激光三角测量法应用技术

得益于激光测量高精度、非接触和快响应的技术优势,近些年,各种激光测量方法被广泛应用在工业制造、航空航天、生物医药等众多领域。与其他方法相比,激光三角测量法结构简单、性价比高,其应用技术研究发展迅速,成为研究热点。首先对激光三角测量法的基本原理进行了论述,然后对其应用技术的研究进展情况进行了详细综述,并总结了影响激光三角测量法测量精度的主要问题和相关研究,最后对激光三角测量技术的发展现状和趋势进行了总结。     

扫描激光雷达大视场与全景成像技术研究进展

激光雷达作为一种高精度、快速获取三维环境信息的主动探测技术,在国防和民用领域具有重要的应用价值.按其成像方式的不同可以分为扫描式和非扫描式两大类.非扫描激光雷达受制于阵列探测器件的性能,成像范围和距离有限,而扫描激光雷达具有大视场、高分辨率和探测距离远的优势,成为当前激光雷达技术发展的主流.作为扫描成像激光雷达的核心技...     

熔融石英中实现高效率的百毫焦受激布里渊散射

固体布里渊增益介质是目前实现高稳定、高重复频率受激布里渊散射(SBS)的重要光学元件,能够产生高光束质量的相位共轭光。然而,不同于被广泛研究的液体布里渊增益介质,目前针对固体布里渊增益介质如何产生高效率高能量的SBS尚无成熟的研究。近日,笔者团队以块状熔融石英作为布里渊增益介质,在高强度纳秒激光脉冲泵浦下,围绕熔融石英中的SBS能量转换效率和损伤阈值与泵浦光纵模的关系开展了研究,实现了最高单脉冲能量183.1 mJ、反射率为81.0%、斜效率高达85.8%的相位共轭光输出。该研究结果对于实现高功率全固态的SBS相位共轭镜,进而提升脉冲激光器的输出功率水平、获得高稳定高效率的SBS运转具有重要的指导意义。     

非线性光场调控实现12倍相位超分辨实时干涉测量

光学干涉仪是现代精密测量技术的核心支撑,但其分辨率受到光源波长的限制,无法通过无限减小波长提高分辨率,而“相位超分辨”即是指设法解决光源波长限制的技术手段。目前“相位超分辨”研究主要通过调控N光子纠缠态的途径实现,但是由于N光子纠缠态制备与调控的极高难度和符合计数的极低效率使得该途径无法用于实际测量。针对这一瓶颈,笔者联合团队利用轨道角动量(OAM)相干态在光学超晶格中的级联参量上转换过程高效构造、提取多光子复振幅信号。实现了N=12倍的相位超分辨干涉信号的实时测量,为发展可实际应用的高倍率相位超分辨干涉测量技术提供了一条全新的物理途径。     

基于MEMS微镜的调频连续波激光雷达设计

将调频连续波(FMCW)激光测距技术与MEMS微镜扫描成像技术相结合,设计了一种新型激光雷达系统.引入平衡相干探测技术和基于辅助干涉光路的调频信号非线性校正技术,搭建了双光路测距仿真系统.在400 m以内最大测距误差不超过1.26 m,相对测量精度小于0.32％,100 m测距误差仅为0.270 8 m.为了满足FMC...     

基于空间光腔的高功率布里渊频率梳

光学频率梳作为精确的光谱工具,在光学原子钟、激光频率计量、精密光谱测量等领域具有广泛的应用。提出了一种基于空间光腔的布里渊光学频率梳振荡器,利用金刚石晶体作为增益介质,在1μm波长双通泵浦的拉曼腔中有效激发了受激布里渊散射和四波混频效应,获得了中心波长为1.2μm、稳态功率为101 W、梳齿间隔为71 GHz的布里渊频率梳输出,对应的最高阶次为23、带宽达1.55 THz。该功率为已知布里渊频率梳的最高功率,相较于微腔结构提升了4个数量级以上。所提方案为实现具有特殊波长的连续波高功率光学频率梳提供了新的技术路径。     

亚纳秒Zig-Zag板条激光器实现500 Hz焦耳量级输出

亚纳秒激光因其对光电器件的损伤优于纳秒激光和飞秒激光,而被广泛应用于光电对抗领域。然而,在常规水冷条件下实现输出数百赫兹焦耳级亚纳秒激光还面临较大的挑战。笔者课题组面向国防重大需求,结合端面泵浦微片晶体百皮秒激光产生技术和多程多级板条激光放大技术,对板条激光器的放大性能进行大量的实验研究,并提出了温控双端泵浦技术,弥补双端泵浦结构的缺陷。实现板条激光器单脉冲能量952 mJ,重复频率500 Hz的激光输出,这将为光电对抗系统所需的高重频大能量激光提供优质光源。     

单频连续波金刚石拉曼激光器研究进展（特邀）

受激拉曼散射增益具有无空间烧孔特性,通过简单的腔型设计,拉曼激光器即可实现稳定单纵模运转。同时拉曼激光波长灵活,因此拉曼激光器在特殊波长单频激光领域具有重要技术优势。近年来,随着金刚石合成技术的突破,以金刚石作为增益介质的单纵模、高功率拉曼激光器获得了快速发展。文中简要介绍了拉曼激光器的单纵模运行机制;总结了单纵模金刚石拉曼激光器的研究进展;并对单纵模金刚石拉曼激光器的发展趋势进行了展望。     

基于金刚石拉曼转换的光束亮度增强研究进展

具有不同波长的高亮度激光在国防、工业、生命科学等诸多领域发挥着重要作用。但是受限于现有工作物质固有的光谱特性和热物性，传统粒子数反转激光器的波长和输出功率难以兼顾，甚至导致激光在功率提升时光束亮度不升反降。为了克服该难题，近几年人们利用非线性光学技术对光束净化开展了大量研究，即将粒子数反转激光器输出的低光束质量的光束，通过受激拉曼或受激布里渊散射等效应转变为高光束质量激光输出。其中，金刚石晶体以其高拉曼增益系数、极高的热导率和极宽的光谱透过范围等性质，在实现高效率拉曼波长转换的同时展现出优异的光束亮度增强特性，为人们获得高功率、高亮度激光光束提供了新的技术路径。文中对基于金刚石的一阶和级联拉曼转换的光束亮度增强研究进行了综述，并围绕其潜在的应用进行了探讨。     

键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG被动调Q微片激光器的优化设计

为了提高LD抽运脉冲微片激光器的输出性能和系统的集成度,采用龙格-库塔法对包含自发辐射与抽运速率的被动调Q速率方程进行了数值求解,结合被动调Q激光器输出参量的表达式对LD端面抽运的键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG微片激光器输出参量进行了数值仿真。结果表明,利用长度1mm/1.5mm的键合Nd∶YAG/Cr4+∶YAG晶体作为增益介质,当Cr4+∶YAG的初始透过率为75%、输出镜的透过率为30%、抽运光和腔内基模光半径均为100μm时,能够在抽运功率为4.5W的条件下实现平均功率0.7W、脉冲宽度174ps、重复频率16.1kHz的理论激光输出。该研究对被动调Q微片激光器的参量优化和应用具有理论指导意义。