光纤中可控光速减慢技术研究的最新进展

回顾了减慢光速的研究,介绍了近年来光纤中可控光速减慢技术研究的最新进展,着重介绍了利用受激布里渊散射实现光速减慢的物理机理和实验,讨论了光纤中可控慢光技术研究的意义及应用前景。     

基于掺铒光纤Bragg光栅的慢光和超光速传播的研究

光的群速度控制一直是重大研究课题之一.基于光纤的超光速和光速减慢带来新的技术突破.简述了超光速和光速减慢技术的发展.提出一种利用光泵浦改变掺铒光纤Bragg光栅中探测光的群速度的方法.推导了系统方程.讨论了光泵浦功率、光纤Bragg光栅长度、掺杂Er3+离子浓度及光栅折射率调制幅度对群速度的影响.     

三维离轴散射探测与定位方法研究

论文在分析激光传输与探测器结构特点的基础上,建立了三维离轴探测模型;计算了球形粒子对高斯光束的散射光强度分布,得到了探测器有效面积上的光通量公式;由于激光主脉冲光束与散射光都以光速传播,不同散射点的散射光到达探测器所需的时间不同,提出了利用延迟时间对三维空间激光进行测量与定位的方法.延迟时间与离轴距离和探测角有关,在远离光源、近轴探测时,延迟时间与离轴垂直距离和探测角呈简单的线性关系,因此,可以通过精确的时间测量,实现对激光的散射探测.     

激光光速实验

叙述了激光光速测定的原理和方法，介绍了激光电光调制器方案及激光光速测定实验装置方框图，给出了实验结果，最后分析了实验误差及其影响。     

GS-1型光速实验仪

GS-1型光速实验仪是为满足高等院校普通物理教学之需要而生产的实验仪器。本仪器采用调制激光光波干涉原理，在较大尺度内测定光束，可供学生进行电光调制和光速测定等两则大纲内容实验。还可供教师教学演示。分组实验时利用调幅光波相移频率曲线法决定光速，实验原理新颖，物理概念清楚，具有足够的实验精度。     

频率分辨双光束耦合抽运-探测技术中的空间效应研究

在测量非线性折射率和双光子吸收系数的频率分辨双光束耦合抽运 探测技术中 ,光场的空间分布没有得到考虑。研究了入射飞秒光脉冲的空间分布对实验结果的影响。对不同部位的探测光进行测量可以得到完全不同的结果 ,用所发展的理论给出了解释。通过数值拟合获得了磷化镓 (GaP)在飞秒激光脉冲作用下的非线性折射率和双光子吸收系数。进一步可能从实验上主动选择适当的空间滤波来获得频率 空间分辨信号。     

水下气泡幕光探测验证性实验研究

依据光散射理论阐明了应用激光探测水下气泡的可能,然后设计并完成水下气泡幕光探测实验,从实验结果中提取特征量,比较无气泡和有气泡两种条件下的信号特点,说明能够依据探测光束的光散射信号判断水下气泡幕的存在,为激光探测舰艇尾流气泡研究提供了实验证明。     

偏振变换法测量固体激光器的动态热焦距

为了精确测量激光晶体的动态热焦距,提出了一种指示光偏振变换测量方法。基于几何光学成像理论,建立了热透镜动态热焦距的表达式。将准直的指示光往返两次通过具有热透镜效应的激光晶体,利用偏振变换的方法使测量光束有效的从光路中分离出来,采用CCD相机对被测光束进行探测。搭建了激光晶体的动态热焦距的实验测量装置,分别测量了端面泵浦和侧面泵浦两种工作状态激光晶体的动态热焦距,最后分析了实验测量的误差。结果表明:利用指示光偏振变换法测量激光晶体的热焦距,测量误差仅为0.8 mm,能够满足激光器谐振腔设计要求。     

面阵CCD激光束参量测量系统及其实验研究

采用面阵CCD探测器测量连续和脉冲激光器空间光束的技术，研制了一套高精度激光参量测量系统。测量了激光二极管连续抽运输出波长为1064nm的固体模式发生器产生的不同阶次厄米-高斯光束和脉宽10ns调Q灯抽运固体激光器的光束参量，分析对比了模式发生器输出光束的理论值和实验测量结果，证明了该系统测量精度优于5％，讨论了测量系统中各种因素对光束参量测量结果的影响。     

飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究

通过使用太赫兹(Terahertz,THz)时域光谱系统,探测从不同长度飞秒激光光丝辐射出的THz脉冲,观察到THz波在飞秒激光成丝过程中超光速传输的实验现象。进一步的分析表明:THz波在等离子体光丝区域的折射率小于其在空气中的折射率,这是使得THz波能够在成丝过程中超光速传输的主要原因。由此可以推测:THz脉冲极有可能是在等离子体光丝中进行导引传输的。最后,通过数值模拟获得了光丝区域内的THz本征模式,从而验证了上述推测。     

斜入射激光抽运铯束频标中的光频移

本文对斜入射激光抽运斜入射激光检测小型铯原子钟实验系统上光抽运区荧光引起的光频移（主要是交流斯塔克移动）作了理论计算。结果表明斜光抽运方案可以有效降低铯原子束频标中的光频移。文中同时提出一种通过改变斜入射抽运激光发散角来直接测量光频移的新方法。     

Density measurements of excited components in a longitudinaldischarge excimer laser

Time-dependent particle number densities of the excited components (Xe^+*, He^*) in a longitudinal-discharge XeCl excimer laser have been measured by laser absorption probing with a CW dye laser. The densities are compared with those in transversal-discharge XeCl excimer lasers. The formation dynamics of the XeCl excimer molecules, excited atoms, and excited ions are discussed. The dependence of the particle number densities of the Xe^+* ions on the buffer gas pressure, the Xe gas pressure, and the HCl gas pressure is investigated     

GaAs单片集成激光器驱动电路在片测量

用多触头微波探针 ,对 Ga As单片集成激光器驱动电路芯片进行了在片测试和筛选 ,测得芯片频率响应带宽为 3.8GHz.使用高速增益开关半导体激光器作为采样光脉冲源 ,采用了背面直接采样方式建立了电光采样测试仪 .检测了 Ga As单片集成激光器驱动电路芯片内部点的高速电信号波形 .     

Gain measurement in the CO2laser discharge

In order to examine the CO2laser oscillation mechanism, a measurement was made of the unsaturated gain of CO2laser radiation in an active medium of gas discharge containing CO2, N2, and He. A two-beam optical balance method was used to measure the gain in an amplifier; the accuracy of the measurement was approximately 10 percent. The output of a CO2-N2-He laser was used as the radiation source. The absolute power of the probing beam, which has a diameter of approximately 5 mm, was maintained at approximately 15 mW. Saturation was not observed at probing signal levels up to 80 mW. Amplifier tubes with diameters of 55, 34, 12, and 5 mm were used. The dependence of the amplifier gain on the current density, pressure, composition of the gas mixture, and tube diameter was measured. Comparison was also made of the calculated and measured values for the laser population inversion.     

消光棱镜气室气体检测特性分析

在消光法气体浓度检测中,使用了两个相同的直角棱镜增大透射光束在气体中的光程,利用其对光束的全反射特性提高了气室的检测灵敏度;使用凸透镜对旁轴光束聚焦,解决了二次测量中输出光束平移问题;给出了旁轴光束条件下光束的传输特性方程及灵敏度的定性表达,并对灵敏度进行了仿真分析;使用单波长测量法对气体浓度进行了计算,并分析了系统误差。     

Laser radiation scattering by the optical breakdown plasma

The spatial distribution measurements of laser radiation, scattered in the laser spark, were accomplished for various laser radiation wavelengths (1060, 530, 353, and 265 nm) and various pressures of the gas (air at 10-760 mm Hg). The interference structure of the laser light scattering cone behind the laser spark was observed for the first time. It is proposed to consider the observed structure as a result of interference of the laser radiation, scattered by two or more self-focusing centers in laser spark air plasma. The experimental dependence of the maximal angle of the light scattering on the gas pressure and on the laser radiation wavelength was obtained     

基于光声光谱法的光纤气体传感器研究

论述了光声光谱信号的产生。提出用光纤相位传感器代替传统的微音器检测光声信号 ,讨论了光纤中光波的相位变化与光声信号的关系。设计了光学长程结构 ,有效增加了对光功率的吸收。用染料激光器作光源对SO2气体浓度进行测量。实验表明 ,最低检测灵敏度可达 1 2× 10 -10 。由于采用光谱技术与光纤技术相结合 ,使研制的传感器具有较高的灵敏度 ,信号的传输通道具有强的抗电磁干扰及防燃防爆能力。气体探头体积小 ,响应速度较快。信号处理电路具有较强的抑制噪声干扰能力。该传感器及其系统在灵敏度、精度、响应时间等性能指标上达到了检测气体含量要求     

Maximizing the output power of a CO2 laser using theTaguchi technique

The results of an experiment aimed at optimizing the output beam power of an industrial fast-axial-flow CO₂ laser machine using the Taguchi method are reported. Four control factors (design variables) were explored: blower speed, laser gas pressure, cooling fans, and output mirror transmittance. The various parameters were assigned to a modified L18 orthogonal array. The experiment was conducted with two repetitions and complete randomization within block was practiced. It was found that higher laser power could be obtained with a blower speed of 2526 r.p.m., laser gas pressure of 62 torr, cooling fans, and output mirror transmittance of 40%. The laser gas composition was kept constant at 5% CO₂, 14% N₂, and 81% He. Twenty confirmatory tests were performed and the results fell within the predicted 95% confidence interval     

化学气体CO2差分吸收激光雷达告警技术的研究

为了对大气中化学污染物实时检测,采用差分吸收技术,研制出了CO2激光差分吸收雷达原理样机,介绍了CO2激光差分吸收雷达技术,阐述了差分吸收雷达的基本工作原理,并对激光雷达系统各分系统及工作流程作了描述,对雷达系统的实物仿真及系统联调进行了模拟试验,完成系统的多项功能的实际检测。试验结果表明,激光器光源的光束特性(激光束输出模式及吸收峰和吸收谷支线的光束相互指向稳定性等)对雷达系统的作用距离及侦测误报率及漏报率的影响非常大。     

大功率半导体光放大器的耦合工艺研究

针对高速大功率半导体激光器,设计了主振激光器与半导体光放大器分立集成的高速大功率半导体激光器组件,并对其中半导体光放大器(SOA)的光纤耦合技术进行了研究,采用单模光纤耦合技术以及光路可逆原理设计了SOA的注入端耦合光路,实现了主振激光器到SOA的高效注入,耦合效率大于50%,采用微透镜组技术设计了SOA输出端的耦合光路,实现了Φ62.5μm的光纤耦合输出238mW。同时针对光纤耦合工艺,利用Ansys软件对耦合结构进行了激光焊接耦合工艺的热应力分析,得到了优化的焊接工艺条件,并对耦合中存在的应力进行了释放处理,有效提高了输出功率的稳定性。