信号分布曲线的影响,同时也揭示了长期制约国产粒子计数器分辨能力的本质因素,并给出了实验验证.理论和实验结果表明,光敏区光强分布的不均匀性是影响计数器分辨能力的主要因素.     

激光颗粒计数器光敏区强度分布特性分析

提出了一种确定激光颗粒计数器光敏区强度分布的普遍方法。由于光敏区光强和颗粒在光敏区的位置有关,因此需要对其进行均匀化处理。对在激光焦平面内,照射面积作为光强的函数进行了分析,这对确定激光颗粒计数器的光学采样速率是重要的。     

距离选通式半导体激光夜视系统

距离选通式半导体激光夜视系统是采用高功率脉冲半导体激光器作为夜视系统的照明光源、以微光管作为接收传感器的主动成像夜视系统。介绍了半导体激光夜视系统中所采用的高质量脉冲半导体激光光源技术及距离选通技术。其中光束准直整形技术和改善光场均匀性技术是脉冲半导体激光夜视系统的关键技术。距离选通式激光夜视系统消除了脉冲激光带来的后向散射及杂散光的干扰,提高了接收信噪比,可获取清晰的夜视图像。实验证明采用距离选通式半导体激光夜视系统可在很差的气象条件下工作,并可获得清晰图像,作用距离达5 km。该系统不仅用于军事领域也可用于边防、公安、搜救、监控等其他领域。     

激光仿真系统中非理想光源的模拟方法

利用数值仿真的方法对激光系统进行研究时,一般使用理想的平面波或高斯波作为光源,而实际的激光传输系统光源通常不满足理想光束的条件,甚至具有恶劣的光束质量,从而造成仿真结果与实验结果存在很大的偏差.从波像差与光束因子的关系出发,讨论了非理想光束的一种数值模拟方法.该方法使用等效相位屏作为光源的初始像差,等效相位屏的强度与待模拟光源的光束质量有关.将该方法分别应用到平面波和高斯波,根据给定的因子仿真出光源的光场,然后计算光场的因子并与设定值进行对比.结果表明:该方法可以准确的模拟出具有给定因子的光源.     

光阑扩束均匀光源的理论分析

从理论上对光阑扩束均匀光源的传输一定距离后的光场分布进行了分析。数值分析了光阑的通光半径、传输距离、光束半径,对光束均匀性的影响,当光阑的通光半径小于光束半径的1/3时,输出光束的均匀性较好。     

波前分割DOE阵列半导体激光器光束的品字形整形

半导体激光器（LD）输出光束受工作电流、个体差异的影响,发散角、输出光强出现波动。常规衍射光学元件（DOE）的激光光束整形设计只针对特定的输入输出光场,使用宽容度比较小。文中在LD 的整形中利用DOE 阵列化的处理,输入光场被分割成许多小单元,不同强度的光重新在成像平面内预定的区域内叠加,实现对光束的整形。用均匀平面波设计阵列DOE 每个单元,把高斯分布的球面波整形成品字形光强分布,衍射效率为90.53%,均匀性大约为96%;发散角在快、慢轴方向上2~16的范围内变化,均匀性为95.8%以上、衍射效率为90%以上;在离焦量16 m 内,光束质量变化不大。阵列DOE 提高了LD 光束整形系统的稳定性。     

三波长合束高亮度半导体激光光源

半导体激光器以其突出的优点具有广泛的应用前景,但受光束质量限制,使其很难作为直接光源应用在对功率和光束质量均有较高要求的领域。采用斜45°柱透镜阵列光束整形技术、自偏振合束技术和三波长合束技术,将3种波长的8个半导体激光阵列合束,研制出一种连续功率为500 W、电光转换效率为39.5%、光参量积为12.44mm.mrad、亮度为42.8MW/(cm2.sr)的半导体激光光源,可作为直接光源应用于工业和国防等领域。     

激光尘埃粒子计数器信号幅度概率密度函数

为了研究激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布,对激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布与传感器光敏区光强分布、采样气流中的粒子数密度、气体层流速度分布之间的关系进行了理论分析。采用自行设计的带保护气套的光电传感器测定粒子计数信号幅度概率分布,给出的分布模型与理论分析相吻合。结果表明,尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布由传感器光敏区光强分布和粒子数密度空间分布共同决定,这为尘埃粒子计数器的设计提供了理论依据。     

基于微透镜阵列的高效率光纤耦合系统设计

光纤耦合是半导体激光器集成光源进一步改善输出光束质量和远距离传输的重要手段。然而,由于半导体激光器单管体积和散热的限制,合成后激光光源的输出光束光参量积仍较大,不利于与单根多模光纤的耦合;直接与光纤束耦合又受到光纤束填充比的限制。针对多个半导体激光器单管集成的光源,采用倒置前端光学放大系统,对合成光束直径进行压缩;并采用六方排列的微透镜阵列作为耦合元件,使其光瞳成像在光纤端面,从而实现微透镜与光纤的一对一耦合,得到理论无损耗的高效光纤耦合系统。为了改善光场边缘像差影响,采用空心光管进一步匀化光场分布,且减小了边缘光线的发散角,提高了边缘光线的成像质量,优化后的系统耦合效率达98%。这一系统利用微透镜阵列将光束分束、成像,克服了集成光源输出光束光参量积较大不易与单根光纤耦合的缺点;通过使微透镜的入瞳成像在光纤端面,且光纤束的排列与微透镜阵列排列相同,提高了光束与光纤束的耦合效率。     

高功率半导体激光器光束整形的设计和实现

为了使线阵半导体激光器光束能更好应用于激光远程无线电力传输,设计了基于光楔-曲面镜-棱镜组的线阵半导体激光束整形系统,采用数值计算方法,取得了系统中各元件的参量及理论整形效果。在此基础上加工出实物元件,搭建整形系统。实验中测得整形后的激光光斑尺寸为9.9cm×9.6cm,能量均匀度为68.9%,系统能量传输效率为71.3%,光束质量可满足接收端的光电池对激光空间均匀性的要求。最后分析了仿真系统与实验系统间产生差异的原因。结果表明,该系统可同时实现激光束阵列快轴和慢轴方向的扩束与准直,并能够调节输出光斑的形状及光强均匀度,且采用光学元件数量较少。光电池组件是激光无线电力传输过程的关键元件,该设计对激光转换效率的研究有较重要的实用价值。     

全内腔He-Ne激光器开机光强调谐曲线及激光器性能

虽然固体激光器和半导体激光器有很多优势,但在精密测量领域,He-Ne激光器仍然是制造高精度仪器最常用的激光器。在开始的升温过程中,He-Ne激光器经历了一段功率、频率、横向模式等不稳定的时间。文中全面、综合地报导了长期实验中得到的丰富的He-Ne激光器（一般和双折射双频激光器）开机光强调谐曲线,并以此作为判断激光器性能的依据,研究如何从曲线对激光器的参数做出推断。包括推断:激光纵模间隔,激光出光带宽,激光单、双纵模区宽度,子腔效应的程度等。     

半导体激光与氦-氖激光治疗带状疱疹性神经痛的疗效观察

目的:观察半导体激光与氦一氖激光治疗带状疱疹性神经痛的临床疗效.方法;将患者73例随机分为2组,半导体激光治疗组39例,采用半导体激光治疗;氦-氖激光治疗组34例采用氦-氖激光治疗.结果:半导体激光治疗组有效率为97.5%:氦-氖激光治疗组有效率为79.4%.两组比较差异显著(p＜0.05).结论:半导体激光照射治疗带状疱疹疗效较高.     

整形二元光学元件衍射效率的研究

设计了用于将He-Ne激光基模光束整形为环形光强分布的光束二元光学元件;并进行了实验分析,在实验中,主要改变输出面距BOE的距离L,测得输出面的衍射效率,并与数值计算相比对.     

激光热处理光束优化系统

激光束的光强分布以及光斑形状对激光热处理硬化层性能影响极大,一般要求光强均布的矩形光斑或宽带光斑;但是光强均布的激光束不一定产生均匀的硬化层,目前的激光热处理光束优化装置得到的是中间厚,两边薄的月牙形分布硬化层.为了改善激光热处理硬化层分布的均匀性,在分析国内外激光热处理光束优化系统研究现状及存在问题的基础上,提出了光束优化系统的两种方案,激光扫描环形光斑和线形光斑.建立了两种光斑温度场的数学模型,模拟了温度场分布.从理论上说明了两种方案能够改善激光热处理硬化层分布均匀性.     

低功率半导体激光血管外照射对血脂、血液流变学指标的影响

应用半导体激光血管外照射舌下、鼻腔处血管，结果显示其TC、CHOL、HDL及血液流变学指标明显好转。同时给出了与He-Ne激光血管内照射疗法比较。说明了低功率半导体激光血管外照射与He-Ne激光血管内照射具有相近的疗效，都能遏制高脂血、高粘血症及心脑血管等病的发生。     

激光对蚕豆幼苗紫外线-B辐射损伤的防护作用

用不同剂量的He Ne激光和CO2 激光辐射蚕豆 (ViciafabaL .)种子胚 ,对其幼苗进行丙二醛 (MDA)和抗坏血酸 (AsA)含量测定。结果发现He Ne激光的效果优于CO2 激光 ;He Ne激光的最佳辐射剂量为 5 4 3mW·mm-2 ,最佳辐射时间为 5min。先用He Ne激光辐射蚕豆种子 ,待其长至幼苗时 ,在光背景 (PAR) 70 μmol·m-2 ·s-1条件下 ,用 3 0 3kJ·m-2 UV B照射 7h/d ,然后对其超氧化物歧化酶 (SOD) ,过氧化物酶 (POD) ,过氧化氢酶(CAT)酶活性以及同工酶谱进行测定。结果发现 ,He Ne激光辐射可提高SOD ,POD ,CAT酶活性 ;改变SOD ,CAT同工酶谱。从而说明 ,激光对UV B辐射损伤植物具有一定的防护作用。     

倒锥透镜型光纤端的出射光场性质

倒锥透镜型光纤端系经过特殊技术加工而成。本文用二阶统计相关函数,采用单色相干光源,计算了倒锥透镜型光纤端的光场分布及其统计相关性质,并与平端的情况作了对比。在实验上,用He-Ne激光作为单色相干光源,对理论进行了验证。     

用半导体激光器侧向泵浦的YAG激光器的聚光腔的研究

本文介绍一种用半导体激光器侧向泵浦的YAG激光器的聚光腔。它是由两块相同的对称安装的“直角三棱镜”组成的半开式腔。这种结构的聚光腔可以使由一侧射入的泵浦光从三个方向照射YAG棒。它不仅有很高的几何传输效率,而且还可以大大地提高泵浦的均匀性。