光纤布喇格光栅激光器

简要介绍 ４种典型的光纤布喇格光栅的制作,对窄带高反射率光纤光栅反射滤波器进行讨论,并阐述基于布喇格光栅的全光纤激光器。     

LiNbO3电光调制器的发展现状与优化设计

光纤通信技术的发展对光波导调制器提出了更高的要求,L iN bO3(LN)电光调制器用于相干光通信系统的外调制器及高速光开关,因此引起人们的特别重视。在介绍回顾LN电光调制器发展历程的基础上介绍了它的最新进展情况,对具有发展潜力的脊型行波型电光调制器利用简化模型进行了优化,取得了较为理想的结果。     

平板波导凹面衍射光栅设计方法研究

提出了一种平板波导凹面衍射光栅的设计方法,即改进的刻槽位置递推计算方法。该方法是对原有刻槽位置递推计算方法的改进,利用该改进方法可实现平板波导凹面衍射光栅的精确设计,特别是一些特殊光栅结构的设计。光栅的刻槽位置可通过一组约束方程表示,利用递推方法可求得约束方程的数值解。为提高计算精度,在方程组的数值求解过程中引入牛顿迭代算法。设计了两种特殊的光栅结构,即平接收场结构和平顶频谱响应结构,模拟结果证明了采用该方法进行设计的必要性和有效性。     

基于FBG的磁力轴承气隙磁通密度动态测量及分析

在磁力轴承转子3种转速（1080r／min、1320r／min和1500r／min）以及6种线圈电流（0．5A、1A、1．5A、2．0A、2．5A和2．95A）的条件下,通过光纤布喇格光栅传感装置对磁力轴承定子与转子之间的气隙磁通密度进行了动态测量,并对测量结果进行了FFT分析,测量结果与有限元计算结果达到一定的一致性...     

轧钢车间打捆计数装置研究

本文说明了钢铁企业棒材车间增加打捆计数装置的迫切要求，并对其施工解决方案进行了探讨研究。     

激光外差干涉中声光器件的非均匀声场特性

针对声光晶体内部的声波反射使晶体内声场分布不均匀,影响衍射效率和衍射光场分布,降低激光外差干涉效率的现象,以不改变声光设备为前提提出了光切趾方法。以TeO₂晶体为基底,理论分析声光器件的声场分布、体光栅衬度及其对衍射光效率的影响。提出非均匀光栅衬度模型,并利用光切趾法控制空间声场非均匀分布。通过理论仿真结合实验测量,证明该方法的传输性能。实验结果表明:当射频满足器件工作中心频率在100~105MHz时,使用切趾法前,衍射光斑呈现双峰,光强未均匀分布,其光斑中心不呈现光强极大值,衍射光束出现串扰并携带大量噪声,外差信号功率为-1.7dBm;使用切趾法后,声场非均匀现象对光束质量的影响得到改善,光强分布均匀且呈高斯结构,声场衍射效率提高到98%,传输带宽达到总衍射带宽的50%~60%,外差信号功率达到3.8dBm。结果表明:该方法在优化传输容量、抑制光串扰同时,可提高激光外差干涉效率,使外差中频信号电压增益为11dB。     

平板波导凹面衍射光栅的设计

为了精确设计平板波导凹面衍射光栅,提出了改进的刻槽位置递推计算方法.通过一组约束方程表示光栅刻槽位置,利用递推方法求得约束方程的数值解;为了提高计算精度,在方程组的数值求解过程中引入牛顿迭代算法.设计了两种特殊的光栅结构,即平接收场结构和平顶频谱响应结构,对采用不同方法的设计进行了对比.结果表明:采用改进的刻槽位置递推计算方法计算的结果与采用高级次光程函数级数展开法计算的结果相同,而采用原有刻槽位置递推计算方法的计算结果则随着刻槽序号的增加偏离误差越来越大.结果证明了这种设计方法不仅可以实现平板波导凹面衍射光栅的精确设计,同样适用于设计其它特殊结构的光栅,证明了该方法的实用性和有效性.     

激光显示中声光调制器的研究

激光显示系统中常采用高速宽带声光调制器调制激光光强,使衍射光束的光强随视频信号变化,系统要求调制器具有很快的响应速度和很高的衍射效率。采用熔石英作为声光介质,铌酸锂作为换能器,设计并制作出工作中心频率为180MHz,调制频率为32MHz,衍射效率达75%的高速宽带声光调制器。并设计了一套使激光光源和声光调制器相匹配的光学系统,在优化激光束聚焦的基础上提高调制速度。设计的高速声光调制器基本满足了激光显示的要求。     

二维喇曼光谱分析装置的研究

激光喇文光谱是物质结构分析的一种强有力工具,应运而生的显微喇曼光谱技术、表面增强喇曼光谱分析技术、傅里叶变换喇曼光谱技术等进一步提高了喇曼光谱技术的应用范围与应用前景。然而,在许多的科学实验与物质结构分析测试中,人们还渴望了解和获得样品的物质成分表面分布以及杂质分布。因此,建立一种二维喇曼光谱分析测试技术与手段有着极为重要的意义。本文提出了一种显微喇曼光谱技术与二维移动扫描测试技术相结合,实现物质的成分分布研究与测定的新方法。该方法以光纤式喇曼微探针为单点喇曼光谱探测器,以精密三维移动样品台为二维面分布喇曼光谱的移动扫描器,在喇曼光谱仪基础上借助微机建立起二维喇曼光谱分拆装置。通过微机实现自动化喇景光谱扫描与二维样品面扫描控制,获取被测样品的表面二维喇曼光谱数据。并经过微机的数据编码与三维光谱曲线图处理,可获得样品的物质成分均匀性、物质成分表面分布以及杂质分布的重要信息。该装置的建立为科学研究及物质结构分析提供了一种新型的分析测试手段。     

一种采用LED光源的光电效应测普朗克常数实验装置

针对目前利用光电效应测定普朗克常数的实验装置的不足,提出一种采用LED光源的实验装置。该装置采用谐振腔发光二极管(RCLED)作为单色光源,该光源单色性好,波长稳定,寿命长,驱动简单,不需预热,采用脉冲宽度调制(PWM)方式调节亮度准确方便,从而可以方便准确地验证光电效应实验规律及测定普朗克常数。测试结果表明:本实验装置测得数据比目前实验室采用高压汞灯作为光源的实验装置测得数据更准确。     

可见光车灯信号发送控制装置

针对车联网中的通信需求,本文提出了一种即插即用的可见光车灯信号发送控制装置。装置利用车灯低压直流供电线路进行信号传输,并通过车灯发送可见光通信信号。装置前级将接收的输入信号,由高速开关电路控制线路的供电通断,从而将通信信号传导至后级并由后级控制LED车灯发送可见光信号。通过推导和实验选用电容作为线路储能器件,并采用2FSK调制和Modbus协议建立前后级间通信。实验证明装置可以利用线路实现最快不低于4Mb/s的信号传输,并通过可见光车灯控制地锁的实验模型,进一步验证了该装置接收信号并通过低压直流供电线路控制车灯发送可见光信号的功能。本设计为利用直流供电线路传输信息并点亮的LED灯实现可见光通信,提供了参考设计模型。     

渐进式内窥镜形状的感知和重建

给出并分析了一种内窥镜镜体形状感知系统,特别是给出了曲率传感头的检测原理,及介入装置和控制子系统的设计.将中心波长为1539.234nm和1538.882nm的两根布拉格光纤光栅(FiberBraggGrating)封装在细径基材上,构成直径为3mm应变测量传感器.在介入装置作用下,传感器沿内窥镜活检钳道按平均速度30mm/s间歇式推进,并在介入过程中,每隔50mm等间隔距离采样传感器上的Bragg波长变化值,推算出各点的应变和空间曲率信息.最终运用基于离散点曲率信息的空间曲线拟合方法重建内窥镜镜体的空间形状.实验结果表明:系统原理的可行性,对圆形实验模型的测试表明,传感器插入1000mm后其末端在x、y和z方向上的误差分别为0.5mm、0.8mm和-3.4mm.同时也表明:介入人体的肠道内窥镜形状显示可极大地提高内窥检查安全性.     

光波导中受控光信号时延研究

提出了一种光波导中全光等效光速减缓方法,并结合计算机模拟和实验结果进行分析。在光折变波导材料中采用掩模法光写入Bragg光栅。随后在波导背面用红拍频激光对Bragg光栅进行擦除,使局部光栅被擦除而形成移动腔,其内可存入并传输信号。通过改变拍频光的群速度的方法,达到控制光信号传输速度的目的。该系统提供了一种实现等效光速减缓的新途径。     

紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测量方法

杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,尤其紫外波段的杂散光对光谱分析更为不利。为了考察平面刻划光栅在光谱仪器中使用时产生的杂散光,采用基于传统Fresnel-Kirchhoff衍射方程导出的杂散光相对强度表达式,数值分析了杂散光产生的原因。数值模拟结果表明,紫外平面刻划光栅刻槽周期随机误差以及刻槽深度随机误差是杂散光的主要来源,而光栅杂散光对光栅表面小尺度随机粗糙度并不敏感。另外,提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,并数值分析了仪器出射狭缝高度及出射狭缝相对宽度与杂散光强度的关系。此理论分析方法分别为如何在光栅制作工艺中从根源上降低光栅杂散光以及在光栅应用过程中从使用方法上降低光栅杂散光提供了理论参考依据。最后,为了与采用滤光片法测得的光栅杂散光实验值进行比较,给出了理论求解杂散光总强度的求和公式,并对四个不同波长的杂散光进行了多次测量,使理论值和实验值的相对误差控制在13%左右。     

A Webcam as Recording Device for Light Microscopes

A Phillips webcam (price 70 USD) was mounted on an Olympus BX60 light microscope in order to record the images produced by the lens optical system. The quality of the images is comparable to those obtained by a standard one-chip charge coupled device (CCD) camera. The handling and implementation of the whole system has proven to be very easy due to the use of a normal micro computer and standard windows compatible software. Moreover, the presented method allows to record movies of investigated samples.     

体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器研究

为提高绿光激光器的输出特性,设计了一种体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器。采用反射型体布拉格光栅作为反馈元件构成外腔半导体激光器,并使用三硼酸锂晶体进行倍频,研究了基频光的光束及光谱特性对倍频光的光束及光谱特性的影响。实验结果表明,使用体布拉格光栅进行外腔锁波时,所得到的倍频光同样能实现窄带宽输出,同时倍频光的远场分布与基频光的远场分布一致。使用衍射效率为10%的体布拉格光栅作为外腔输出镜,可将半导体激光器的输出波长稳定锁定在1 064 nm,所得到的倍频光波长稳定在532 nm附近,光谱线宽压缩至0.4 nm左右,输出功率可达73 mW。     

紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测试

杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,紫外波段的杂散光对光谱分析尤为不利.为了考察平面刻划光栅用于光谱仪器时产生的杂散光,采用标量衍射理论数值分析了杂散光产生的原因.数值模拟结果表明,紫外平面刻划光栅刻槽周期随机误差以及刻槽深度随机误差是杂散光的主要来源,而光栅杂散光对光栅表面小尺度随机粗糙度并不敏感.提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,数值分析了仪器出射狭缝高度及出射狭缝相对宽度与杂散光强度的关系,从而分别为在光栅制作工艺中从根源上降低光栅杂散光以及在光栅应用过程中从使用方法上降低光栅杂散光提供了理论依据.最后,为了与采用滤光片法测得的光栅杂散光实验值进行比较,给出了理论求解杂散光总强度的求和公式,并对4个不同波长的杂散光进行了多次测量.结果表明,当刻槽周期随机误差、刻槽深度随机误差和表面随机粗糙度分别取0.8 nm、 0.5 nm和1.2 nm时,理论值和实验值的相对误差可控制在13%左右.