基于材料补偿的线性色散组合棱镜研究

作为传统的分光器件,棱镜的非线性色散缺陷限制了其在精密光谱仪器中的应用。从分析棱镜非线性色散产生的本质出发,建立了材料的色散模型,提出了一种线性色散组合棱镜设计方法。使用非线性系数T1和T2相近、线性系数V相异的两种材料,通过控制组合棱镜的参数和光线入射角可获得线性色散。最后通过建立线性色散组合棱镜的评价指标,对设计结果进行了科学、合理的评价,验证了设计理论的正确性。研究发现,组合棱镜能够有效改善棱镜的非线性色散缺陷,其改善程度依赖于两种材料的绝对非线性系数P。当P<0.01时,组合棱镜可获得线性色散,其色散曲线的非线性(Nonlinear, NL)优于5%。     

成像光谱仪复合色散棱镜支撑设计与试验

复合色散棱镜是高分辨力星载成像光谱仪的关键分光元件,其光机支撑是成像光谱仪工程研制阶段必须解决的重要问题。首先介绍了复合色散棱镜的工作原理,在此基础上给出了复合色散棱镜光机支撑的技术指标要求;接着综合考虑了热匹配、密度、弹性模量、可加工性等因素后选择了棱镜支撑结构材料;然后运用温度补偿法解决了复合色散棱镜中一块棱镜与支撑结构材料线膨胀系数不匹配的问题,采用半运动学安装方法对两块棱镜进行支撑;最后给出了复合色散棱镜组件力学和热学分析结果并进行了相应试验。试验结果表明:复合色散棱镜组件一阶基频达301.5 Hz,在20℃5℃温度范围内组合光程差优于0.021 （=632.8 nm）,能够满足成像光谱仪工程研制需要。     

典型Cr4+:YAG激光器的色散特性分析研究

这篇文章从经典的洛仑兹模型出发 ,推导出Cr4 :YAG晶体的增益和材料色散的二阶三阶表达式 ,计算了在Cr4 :YAG激光器中采用熔硅棱镜对色散补偿时由棱镜对引入的负色数量 ,证明在Cr4 :YAG激光器腔中可采用棱镜对进行色散补偿获得超短光脉冲     

偏离布儒斯特角情况下四棱镜组二阶、三阶色散的解析表示

1984年FOrk等人提出的四棱镜组可以产生正负可调的群速色散，用来补偿自相位调制所产生的惆嗽，使得它在超短脉冲振荡器和放大器中均得到十分广泛的应用．现在自锁模掺钛蓝宝石激光器中，用石英棱镜组和啁啾镜联合进行色散补偿，已获得6．5fs的光脉冲．最近又有压缩至4．6fs的报导．随着脉冲宽度的进一步减小，不光要补偿二阶色故，还必须补偿三阶及更高阶色散．为了获得短于10fs的光脉冲，在自锁模固体激光器中，人们采用短的激光晶体并用石英棱镜代替玻璃棱镜进行色散补偿以减小三阶色散，利用棱镜对和啁啾镜联合来进行高阶色散补偿．目…     

棱镜色散成像光谱仪光谱辐射采集特性

棱镜色散成像光谱仪对景物光谱的采样不是等间隔的.为了研究非线性色散对成像光谱仪采集景物辐射能量的影响,首先推导出相应的计算表达式,据此,在可见近红外光谱范围内(VNIR)分析了以单棱镜或复合棱镜为色散元件时成像光谱仪辐射能量采集特性.结果表明:与等间隔光谱采样相比,对于采用单棱镜作为色散元件的成像光谱仪而言,探测器像元采集到的景物辐射能量在光谱范围的短波(0.4～0.6 μm)部分较低,在中长波(0.6～1.0μm)部分较高;对于采用复合棱镜作为色散元件的成像光谱仪而言,探测器像元采集到的景物辐射能量在整个光谱范围都比较均衡;随着光谱采样通道数的增加,大气的弱吸收特征越来越明显地表现出来.     

自启动飞秒钛宝石激光器空间色散的补偿

对于棱镜对补偿色散,半导体可饱和吸收反射镜(SESAM)启动锁模的振荡级,用反转镜将从输出镜输出的光折进腔内,有效地利用腔内棱镜对补偿了棱镜对臂输出产生的空间色散,获得了高质量的光斑模式,输出光谱宽度为51nm,脉冲宽度为26．7fs。     

自锁模Ti:Al2O3激光器的色散补偿分析

本文对自锁模激光器中使用的双棱镜对和四棱镜两种色散补偿系统作了详细的理论分析,给出了二、三阶色散的准确表达式,并且对使用不同材料组成系统所产生的效果作了比较.     

自锁模Ti∶Al_2O_3激光器的色散补偿分析

本文对自锁模激光器中使用的双棱镜对和四棱镜两种色散补偿系统作了详细的理论分析，给出了二、三阶色散的准确表达式，并且对使用不同材料组成系统所产生的效果作了比较     

色散泵浦对受激布里渊散射反射率的影响

将宽带KrF激光通过棱镜进行色散,在气压约为2×106Pa的SF6介质中进行受激布里渊散射的实验研究.通过与没有经过色散的KrF激光进行对比,得到经过色散后的KrF激光作为泵浦光比没有经过棱镜色散的KrF激光作为泵浦光产生SBS的反射率高.     

基于TeO_2晶体的声光可调谐滤波器消色散设计

声光可调谐滤波器(AOTF)是一种新型的色散元件,被广泛应用到光谱成像领域,但由于其在调谐时,衍射角会随着波长的变化而变化,造成图像漂移。为了解决AOTF光谱相机晶体色散引起的图像漂移问题,采用了在晶体出射面外添加棱镜的方法。通过分析晶体旋光性对介质外衍射角的影响,比较发现当入射光极角很大时,必须考虑晶体的旋光性对介质外衍射角的影响,在此基础之上分析棱镜偏折角与棱镜顶角和材料的关系,当入射光极角为28°时,添加顶角为10.1°的棱镜可得到0.0007°的消色散偏差。由此说明,在光路中添加材料和顶角合适的棱镜,可以很好地消除AOTF光谱相机中晶体的色散。     

碰撞锁模染料激光器中激光脉冲的啁啾特性及其色散补偿

从实验上研究了碰撞锁模染料激光器中激光脉冲的啁啾性质.分析了采用两块棱镜组成的棱镜对进行内腔补偿时,棱镜对的色散对输出激光脉冲的宽度、稳定性及光谱特性的影响.     

棱镜对引入负群速度色散

本文通过对锁模激光谐振腔内用于调节色激的棱镜对或棱镜组的实验条件的分析，认为其仅能产生连续可调的负色散。     

左手材料的色散和等倾干涉

研究了左手材料棱镜的色散特性和左手材料平行平板的等倾干涉特性。对于左手材料棱镜而言,其色散时出射光偏离原来的传播方向与右手材料棱镜的色散规律恰好相反,且对于同一种单色光而言,当入射角相同时,左手材料棱镜的色散偏向角大于右手材料棱镜的色散偏向角。在研究左手材料平行平板的等倾干涉特性时,推导了反射光和透射光焦平面上的光强分布公式,分析了等倾干涉条纹的级数与亮、暗条纹的关系,讨论了光程差的影响因素及影响规律,推导了存在半波损失情况下的等倾圆环的亮环半径公式和暗环宽度公式。研究发现:对于左手材料平行平板的等倾干涉条纹而言,等倾干涉圆环中心处的干涉级数较小;偏离圆环中心越远,干涉条纹的级数越大。这一规律和右手材料平行平板的等倾干涉条纹规律不同。     

调谐元件色散率对输出激光线宽的影响

建立了棱镜对系统三阶以内色散量的数学模型,精确计算了其解析解。给出了四棱镜与平面镜及四棱镜与光栅组合系统对输出激光线宽影响的物理图像。     

含色散棱镜的可调谐激光器像散研究

研究用棱镜作色散材料的可调谐激光器的参数。     

相干长度连续可调的高稳定性固体激光器

提出了一种基于光谱色散原理调节激光相干长度的固体激光器。采用传统色散元件(光栅和多块三角棱镜)组成相干长度调节模块,通过将其置于激光谐振腔内代替一面腔镜,利用棱镜的扩束特性和光栅的色散特性实现对激光相干长度的连续调节。以Nd…YAG晶体作为增益介质,搭建激光谐振腔,进行了相干长度调节实验,得到了功率稳定性小于0.5%,相干长度调节范围为10~50cm的1064nm输出激光。理论及实验结果验证了输出激光的相干长度与调节模块中棱镜组的扩束倍率存在良好的线性关系。     

双倍密度光栅的飞秒压缩技术

飞秒激光技术是当前激光前沿领域的发展内容之一,飞秒脉冲的压缩手段更是其中重要的研究内容。在飞秒脉冲的压缩中,必须使用负的色散元件来补偿飞秒激光钛宝石晶体本身所具有的正的色散以实现压缩。现有的负色散补偿技术包括使用以下三种方式:高密度光栅对、棱镜对、啁啾镜。这三种补偿方式各有优缺点,其中,传统的高密度光栅对只能提供较大的色散量,往往用于飞秒脉冲大范围的展宽和压缩;啁啾镜提供的啁啾量较小,成本也太高;棱镜对的色散能力较小,需要较长的工作距离才能有足够的色散量,往往体积庞大,而且也太重。因此,发展一种新型的补偿方…     

基于多次收敛分割反卷积算法的大气色散补偿方法

在地基望远镜对太空目标的宽光谱成像观测过程中,大气色散会严重影响低仰角下图像的信噪比和清晰度。传统的色散棱镜补偿方法存在着生产加工难度大、控制系统复杂、装配困难等问题,不利于移动和小型化的地基望远镜的应用。提出了一种基于图像反卷积的大气色散修正方法,不需要增加额外补偿设备,能够在低信噪比情况下有效修复色散图像。该方法首先利用多次收敛分割算法对图像进行星点分割处理,随后利用图像反卷积的方法,对图像进行色散补偿。在1.8m望远镜系统上对恒星的观测和色散补偿实验结果表明,该方法在不同信噪比下均有复原效果,平均恢复出目标90%的能量,信噪比提高到3倍以上,恢复效果与色散棱镜补偿法相当。     

楔形镜与棱镜对系统负色散量的分析

给出了精确计算楔形镜与棱镜对组合系统群速度色散量的物理图象和数学表达式。分析了楔形镜垂直端面朝腔内和朝腔外两种组合方式的色散量计算方法。     

飞秒染料激光器的调谐特性

本文对包含四个棱镜的碰撞锁模(CPM)染料激光器进行了理论分析和实验研究。利用四个棱镜组成的棱镜组产生正负可调的色散补偿各种不同情况下自相位调制所产生的啁啾,使脉冲宽度得到压缩。我们用这种激光器已实现了脉冲宽为25fs(25×