天津大学精仪学院激光与光电子研究所研制出全固态绿光激光器已突破百瓦

高功率全固态 5 32nm激光器在工业加工、海底探测、分离铀同位素以及大功率三色显示等领域有着重要的应用 ,国外在此项研究中绿光的最高输出功纺早已超过百瓦 ,而在国内报道绿光的最高输出功率仅是 6 8W ,我们实验室利用美国CEO公司生产的半导体激光器组件、采取单声光调Q装置、KTP晶体II类临界相位匹配、谐振腔为简单的平凹腔结构 ,在泵浦电流 18.3A、调制频率 2 0 .7KHz时获得了 10 4W准连续绿光 (5 32nm)输出 ,脉冲宽度低于 130ns,倍频效率达到了5 0 % ,使得我们国内在此项研究中达到了国际水平天津大学精仪学院激光与光电子研究所…     

基于预测模型的传感器网络近似数据采集算法

基于模型的数据采集技术可以有效抑制不必要的数据传输,节省能量开销,已经在传感器网络中得到广泛应用。对传统基于模型的数据采集进行了改进,提出基于卡尔曼滤波器的近似数据采样算法ADCA。ADCA可以在一定误差范围内有效获取数据。空间相近的节点被组织成簇,簇头和成员分别建立卡尔曼滤波模型,并保存对方的镜像模型。簇头节点可以为成员节点产生近似的数据,所以用户查询可以通过簇头来回答。实验表明ADCA具有较好的性能。     

Theoretical analysis of stimulated polariton scattering from the A1-symmetry modes of KNbO3 crystal

Stimulated polariton scattering (SPS) based on noncollinear phase matching scheme from the A1-symmetry modes of KNbO3 crystal is investigated for generating terahertz (THz) wave. Frequency tuning characteristics of THz wave by varying the phase matching angle and pump wavelength are analyzed. The expression of the effective parametric gain length under the noncollinear phase matching condition is deduced. Parametric gain and absorption characteristics of THz wave in KNbO3 are theoretically simulated. The characteristics of KNbO3 for parametric oscillator (TPO) are compared with those of MgO:LiNbO3. The analysis results indicate that KNbO3 is an excellent optical crystal for TPO to enhance the output of THz wave.     

3.11THz标准体雷达散射截面测量

针对太赫兹近场散射特性测量特点,基于CO2激光抽运的太赫兹激光器和双层独立转动平台搭建了一套高频段太赫兹雷达散射截面（RCS）测量系统。利用不锈钢光滑金属球体作为标准定标体验证了系统的可靠性,测量结果与理论值误差小于3 dBsm,系统的信噪比优于24 dB。首次利用该系统开展了3.11 THz频点处不同材料及涂覆层圆形金属平板及不同底面直径圆锥体RCS的测量。通过比较分析发现了表面阳极氧化和喷漆处理的航空铝及P304不锈钢与纯航空铝平板的RCS区别,以及不同底面直径的圆锥体RCS差异,为太赫兹频段复杂目标体RCS的研究奠定基础。     

硅棱镜耦合输出THz波参量振荡器的实验研究

利用一块MgO:LiNbO3晶体,采用Si棱镜耦合出射方式构成太赫兹(THz)波参量振荡器,实现了高效可调谐的THz波输出,调谐范围为0.95～2.10THz。在1.80THz处,当泵浦能量为101mJ时,产生的THz波平均功率为580nW,THz波单脉冲能量为58nJ,THz波能量转换效率为5.74×10-7;同时产生的Stokes能量为2.7mJ。实验中,观察到了一阶和二阶Stokes光,一阶Stokes光与泵浦光的频差等于产生的THz波的频率。     

Design of GaAs/AlxGa1?xAs asymmetric quantum wells for THz-wave by difference frequency generation

The energy levels, wave functions and the second-order nonlinear susceptibilities are calculated in GaAs/Al0.2Ga0.8As/Al0.5Ga0.5As asymmetric quantum well (AQW) by using an asymmetric model based on the parabolic and non-parabolic band. The influence of non-parabolicity can not be neglected when analyzing the phenomena in narrow quantum wells and in higher lying subband edges in wider wells. The numerical results show that under double resonance (DR) conditions, the second-order difference frequency generation (DFG) and optical rectification (OR) generation susceptibilities in the AQW reach 2.5019 mm/V and 13.208 mm/V, respectively, which are much larger than those of the bulk GaAs. Besides, we calculate the absorption coefficient of AQW and find out the two pump wavelengths correspond to the maximum absorption, so appropriate pump beams must be selected to generate terahertz (THz) radiation by DFG.     

8.1 W全固态准连续红光Nd:YAG激光器

报道了利用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体(相位匹配角选为θ=59.9°,φ=0°)对Nd:YAG在1.3μm附近的振荡进行腔内倍频,产生高功率准连续红光激光的实验结果.激光器使用了一个连续运转的高功率激光二极管(LD)侧面抽运组件(组件内由30个20W的二极管阵列呈三角形阵列分布抽运一根Nd:YAG圆棒),使用声光调Q技术实现高重复频率输出,并选用了平-凹直腔的腔体结构.对该激光器的基频(1.3μm波长)调Q和倍频红光的功率输出特性及光谱特性进行了研究.在LD抽运功率453W时产生了最大输出功率8.1 W的准连续红光激光,测量了此时的M2值并给出了光强分布图.     

85W高稳定全固态绿光激光器的研究

研究了平均功率达 85W高功率高稳定性全固态绿光激光器 ,从理论上分析了全固态内腔倍频晶体热效应相位失配对输出功率的影响 ;数值模拟了倍频晶体内部的热量分布 ,计算了倍频晶体相位匹配角随温度变化的失配量。在实验中 ,采用 80个 2 0W的高功率半导体激光器侧面抽运单Nd∶YAG棒 ,采用双声光Q开关、高效平凹谐振腔结构 ,对大尺寸KTP晶体进行角度偏离法补偿相位失配并配合强冷却等技术 ,实现高功率内腔倍频激光器的稳定运转 ;在抽运电流为 17 3A时 ,实现了重复频率为 2 0 4kHz,脉冲宽度 2 30ns,输出功率为 85W的高功率、高重复频率绿光 ( 5 32nm)输出 ,不稳定性为± 1 0 3% ,光 光转换效率为 9 7%。     

基于长周期光纤光栅和ZigBee组网技术的无线溶液折射率传感网络

阐述了一种基于长周期光纤光栅和Zig Bee组网技术的无线溶液折射率传感网络。整个系统包括了传感节点、路由节点、协调器和中心计算机几个部分。传感节点部分,设计了一种基于强度调制型的低成本的长周期光纤光栅溶液折射率传感器,其中包括了长周期光纤光栅和一种特殊结构的封装。同时,设计了传感器的驱动板,包括激光二极管及其驱动电路、光电探测电路。利用损耗峰两侧近似线性的特性,通过测量单侧损耗峰半峰处固定波长光功率的变化实现了折射率传感。系统搭建了基于Zig Bee的自组网系统,并且实现了实时的多点的溶液折射率监测。测量了折射率为1.3347~1.3418的氯化钠溶液,分辨率为0.0001,最大误差为0.0004,平均误差为0.00015。所述系统提供了一种将光纤传感器应用于无线传感网络的方案,其优势在于可以大面积铺设大量低成本传感器并组网,方便地增减传感节点,实现了大范围、多点、高分辨率的环境监测。     

THz波连续波透射式逐点扫描快速成像实验研究

利用CO₂激光抽运太赫兹(THz)激光器,搭建了TH z连续波透射式快速扫描成像系 统。将样品置于平移台上,利用透镜将THz光束聚焦于样品表面,通过计算机控制平台 连续移动与信号实 时采集,大大缩短了成像时间,通过计算机重构获得扫描图像。从扫描速度,成像分辨率的 角度出发,对 连续THz扫描成像系统进行优化研究。实验对1cm×1cm的样品,用0.25mm步 长进行扫描成像,得到 最短成像时间仅需3min,在输出频率为4.3THz时,图像最高分辨率达到0.1mm。对刀片与树叶进行扫描 成像,分析并比较了衍射极限对成像质量的影响。结果表明,在选用高频率输出光源和扫描 平台小步长移动情况下可以获得更好的成像质量。