靶面激光光斑尺寸原位测量的研究

提供了一种简便易行的靶面激光光斑尺寸原位测量的方法。从高斯光束的横向光强分布特性出发,建立了激光烧蚀斑半径与辐照激光能量、光斑尺寸、烧蚀阈值间的关系式,模拟分析发现辐照激光光斑尺寸对烧蚀斑半径随辐照能量变化曲线有较大影响。对于脉宽为2 ms,波长为1064 nm的激光,实验测量了不同能量激光辐照下相纸烧蚀斑半径,并用推导出的关系式拟合测量数据,获得了靶面处光斑尺寸和样品烧蚀阈值。同时,也测量了不同位置处的光斑尺寸和样品烧蚀阈值,对高斯光束束腰位置和样品烧蚀阈值的光斑尺寸效应进行了验证。研究结果表明该技术结果可靠,简单高效。该技术可以为高能激光与固体物质相互作用的基础研究和激光加工等应用领域中实现简单方便地测量靶面光斑尺寸提供帮助。     

平面桁架构建的定日镜面形支撑结构优化及实验

针对反射面成型的复杂影响因素，提出平面桁架构建的定日镜面形支撑结构优化技术路线. 利用模拟仿真、数值计算和优化算法等方法，解析20 m²定日镜面形定义技术路线的4个组成环节：面形规格及宽高比、上弦杆的截面矩、平面桁架组间距的最优值、机加工中工艺控制要点的量化. 试制小型定日镜进行实验，分析光斑形状和能流密度分布特性，并与理想球面形光斑比较，两者的拟合优度大于0.98. 实验结果表明，当反射镜宽高比取1.2，上弦杆截面矩取40 000 mm⁴，桁架组间距取950 mm，上弦杆和斜杆的开孔公差小于0.9 mm时，反射面形的质量提升. 研究从原理和实践上证明了该优化技术路线的可行性.     

环形孔径高斯光束的远场特征

讨论环形孔径高斯光束的远场光斑能量分布，并给出拟合表达式。首先推导光束没有拌动时远场光斑的光能分布表达式，然后研究各种不同中心遮拦和不同光束截断比。在有以及没有激光束拌动的情况下，对高斯光束的远场环围能量分布变化的影响。     

光斑光强渐变测量通信光纤数值孔径

数值孔径NA(Numerical Aperture)是通信光纤的一个重要光学参数,表征了光纤的集光能力.它与光纤传输系数的计量有密切关系,对通信光纤的传输带宽有很大影响.光纤数值孔径的测量方法有多种,文中设计了一种用于通信光纤数值孔径快速测量的装置,该装置包括光源、刻度旋转台、微调机构及数字仪表等单元,测量基于光斑光强渐变机理,根据仪表显示值在临界点突变可确定被测光纤的数值孔径,实验表明该装置测量稳定可靠,多次测量平均值的重复性优于2%.     

深亚微米光记录测试仪

详细描述了进行亚微米、深亚微米光记录和探测的测试仪器，其探测功率可达30mW，最小的探测时间为20ns，探测的最小光点200nm左右，带有CCD观察的系统可方便地定位及进行图像处理，整个测量过程均在计算机控制下进行，操作非常方便，它是对高密度光盘材料记录性能进行测量，以及对深亚微米，乃至纳米记录材料进行研究的有效工具。     

大气激光通信中的光斑特性模拟和验证

根据空-地大气激光通信信道的特性,基于惠更斯-菲涅耳原理,应用夫琅禾费圆孔衍射的算法,对光波强度和光斑图像在光束截面内的分布进行分析及计算,研究了传输距离、发射孔径、激光波长以及湍流结构常数等对光斑形状及光强分布的影响。利用对数正态分布建立了大气湍流信道模型,通过对不同传输距离条件下光斑上不同点的光强分布进行计算统计和仿真分析,实验和仿真结果表明：光斑的光强分布图样服从贝塞尔分布。因此,在相同的大气湍流条件下,选择较长波长激光和较大孔径的发射器,可以有效降低光强闪烁引起的衰减,从而提高大气激光的通信质量。     

一种改进的激光光斑中心检测算法在路基沉降测量中的实现

通过检测激光光斑中心位置偏移的方法来监测路基沉降,是一种便携易布设的方法。而激光光斑中心的检测可以使用重心法、圆拟合、椭圆拟合、高斯曲面拟合。采用重心法运算简单精度低,而采用拟合法精度更高,由于光轴与靶面间存在夹角,光斑更近似看作一椭圆,应用椭圆拟合,辅之以亚像素精度分割,Canny边缘提取后获得了较为理想的沉降监测精度。