基于阵列探测方式的时域光声成像系统

将阵列超声探头和超声相控技术与光声成像相结合的成像系统,与采用水听器的单探头旋转扫描光声成像系统相比,避免了机械旋转机构给光声信号采集所带来的不稳定性,提高了数据采集速度．时域光声信号由64阵元线阵超声探头以电子相控聚焦的方式进行线性扫描采集,然后通过时域后向投影算法进行光声图像的重建．采用波长532nm、重复频率10Hz的脉冲激光,系统可快速重建样品内部光学吸收分部的二维图像,单帧图像数据采集时间小于200s,成像横向分辨率小于2mm．实验结果表明,采用此方法可显著提高系统对光声信号的扫描稳定性和成像效率,该系统是一种有潜在临床应用价值的光声成像系统．     

太赫兹波在沙尘中衰减特性

为了研究太赫兹波在沙尘大气中的衰减特性,根据Mie散射理论计算了单次散射情况下沙尘粒子不同尺寸参数下的散射效率因子和不同散射角下的散射相函数值。并得到了具有一定尺寸分布的沙尘粒子的单位距离衰减和能见度的关系曲线。还利用Monte Carlo方法对太赫兹波在沙尘中的多次散射特性进行了模拟计算,分析了不同能见度和不同沙尘类型对太赫兹波传输过程中能量损耗的影响。结果表明:单次散射条件下沙尘粒子的散射主要受尺寸参数影响;沙尘能见度较低时必须要考虑多次散射的影响。研究结果对太赫兹技术在大气环境监测和烟尘和风沙的探测等方面的应用具有参考价值。     

含负折射率材料一维三元光子晶体的特性研究

运用光学传输矩阵理论，研究了含负折射率材料一维三元光子晶体的禁带特性和局域模特性，发现了一种新型全方位光子带隙。与传统的Bragg带隙相比，这种新型全方位光子带隙的中心频率和带宽对入射角的变化不敏感。引入缺陷后，全方位光子带隙中出现缺陷模，它的位置对入射角不敏感，而且当各层介质厚度做一定比例的缩放时也几乎保持不变。     

飞秒激光等离子体在高超声速飞行器减阻中的应用

报道了利用飞秒激光产生的等离子体冲击波对高超声速飞行的钝体飞行器进行减阻的研究。通过模拟计算了距离地球表面30 km、来流马赫数为5的大气环境中,飞秒激光能量注入后产生的等离子体冲击波与钝体飞行器头部正激波相互耦合的演化过程,分析了飞秒激光等离子体减阻的机理。通过求解Navier-Stokes方程,计算了飞秒激光能量对飞行器减阻效果的影响。结果发现,利用飞秒激光产生的等离子体冲击波比纳秒激光等离子体冲击波对飞行器的减阻效果更明显。当飞秒激光能量为0.06 m J时,能使飞行器所受的阻力减小98%,飞秒激光能量越高,减阻比越高,低阻力持续的时间越长,减阻效果越好。采用3个飞秒激光能量点源沉积的方式能够更好地实现飞行器的减阻,提高了最佳减阻比,节省了激光能量。     

小型一体化1.57 μm人眼安全激光频率转换KTP OPO

Ⅱ类非临界相位匹配(NCPM)钛氧磷酸钾(KTP)光学参量振荡器(OPO)是获得人眼安全1.57 μm激光的重要手段.本文研制了小型一体化人眼安全1.57 μm KTP OPO,可方便地对原有激光测距机的1 064 nm Nd:YAG激光源直接进行频率转换.泵浦能量约2倍阈值处,单谐振能量转换效率约为17.5 %.     

高功率、高效率、全固态准连续钛宝石激光器

以激光二极管阵列抽运Nd：YAG内腔倍频激光器作为抽运源，实现了全固态准连续钛宝石激光器的高功率、高效率运转。当532nm的抽运光为24W时，得到了4．7W输出功率及19．6％的高转换效率。为了获得钛宝石激光器理想的宽带输出，分别使用了两组膜片。第一组是750～850nm，第二组是850～950nm，每组膜片都有三种透过率，分别为5％，10％，15％。由于钛宝石荧光谱线的中心波长在795nm附近，使用第一组膜片在透过率为10％的情况下获得了最大4．7W的输出功率。使用第二组膜片也获得了3W左右的输出功率，为将要进行的宽带调谐提供了必要的前提。     

LD抽运Nd:YAG激光器声光调Q高效内腔谐波转换

报道了一台半导体激光器(LD)抽运的声光调Q高效内腔谐波转换Nd:YAG激光器,当注入抽运功率为12W时,声光调Q的基频波(1.064 μm)输出平均功率为2.6 W,采用内腔倍频技术,在简单腔情况下,二次谐波(532nm)输出平均功率达到了2.1 W,光-光转换效率分别达到21.7%和17.5%.     

多光子吸收对差频产生太赫兹波影响的理论研究

理论分析了双光子和三光子吸收对非线性材料差频产生太赫兹(THz)波的影响,在不同抽运功率下,计算了相位失配情况下晶体的最佳作用长度和THz的最大量子转化效率,并将其与相位匹配情况进行对比。研究结果表明,抽运功率不太高时,多光子吸收对差频产生THz波影响不大;随着抽运功率的提高,多光子吸收的影响变得显著;抽运功率较高时,相位匹配与相位失配情况下,双光子和三光子吸收效应都增加了晶体的最佳作用长度,降低了THz的最大转化效率。研究了降低多光子吸收的方法。     

端泵浦腔及带柱面反射镜腔的矩阵分析法

本文导出了斜入射情况下介质分界面处基模高斯光束的变换矩阵和柱面反射镜的变换矩阵。在此基础上重点分析计算了半导体激光泵浦固体激光常用的端泵浦谐振腔。我们给出的分析方法不仅能精确计算端泵浦腔和带有柱面反射镜腔的输出参数，而且能计算其稳区、腔内任意位置和增益介质内部光斑参数、及像散补偿参数等。     

880nm共振抽运连续波内腔单谐振光学参量振荡器及其逆转换

报道了880nm激光二极管(LD)共振抽运的连续波(CW)Nd:YVO4-PPLN内腔单谐振光学参量振荡器(ICSRO)。在21.9W抽运功率下,获得了1.54W的3.66μm CW中红外闲频光输出,光-光转换效率为7.0%;与808nm传统抽运相比,共振抽运ICSRO在振荡阈值、输出功率、转换效率和功率稳定性等方面都显示出明显优势。针对高抽运功率下逆转换过程影响单谐振光学参量振荡器(SRO)转换效率的问题,研究了振荡信号光的耦合输出透射率对SRO阈值和下转换效率的影响。通过提高振荡光输出镜透射率优化SRO阈值,可在高抽运功率下保持下转换效率的同时获得高效的信号光输出;21.4W抽运功率下同时获得1.54W闲频光和5.03W信号光输出,总提取效率为30.2%。