马赫-曾德尔干涉仪对抑制延时特征的作用机理研究

双光反馈和双光注入作为抑制光反馈混沌激光器延时特征峰的两种重要方案,本质上都是通过马赫-曾德尔干涉仪对延时特征峰进行抑制。总结了两种方案中干涉仪对延时特征峰的抑制规律,系统分析了干涉仪在抑制延时特性中的作用与机理。当干涉仪的两臂接近相等时,两路混沌激光的电场强度和相位具有较强的相关性,光的叠加以相干叠加为主,混沌激光的延时特征峰随τd(由于干涉仪两臂存在光程差产生的时间延迟)呈周期性变化;当干涉仪的两臂臂长相差较大且不成比例时,两路混沌激光的电场强度和相位的相关性降低甚至消失,光的叠加为非相干叠加,但是对延时特征峰的抑制仍由干涉项决定,主延时特征峰不随τd变化,同时产生新的延时特征峰。     

1.57 μm内腔式KTP光学参量振荡器

为了获得1.57μm人眼安全激光输出,采用了一种声光调Q激光二极管（LD）端面抽运的Nd ∶GdVO4全固态激光器作为抽运源的人眼安全波长内腔式KTP光学参量振荡器,获得1.57μm人眼安全激光输出。在注入泵浦功率为6.33 W,重复频率为15 kHz时,1.57μm激光平均输出功率达到405 mW,此时由二极管注入泵浦光至OPO信号光输出功率的转换效率达6.4％;在重复频率为5 kHz时,其脉冲宽度约为2 ns,峰值功率达18.9 kW。在重复频率为15 kHz时,信号光脉冲宽度比消耗后的泵浦光脉冲宽度压缩了13.6倍,比泵浦光脉冲压缩了16倍。实验发现1.57μm的OPO信号光输出功率随脉冲重复频率的增加而有效地增加,此类光参量振荡器有效地压缩了激光脉冲。     

注入锁定铜蒸气激光器中自发辐射的影响

利用铜蒸气激光动力学模型模拟了注入锁定中注入光与放大自发辐射之间的竞争过程，分析了注入锁定效果与注入功率的关系，并就如何增强注入光对噪声光的抑制作用进行了讨论。     

基于分光延时的脉冲激光波形调节方法研究

脉冲激光由于具有峰值功率高、脉冲宽度窄等特点，在激光致声、激光焊接等领域中得到了广泛应用。使用特殊波形的脉冲激光，可获得比单脉冲高斯激光更加优异的应用效果，因此脉冲激光波形调节方法具有重要的应用价值。针对这一需求，提出并实验验证了一种基于分光延时的脉冲激光波形调节方法。首先对脉冲激光分光延时叠加原理进行了理论分析，设计出基于两次分光的四脉冲分光延时叠加光路，确定了产生矩形、三角形、驼峰形和双峰形脉冲激光所需的分光比与延时。然后搭建了一套基于Nd∶YAG脉冲激光器的二倍频532 nm激光的四脉冲分光延时叠加实验装置，成功获得了矩形、三角形、驼峰形和双峰形等特殊波形的脉冲激光。     

信号调制延时光反馈混沌系统的多路复用通信

为了研究信号调制延时的光反馈与光注入半导体激光器激光混沌系统的多路复用通信,采用数值仿真的方法,通过支路用户信号对相应支路延时进行调制实现对信号的编码,然后利用混沌同步和互相关检测进行解码,成功实现了3个用户1Gbit/s信号的复用与解复用,分析了有效解码的条件及产生误码的主要原因。这一结果对于探讨用户数量更多、传输速率更快的混沌复用通信是有帮助的。     

激光二极管端泵浦Nd:GdVO4连续激光器

实验研究了激光二极管端面泵浦Nd:GdVO4激光器,采用平-平腔结构,实现了1064 nm连续激光输出.在注入泵浦功率为16.36 W时,最大连续激光输出达9.86 W,光-光转换效率为60.02%;在腔内插入Q开关,重复频率为50 kHz,注入泵浦功率为7.77 W务件下,得到3.24 W的激光脉冲输出,脉冲宽度为19 ns,M2=2.4.     

辅助光注入下半导体光放大器的快慢光性能

随着全光网络的快速发展,快慢光技术受到了广泛关注。为了研究半导体光放大器(SOA)的快慢光效应,文章构建了辅助光注入半导体光放大器的理论模型。比较了辅助光注入SOA前后,直流电流、调制电流、调制频率、相移以及增益系数等参数对相位延时量的影响。仿真结果表明：辅助光的注入使输出信号光由慢光变为快光,辅助光功率越强,效果越明显。同时,注入辅助光信号后,直流电流越大,相位延时量越大;调制电流、调制频率、相移及增益系数越大,相位延时量越小。     

基于改进灰度重心法的光带中心提取算法

在线结构光三维测量中,由于线结构光光源质量、物体表面反射率非均匀性以及表面粗糙性等因素的影响,激光光带经常会出现宽度不均匀,光带亮度不集中、离散性较大的现象。本文提出一种改进灰度重心法提取激光光带中心线,该算法基于自适应二值化处理得到光带各列法向宽度值以及光带的准确边界。然后,利用光带边界与灰度数据进行灰度重心计算确定出光带的中心位置。结果证实,改进算法中灰度重心的计算范围与光带宽度相一致,因而具有较高的提取精度和良好的适应性。     

产生特性的研究准连续波泵浦Yb:KYW/Cr4+:YAG调Q激光脉冲

从被动调Q速率方程出发，理论上研究了准连续波激光二极管（LD）泵浦Yb∶KYW/Cr4+∶YAG激光器时泵浦参数对脉冲输出特性的影响，通过数值计算解析了调Q脉冲延时、脉冲宽度、子脉冲序列等特性与泵浦速率的关系，从而获得最优化泵浦光占空比，有效减少连续波泵浦产生的热效应。进一步，在实验上采用高重频LD泵浦源，通过调控泵浦参数实现了被动调Q激光的重复频率、脉冲延时、脉冲串子脉冲个数等输出特征的准确锁定和控制。当采用泵浦功率为15.6 W、占空比分别为6.50%、8.00%和9.65%时，获得单脉冲、双脉冲和三脉冲的稳定输出，提高了泵浦脉冲和激光脉冲的耦合共振，实验结果与理论计算吻合较好。     

可变偏振光注入垂直腔面发射激光器的频率诱导偏振双稳

为了探索垂直腔面发射激光器偏振敏感的双稳演 化规律,进一步拓展其在光信息处理领域方面的应 用,本文采用自旋反转模型,数值研究了可变偏振光注入下1 550 nm垂直腔面发射激光器频率诱导偏振双 稳的特性。研究结果表明:在可变偏振角度光注入下,通过沿不同路径扫描频率失谐,垂直 腔面发射激光 器的两个正交偏振分量可在负失谐和正失谐区域产生频率诱导的偏振双稳。对于一确定的注 入强度,注入 光偏振角度的增加可导致负失谐区域的偏振双稳宽度逐渐扩展,而正失谐区域双稳宽度无明 显的变化;给 定适当的注入光角度,较大的注入强度更易于在负失谐区域展宽偏振双稳宽度。此外,在注 入光偏振角度 和注入强度均一定时,不同偏置电流情况下激光器偏振分量的频率诱导双稳宽度存在较大差 异,系统可以 通过合理地调节注入光偏振角以及偏置电流等参量实现对频率诱导偏振双稳的灵活控制。     

一级放大激光时域特性影响因素及优化

基于一级放大脉冲Nd3+:YAG激光器实验系统,通过实验测量手段,开展了级间泵浦延时、放大增益系数与电光调Q加压延时对激光单脉冲能量影响规律的测量研究与数据分析,分别从静态和动态2种条件下,测量了级间泵浦延时、脉冲能量、脉冲宽度、动、静态放大增益系数、电光调Q加压延时等时域参数随放大电压的变化规律曲线.研究表明,在谐振...     

Raman amplification of Stokes pulse in ultra-small silicon-on-insulator optical waveguide

The stimulated Raman amplification of picosecond Stokes pulse is numerically investigated in ultra-small silicon-oninsulator optical waveguide. Numerical results show that we obtain the gain of up to 30-dB for weak Stokes pulse in the copropagation configuration for 10 mm Jength waveguide using high intensity pump oPtical pulse. The peak gain, purse width, rise time, and fall time of Stokes pulse will experience the variation course of decaying then increasing with increasing waveguide length. The time delay of output Stokes pulse is controlled by adjusting the initial time delay of both pump and Stokes pulses.     

沙尘暴多重散射对激光脉冲传输的影响

根据光脉冲在离散随机介质中的传输理论,应用米氏理论和蒙特卡罗方法,研究了不同能见度情况下1.06μm脉冲激光在沙尘暴中的传输特性。得到了双频互相关函数的幅度和相位随相干带宽、脉冲时域展宽和延时随能见度的关系。结果表明,脉冲的展宽和时延随沙尘暴能见度的变化非常显著。当能见度为3~5 km时,多重散射对脉冲双频互相关函数、脉冲展宽和延时的影响已较明显。当能见度小于1 km时,对于1 ns的输入脉冲,其展宽大于10 ns,延时大于15 ns。因此,当沙尘暴的能见度较低时,必须考虑多重散射对激光脉冲频域及时域特性的影响。     

Device Design and Characteristics for SOA—based All Optical Signal 2R Regeneration

A new scheme based on SOA-MZI for all-optical 2R regeneration is proposed.The characteristics of gain and switching window of this device are investigated in detail.Numerical simulation results indicate that the nonlinear gain compression,the time delay between the input optical signal and the width of the optcial pulse are essential parameters for a good performance of all-optical 2R regeneration.     

纳秒脉冲控制精度对多光束组束的影响

在多束脉冲激光叠加过程中,脉冲的同步延时控制精度和脉宽控制精度对叠加光束能量分布具有重要影响。基于光束叠加理论,建立了四束脉冲激光能量叠加模型,以四束整形脉冲为入射光源,分别针对同步延时控制精度和脉宽控制精度变化情况下叠加脉冲能量分布进行了定量计算。结果表明,随着同步延时控制精度和脉宽控制精度的降低,叠加脉冲的脉宽增加,峰值降低。多束脉冲的同步延时控制精度和脉宽控制精度的变化对激光组束的影响比单束脉冲的影响更大。四束激光合成系统中,在其他参数不变的情况下,叠加光束激光脉冲峰值光强变化率小于5%时,单束激光脉冲延时变化率和脉宽变化率保持在3.2%和10.9%以内。因此,脉冲延时对叠加光强影响更大。     

基于实验方法揭示竞争冒险的成因奥秘

在10 Hz～1 MHz TTL信号下,提出竞争冒险的产生与信号频率无关.时间延迟大则干扰脉冲幅度大,时间延迟与干扰脉冲宽度大致相等,不同期的干扰脉冲幅度不等、状态不同.时间延迟、过渡时间、逻辑关系和延迟信号相位要素,构成竞争冒险的产生条件.竞争冒险的演变过程经历萌生期、发展期和成熟期,成熟期竞争冒险具有极大危害性.建议抑制竞争冒险措施从电路第四级门开始设置.     

Effect of antenna gain and group delay variations on pulse-preserving capabilities of ultrawideband antennas

Pulse-preserving capabilities of ultrawideband (UWB) antennas, which are measured in terms of two parameters-the fidelity factor and the pulse width stretch ratio, are analyzed with respect to variations of the antenna gain and the group delay of the radiated field. With the degrees of the gain and the group delay variations quantified by their respective standard deviations from constant values, Monte-Carlo simulations are performed to evaluate the effect of different gain and group delay functions using randomly generated Gaussian profiles. The means and the standard variations of the two performance parameter distributions are monitored and their two-dimensional profiles are specifically obtained for UWB antennas operating in 3.1-10.6 GHz. The analysis also demonstrates the use of the fidelity factor and the pulse width stretch ratio as useful characterizing parameters for UWB antennas.     

Nd: YVO44与Nd: YAG主动调Q脉冲参数模拟

利用调Q速率方程, 确定了最优输出耦合反射率, 最大脉冲能量, 最大峰值功率和脉冲宽度与无量纲变量z的关系, 并分析了谐振腔往返损耗、谐振腔增益和反转衰减因子分别对Nd:YVO44与Nd:YAG调Q脉冲参数的影响。结果表明: 最优输出耦合反射率和脉冲宽度随谐振腔往返损耗的增大而减小, 最大脉冲能量和最大峰值功率受反转衰减因子的影响很大, 并随反转衰减因子的增大而减小。通过确定z值可以将调Q脉冲参数具体化。     

Study of Lasing Action in a Pulsed Optically Pumped D<Subscript>2</Subscript>O Gas Terahertz Laser

A modified three-level laser kinetics model for a pulsed high-power optically pumped gas terahertz laser is introduced and used to model the lasing kinetics process of a gas terahertz laser system. We, for the first time to our knowledge, investigated the time evolution dynamics process of the pump intensity, population distribution among the energy levels, pump and THz signal gain coefficient, and the THz laser intensity within the pulsed D₂O gas THz laser. High-power THz pulse with peak power of about 7.4 kW and pulse width of 145 ns at wavelength of 385 μm were obtained in the simulation, using an incident pump pulse with peak power of 2.2 MW and pulse width of 110 ns. THz pulse delay of 40 ns and pulse broadening of 35 ns were quantitatively analyzed. In addition, the experimental results for the pulse profile, pulse width, pulse broadening, pulse energy, and peak power are in agreement with the theoretical simulation results.     

Kinetics of picosecond pulse generation in semiconductor lasers with bimolecular recombination at high current injection

The kinetics of generating ultrashort light pulses by gain switching unbiased semiconductor lasers emitting relaxation oscillations is theoretically modeled and described using phase portraits. Biomolecular recombination processes and realistic injection current pulse shapes are incorporated in the model. Approximate analytical solutions of the rate equations are derived for high current injection. Laser pulse widths, pulse peak power, electrical to optical pulse delay times, and time difference to subsequent relaxation oscillations are computed. Their dependence on injection current to threshold current density ratio (J/J_{t}) and on material and laser design parameters is explicitly derived and is in good agreement with experiment. In particular the remarkable observation that the laser pulse width is broadly independent of the injection current rise and fall time can thus be understood.