一种新的光热干涉探测技术

提出了一种以样品前后表面反射的探测光束在远场形成干涉为基础的新的光热干涉探测技术.给出了聚焦激光束照射平板样品时两反射光束在远场形成的干涉场光强分布和调制光束加热时的光热干涉信号表达式.光强分布和实验测量结果一致.并以氟铝酸盐玻璃平板为样品进行了光热实验.还讨论了该光热方法作为一种灵敏的检测技术在光学材料特性、弱吸收测量以及微体积痕量分析等方面的应用前景.     

光斑尺寸对光热失调技术测量光学薄膜吸收的影响

样品表面加热光斑和探测光斑的大小对光热技术有着重要影响,光热失调技术是一种新的可用于研究光学薄膜的微弱吸收的方法,文章理论分析了加热光斑和探测光斑尺寸对光热失调技术的影响.研究表明,加热光斑大小不变时,加热光调制频率增大,样品表面温升降低,温度分布区域减小;调制频率不变时,加热光斑越小,表面温升越大,分布区域越小.调制频率不变时,探测光斑越小,信号幅值越大,分布区域越小,信号幅值与加热光功率的线性关系的斜率越大,探测光斑的大小对信号幅频关系影响较小.研究结果对光热失调技术测量光学薄膜吸收具有重要意义.     

激光光热反射技术对薄膜热物性的表征

在考虑探测光束光斑尺寸对调制光热反射(MPR)信号影响的基础上,建立了三维的薄膜-衬底体系的激光光热反射理论模型。对利用激光光热反射技术测量薄膜热物性的可行性进行了研究,并对影响调制光热反射信号的材料参数进行了分析。此外,通过数值模拟研究了多参数拟合问题,即利用调制光热反射频响信号同时确定薄膜热扩散率、衬底热扩散率和界面热阻这三个物理参数。结果表明,与已有的径向扫描方法相比,频率扫描方法中的这三个参数之间并不存在高度的相关性,因此采用频响信号进行多参数拟合,可提高多参数拟合的收敛性和精确性。     

实现光学薄膜吸收损耗绝对测量的新方法

光学薄膜吸收损耗的绝对测量对光学薄膜的优化设计与应用至关重要,以光热失调技术实现光学薄膜吸收损耗的绝对测量为研究目的,采取连续激光加热的方式,理论与实验相结合,提出了一种利用反射率或透射率、温度变化和加热光功率之间的3个线性关系,实现吸收损耗绝对测量的方法。针对设计的高反射光学薄膜实验样品,获得样品对加热光功率的吸收率绝对值为1.64×10-2,并分析了影响测量精度的主要因素。研究表明,提出的方法可以实现光学薄膜吸收损耗的绝对测量,特别适合于具有较大反射率或透射率温度系数的样品,测量准确性依赖于样品表面温度理论模型的建立和实验测量的精度,研究结果为光热失调技术的进一步应用提供了理论和实验支持。     

表面热透镜与光热失调技术测量光学薄膜吸收的灵敏度比较

在理论分析优化的基础上,以BK7玻璃和石英为基底的高反射光学薄膜为样品,采用强度调制的连续激光作为激励光源,实验研究了表面热透镜(STL)技术和光热失调(PTDT)技术的信号幅值随激励光调制频率的变化关系,分析比较了这两种方法在测量光学薄膜吸收损耗方面的灵敏度.实验表明,光热失调技术具有构型优化简单、实验操作难度低和测量空间分辨率高等优点,对于具有较高反射率温度系数的高反射膜等样品,采用光热失调技术有利于提高薄膜吸收损耗测量的灵敏度.实验结果与理论分析基本一致.     

分划板失调对猫眼光学系统反射特性的影响

为了研究猫眼光学系统中分划板失调对入射光束的反射特性影响,考虑光学元件的等效光阑作用,将失调光阑孔径函数展开为有限项复高斯函数之和,利用失调光学系统的广义衍射公式,推导出入射光束经含分划板失调猫眼光学系统的反射光束场分布的近似解析式,得到反射光束场分布与入射光束光学参量、分划板孔径尺寸和分划板失调量之间的关系,对特定猫眼光学系统定量分析了分划板失调对反射光束场分布的影响。结果表明,分划板失调对反射光束场分布产生影响,特别是对远场光场分布影响显著。     

激光光热光束偏转方法测厚的理论分析

本文给出了加热光束光强方波调制和正弦波调制时激光光热光束偏转信号的表达式,分析了偏转信号与样品厚度之间的关系以及其它参数的影响,证明了激光光热光束偏转方法测量样品厚度的可行性,并被实验定性地证实。     

反射、透射谱的快速测定装置

本文介绍一种精确测定光学材料反射、透射谱的装置。采用快速旋转的导光纤维交替对入射光束及反射光束或透射光束采样,利用反馈控制使入射光束产生的光电流维持常数,避免被测信号之间进行除法的困难。在410.0～650.0nm的波段测量,相对精度小于2％自动绘制整个谱所需时间仅二分钟。     

高斯光束经含失调透镜的猫眼系统反射特性研究

为了分析猫眼光学系统中透镜失调对高斯光束反射特性的影响,将分划板的光瞳函数展为有限项复高斯函数之和,并利用适用于失调光学系统的广义衍射公式,求解了高斯光束经含失调透镜的猫眼光学系统的反射光场近似解析式,针对给定猫眼光学系统定量分析了透镜失调量对反射光束场分布的影响.结果表明,透镜的角位移比横位移对反射光束传输特性的影响...     

采用光热失调技术的光学薄膜吸收均匀性测量系统

由于大口径光学薄膜的应用越来越广泛,其吸收损耗的均匀性测量越来越重要。文中首次根据光热失调技术的基本原理,使用Visual Basic 6.0 编写控制程序,搭建一套采用连续激光作为加热光源的光热失调技术的实验系统,实现了样品表面各点光热信号的自动采集与处理,并根据测量结果绘制出用于相对吸收均匀性研究的图像。结果表明该实验系统实现了自动控制,运行稳定、测量准确,能够用于光学薄膜相对吸收均匀性的分析。该系统的建立为光热失调技术的进一步应用提供了实验基础。     

光纤激光器相关的薄膜设计

文章介绍了两种应用于光纤激光器的薄膜类型,分别为长波通和短波通截止滤光膜。光纤激光器用薄膜的显著特点,就是在具有较高的激光损伤阈值的同时,又能把近波长的光线按照光谱特性要求分离,这其中就包括泵浦光波长（980nm）和信号光波长（1050～1100nm）。     

影响1.06μm光学薄膜激光损伤因素的实验研究

本文对光学薄膜淀积过程中真空室的真空环境对薄膜激光损伤的影响了理论与实验方面的分析，对分子泵，扩散泵真空系统及扩散泵＋离子束辅助淀积（ＩＡＤ）制备出的膜系样品所进行的损伤实验表明，分子泵系统制备出的薄膜显示出较高的损伤阈值。     

Compact violet lasers by second-harmonic generation in KTP waveguides

Periodically segmented waveguides were fabricated in flux-grown KTP for quasi-phasematched second-harmonic generation (SHG) of a light beam with a wavelength of 425 nm. Diode-pumped violet laser sources are proposed on the basis of these waveguides. We shall show that a pulsed operation of the pump diode laser at a 940 MHz repetition rate enables the construction of sources with a very compact geometry, which are insensitive to temperature fluctuations. These sources may still be considered as quasi-continuous wave (cw) for applications in high-density optical recording.The most compact type of violet laser source has a size of 1 × 1 × 2 cm³. It contains only the diode pump laser, the KTP waveguide and a miniature lens to couple the pump beam to the waveguide. Time-averaged violet output powers up to 85 μW have been generated for many hours at room temperature without requiring an active temperature control. This output power may be sufficient for reading an optical disc.By optical feedback of a portion of the transmitted pump beam via an external grating it is possible to generate higher violet powers. In this way, the pump laser is forced to operate in a single spectral mode, the wavelength of which can be tuned to coincide with the phase-matching wavelength of the waveguide. This grating-controlled laser system is shown to generate a 425 nm beam with powers up to 0.5 mW. The total length of the device is about 7 cm.     

RIN transfer suppression technique for dual-order Raman pumping schemes

An optical technique is demonstrated for suppressing the relative intensity noise (RIN) transfer from a high-power second-order pump laser to the signal radiation in a copropagating dual-order Raman pumping scheme. RIN transfer suppression is accomplished by intensity-modulating a low-power semiconductor laser diode first-order pump. Measurements are presented demonstrating suppression over the entire electronic bandwidth and -20-dB suppression spanning a 23-nm optical bandwidth. This technique may facilitate the use of high-power fiber lasers in copropagating dual-order distributed Raman amplifiers.     

光热辐射技术对金属表面涂层的非接触测量

基于光热辐射技术中的二层样品的理论,对金属表面涂层的质量和厚度进行了非接触测量,为工业生产中材料涂层的无损检测提供了一种新的方法。     

利用激光光热技术测量材料初始应力

阐述利用激光光热技术测量材料初始应力的原理及实验技术。根据弹性力学的基本原理所建立的热传导方程，由激光光热技术的检测原理，导出了应力与激光光束偏转角的关系式。通过对激光偏转角的测量，得到材料内的初始应力，并对环氧树脂材料内的初始应力进行了测量，其结果与理论分析一致。     

激光束偏转法检测金属表面层的缺陷

本文编程计算了由激光光热应产业的金属表面的温度分布和泵浦光的调制频率、金属层厚度等的关系，预言检测浓度缺陷的能力。用激光光束偏转法检测到表面下不同深处的缺陷，并把面扫描幅值信号以三维象和灰度象显示。     

激光超声表面缺陷检测的实验方法

提出了一种非接触式、全光学激光超声检测的实验方法。利用Nd：YAG脉冲激光器、He-Ne激光器和平衡接收器构建一套基于光束偏转法的光差分检测系统，测量了表面带缺陷Al样品的声表面波（SAWs）。通过实验获得了SAWs经过表面缺陷时产生的反射回波及透射波形的特征，说明了线光源产生的超声波非常适合材料表面缺陷的检测。