激光陀螺中朗缪尔流动效应的再研究

鉴于近期文献关于激光陀螺中朗缪尔流动效应的研究结果与现行理论结果的矛盾,我们对该效应利用文献［１］中环形激光器测量方法进行了再研究,得到了在放电电极间无气压差情况的实验结果。该结果进一步证明了原有理论描述的朗缪尔流动截面分布＾［２］不适用于激光陀螺。     

激光陀螺中朗缪尔流形的研究

为了减小激光陀螺中朗缪尔流导致的误差,研究了在阴、阳极之间增加旁路管对放电管朗缪尔流的控制作用。采用气体辉光放电理论,通过改变旁路管半径、放电电流和气体压强,计算了多种情况下放电管的朗缪尔流形。结果表明,上述3个参量的改变都会导致朗缪尔流形的改变,更为重要的是,完全可以将放电管中基模截面上的平均朗缪尔流速调整为0。该发现很好地解释了激光陀螺相关研究中未能解释的一些实验现象,对减小激光陀螺中朗缪尔流零漂从而进一步降低激光陀螺的温度敏感性具有一定的意义。     

超强激光等离子体中的相对论性朗缪尔孤子

为了研究相对论性朗缪尔孤子的特性,对从动力论出发所获得的超强等离子体中相对论性强朗缪尔湍动控制方程组进行了理论分析。结果表明,随着电子的平均洛伦兹因子以及场的湍动参量增加,朗缪尔孤子的波包半宽变窄,孤子总能量和总动量相应地增大,且电子的相对论效应对孤子总能量和动量的非线性部分的影响远大于线性部分。该研究可为超强激光等离子体中相关的非线性现象提供新的理论参考。     

激光陀螺中的朗缪尔流动效应

报道了激光陀螺中的朗缪尔流动效应截面分布的实验测量结果。该结果表明对于激光陀螺这种特殊的光学系统，影响其信号输出的主要因素是激光上、下能级原子的运动，因此朗缪尔流速分布的描述不适用激光陀螺系统     

PDSOI体源连接环形栅nMOS特性研究

提出了一种基于部分耗尽绝缘体上硅的体源连接环形栅nMOS器件,并讨论了相应的工艺技术和工作机理。采用体源连接环形栅器件结构,有效地抑制了浮体环形栅器件中存在的浮体效应和寄生双极晶体管效应,使器件性能得到很大的提高。消除了浮体环形栅器件的反常亚阈值斜率和Kink效应,DIBL从120.7mV/V降低到3.45mV/V,关态击穿电压从4.8V提高到12.1V。最后指出,体源连接环形栅器件非常适合于抗辐照加固等应用领域。     

布里渊光纤环形激光器谐振腔及稳频特性

根据布里渊光纤环形激光器谐振腔特性,设计了一套以单片机为控制中心,压电陶瓷(PZT)为调频器件的光纤环形激光器稳频系统。采用“数值均值滤波”的思想,消除外界因素的影响,提高了鉴频精度;采用“等步长调节,小步长跟踪” 控制方法,可在保证跟踪速度的基础上提高控制精度。由于控制步长非常小,系统不易产生控制振荡,因而不易失锁。应用设计的光纤环形激光器稳频系统完成了对布里渊环形激光器的稳频锁定实验,鉴频时间达到500 μs,锁定精度达到士0.5 MHz,锁定时间约为30 min。     

激光等离子体中朗缪尔等离激元对离子的加速

为了得到激光与等离子体相互作用过程中产生的高能离子的能量谱,采用动力学的方法,对描述各向同性分布的带电粒子的扩散方程——Fokker-Planck方程进行求解,分析了激光等离子体中朗缪尔等离激元对离子的加速以及不同的朗缪尔波湍动谱对实现离子加速的影响。理论得到的高能离子的能量谱呈指数形式衰减;从图像中可以看出,在高能量区域这种指数形式的离子能谱能够跟实验观测的离子能谱很好地吻合。结果表明,朗缪尔等离激元对离子加速的过程中离子加速的实现对朗缪尔波谱的形式有很强的依赖性,只有Kolmogorov谱对离子加速是有效的。     

激光等离子体临界面处的强朗缪尔湍动

为了描绘出激光等离子体临界面处的强朗缪尔湍动,分析了激光等离子体中电磁波、朗缪尔波与离子声波的三波相互作用,采用二维三分量通过快速傅里叶变换方法数值求解萨哈罗夫方程。从图像中可看出,激光与等离子体的相互作用导致横波与朗缪尔波之间出现的能量均分现象和密度空穴。求出了强朗缪尔波的强度和密度空穴的尺度,结果与粒子模拟的预测结果及实验所测数据大致相符。结果表明,数值分析仍是探究强朗缪尔湍动真实物理图像的一个有效途径。     

高功率微波效应的多物理场建模方法研究

为了实现对微波器件高功率微波效应的分析,主要从不同尺度半导体器件和波导器件出发,基于具有谱精度的谱元时域法,开展从微米尺度到纳米尺度半导体器件电热耦合一体化分析的方法以及高功率微波气体放电效应及抑制机理的研究.得到了半导体器件在电磁信号作用下发生的电热参数分布变化规律和微波器件在高功率微波下发生的气体放电及其抑制机理,根据以上相关效应机理,可为复杂电磁环境中的器件设计提供理论指导.     

PD SOI nMOSFETs中浮体效应对辐照性能的影响

在SIMOX衬底上制备了H形栅和环形栅PD SOI nMOSFETs,并研究了浮体效应对辐照性能的影响.在106rad(Si)总剂量辐照下,所有器件的亚阈特性未见明显变化.环形栅器件的背栅阈值电压漂移比H型栅器件小33%,其原因是碰撞电离使环形栅器件的体区电位升高,在埋氧化层中形成的电场减小了辐照产生的损伤.浮体效应有利于改进器件的背栅抗辐照能力.     

色散腔失谐情况广义环形腔双稳系统分析

给出了在色散腔失谐情况下光场具有横向分布的广义环形腔双稳系统的定态解,分析了系统的稳定性,指出了与普通环形腔双稳系统及纯吸收腔共振情况下的广义环形腔双稳系统在定态及失稳性方面的差别。     

光纤环形腔半导体激光器弛豫振荡的分析

通过建立光纤环形腔半导体激光器的单模速率方程,用小信号方法讨论了弛豫振荡与环形腔长度的关系,以及直接电流调制下的调制响应与调制带宽。分析发现,在确定的参数下,存在环形腔长度的临界值。只有当环形腔长度小于该临界值时,激光器才发生弛豫振荡。     

掺Yb~(3+)光纤环形腔与直腔激光器的比较研究

对带尾纤半导体激光器 (LD)抽运的掺Yb3 + 光纤环形腔与直腔激光器进行了比较研究。改变腔结构 ,则激光输出波长改变。环形腔激光器具有较低的腔损耗及阈值 ,而直腔激光器输出激光则有更窄的光谱半功率宽度(FWHM )。     

大型激光陀螺几何形变对标度因数的影响

大型激光陀螺仪的标度因数对环形腔的几何形变有很强的依赖性。根据大型激光陀螺仪的结构和工作特性,对影响测量精度的关键技术进行了研究,并对影响标度因数的环形腔的几何形变进行了计算分析,得到了环形腔几何形变后的标度因数变化情况。此外,还提出了环形腔发生几何形变时标度因数的优化方法,并给出了温度和应力对标度因数影响的变化量。结论认为,在生产条件、工作环境和腔体结构相同的情况下,对标度因数进行补偿将有利于大型激光陀螺仪测量精度的提高。     

关于四面镜腔参数的计算

众所周知,环形激光最重要的应用之一是用来制成激光陀螺,而从近十余年来国内外各种激光陀螺的发展情况与趋势来看,作为其核心部份的环形激光器的谐振腔,几乎无例外地全由三面镜或四面镜腔所构成,而其中四面镜腔应用的广泛性并不亚于三面镜腔,例如在四频差动激光陀螺及在某些二频激光陀螺中均采用四面镜腔。本文重点阐述用矩阵法计算四面镜腔参数及用衍射法计算腔频率的方法,并以分析与实算“8”字形四面镜腔为例来加以说明。 一、矩阵法求解 线性光学理论表明,光学系统的光学传输特性可用该系统的光学传递矩阵来加以表示,而如果光学系统是由一系列光学元件串联而成,则光学传递矩阵便等于各个光学元件传递矩阵的连乘积,有:     

Square ring laser diode with MMI coupler cavity

A square ring laser diode is designed and fabricated in which a multimode interference 3-dB coupler operates as an output coupler and a ring resonator simultaneously. This merged structure allows a shorter cavity length and a lower loss in the output branching. Lasing in the ring cavity is confirmed and the spectra are also measured.     

All-solid-state ultraviolet laser based on frequency doubling in an external ring cavity

An all-solid-state ultraviolet laser based on frequency doubling in an external ring cavity with low input pump power is reported. Both second harmonic generation (SHG) and fourth harmonic generation (FHG) occurred in an external three- mirrors ring cavity. The need for impedance matching of this cavity to the input radiation was eliminated and the cavity adaptation was simplified, because the mirrors were not highly reflecting at 1064 nm and the cavity resonates only at 532 nm. Experiment results demonstrate that the conversion efficiency of this external cavity is higher than that of the single- pass condition.     

带有大曲率半径反射镜的六镜环形腔稳定性的研究

本文对碰撞锁模(OPM)激光器中所用六镜环形腔的稳定区域进行了理论分析,得到了简明、精确的解析解.通过光腔稳定域面积随光腔参数变化的数值计算,提出了一种提高环形腔稳定性的新方案.对该条件下腔内光束参数的变化进行了分析、计算和讨论,证明这种方案是可取的.     

Laser cavity dumping using an antiresonant ring

A new method for laser cavity dumping using an antiresonant ring laser cavity and an electrooptic phase modulator has been demonstrated on a CO2laser at 10.6 μm. Experimental results are summarized and the cavity and modulator design considerations for this type of cavity dumping are reviewed in this paper. Although the initial experiments were done at 10.6 μm, the antiresonant ring technique may be particularly advantageous for high-power lasers such as ruby and Nd:glass in the visible and near IR. A modified form of the antiresonant ring for accomplishing extremely fast phase switching is also proposed.     

偏振控制锁模光谱边带偏移量的计算及实验验证

通过对光纤中传输的孤子波演化及其色散波相互作用的动力学方程分析,详细推导了环形腔非线性偏振旋转(NPR)锁模光纤激光器中色散波与孤子波相互干涉而产生的脉冲光谱边带偏移量的理论计算公式.并将各级边带波长与脉冲中心波长的偏移量理论值与相应的实验测量值进行了对比,理论值与实验值符合得非常好,其最大误差在4.1%以下.从而解释了在偏振控制被动锁模条件下,环形腔光纤激光器光谱边带产生的原因.