半导体激光器近场图的实验观测

半导体激光器近场图的实验观测杨枫（东北师范大学物理系１３００２４）在许多激光应用中使用的都是半导体激光器，并且往往要求激光器单模输出，所以观测激光器的工作模式非常重要．激光器的纵模可以通过光谱分析观测．半导体激光器谐振腔反射镜很小，所以激光束的方向性...     

角量控制的激光天线设计

在多环检测系统理论的基础[4,5]上,通过对激光天线单镜和双反射镜的高斯光束的传播规律和双镜距控制光斑稳定不变的实验数据[1,2],来进行激光天线的设计。设计采用了高斯光束控制入射光束的光腰位置,对天线副镜和主镜的入射角、反射角和天线发散角的控制方法,设计了天线的副镜和主镜的曲率半径、焦距和直径,达到了光斑保持的目的。计算公式简单,使用方便,计算公式和实验测定的数据误差在工程设计要求的范围以内,适合工程设计的需要。     

空间激光通信组网反射镜联动跟踪控制技术

为提高光学天线能量利用效率,实现空间激光通信组网,本文对反射镜联动跟踪控制技术展开研究。首先,阐述了系统组成原理,详细论述了基于单探测器多执行器的反射镜联动跟踪控制策略。接着,通过分析激光链路能量,得到了联动跟踪约束条件及误差要求。然后,建立了双反射镜联动跟踪数学模型,对伺服控制器进行仿真。最后,搭建原理样机对跟踪性能进行测试。实验结果表明,系统能够对目标进行稳定跟踪,跟踪脱靶量精度优于83μrad,双镜联动精度优于26μrad,系统接收光功率显著提高。本文研究为实现空间一对多激光通信链路组网奠定了基础。     

近代物理实验教学改革初探

近代物理实验是物理专业学生的必修课．其中大部分实验在近代物理发展史上曾起过重要作用，对学生加深有关物理概念、规律的理解，活跃物理思想，掌握一些较先进的实验方法和技能以及培养科研能力有着重要的作用．和普通物理实验相比。它有设备先进且价格昂贵的特点．作为师范院校，在当今经费不足的情况下，怎样利用有限的设备，根据课程的要求培养出跨世纪的高质量人才，成为改革实验教学的重要课题．几年来。我系近代物理实验室同志不断改革．在许多方面进行了一些有益的探索．客观分析我系近代物理实验课情况，存在有如下问题：1．实验…     

基于CST的偶极子天线虚拟实验

基于电磁仿真软件CST,设计了偶极子天线虚拟实验,建立了天线仿真模型,给出了仿真结果,不仅解决了实际天线实验设施造价高昂,操作复杂的问题,还可以直观给出天线电流分布、空间电场和磁场分布、辐射方向性图等,为高校电磁场类的物理实验提供一个新的解决方案。     

基于分光计的光栅衍射和双棱镜综合实验设计

分光计的调整和使用实验、光栅衍射实验以及双棱镜干涉实验是目前国内大多数高校开设的实验项目,同时这3个实验也是全国中学生物理竞赛的实验考试内容.本文通过将这3个实验进行有机融合,提出了一套在分光计上实现光栅及双棱镜参数测量的综合实验方案.该实验方案可以实现诸如双棱镜楔角及折射率、光栅常数等物理参数的测量.本文还对提出的综合实验方案进行了可行性分析.本文提出的综合性实验方案,一方面可加强学生对常用光学仪器的掌握和使用能力;另一方面,针对计划参加全国中学生物理竞赛的中学生而言,也可以作为一套实验技能检验的方案.     

60微弧度激光发射天线模拟设计及测试

为了实现远距离激光能量传输,根据光学相差理论和优化的组合透镜设计,着重研究了影响激光发射天线发射的激光光束随望远光学系统离焦量的变化规律和初步的实验测试.实验中利用三级像差理论消除激光天线系统像差对离焦量控制精度的影响,在不同的距离,实现了远场激光光斑的测量.采用高斯曲线拟合法,消除CCD探测器的饱和影响,提高了远场激...     

改革物理实验教学加强对学员科学实验能力的培养

高等学校工科本科物理实验课程教学基本要求中明确指出：物理实验课程应使学生在中学物理实验自基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解科学实验的主要过程与基本方法，为今后的学习和工作奠定良好的实验基础。为了达到这些要求，必须对物理实验的教材体系、教学内容和教学方法进行全面的改革，加强对学员科学实验能力的培养。     

工科大学物理实验改革要适应未来知识经济的发展

分析了未来知识经济发展要求大学物理实验改革的迫切性和重要性，指出了当前物理实验存在的主要问题，提出了物理实验改革的一些具体措施。     

激光反射镜的散射损耗分析与设计

在激光反射镜的光学损耗里,表面散射损耗(SSL)对高精密的激光仪器性能和实验影响尤甚,有时是致命的。本文根据光学膜系散射和吸收理论分析了反射镜膜系的SSL与吸收损耗,反射率以及膜系特点、材料之间的关系和矛盾,利用光场在膜系中的合理分配方法,设计了一种旨在减小SSL的新型激光反射镜膜系。设计结果表明,在相同设计下,用La₂O₅/SiO₂和ZnS/MgF₂构成的新的组合膜系的激光反射镜与通常的ZnS/MgF₂膜系的激光反射镜比较,SSL的减小达到了设计要求,而且使激光反射镜中另一主要损耗——体积损耗(VL)减小更多,其它的一些性能也得到了改善。采用此新型膜系可望做出总损耗小于0.1%,反射率在99.9%以上的低表面散射损耗的高质量激光反射镜,它对激光技术的发展与应用有着重要的意义。     

后腔镜对掺镱双包层光纤激光器输出特性影响研究

使用国产掺镱双包层光纤搭建了双包层激光器实验系统.将透射率不同的反射镜作为后腔镜进行了激光器输出激光光谱和功率测量.根据激光器数学模型和增益理论,分析了实验中后腔镜参量对激光器输出特性的影响,并深入讨论了后腔镜透射率与激光器输出波长之间的关系.实验表明：后腔镜与激光器输出激光功率和波长紧密联系,通过调节后腔镜的透射率可以优化系统的输出激光特性.     

中心波长为28.5nm多层膜镜反射率测量

在“星光-Ⅱ”装置上以类Ne铬x射线激光作为标定源，以平场光栅谱仪为分光元件进行了285nm的Mo/Si多层膜反射镜效率测量.介绍了实验方法，给出了实验结果，本次研制的两块多层膜镜反射率分别为31%和9.6%. 关键词： x射线多层膜反射镜 反射率测量 x射线激光     

综合实验教学改革点滴

综合实验教学改革点滴戴道宣，朱永强（复旦大学物理系近代物理实验室上海２００４３３）“近代物理实验”课程中人部分均为在近代物理发展史上起重要作用的综合实验，就其特点而言，这些综合实验既不同于基础性的普通物理实验，又有异于研究性的科学实验，可以看成是“模...     

多点激光通信光学中继天线伺服系统

一对多激光通信网络通过基于旋转抛物面原理的伺服摆镜天线,对多点光端机的激光信号进行捕获、跟踪、通信,形成空间激光通信网络。论述了该伺服天线系统的基本原理、架构、跟踪算法与拼接技术,证明了旋转抛物面天线的形成原理,给出了伺服摆镜天线的可行性分析。介绍了跟踪系统的闭环架构,分别阐述了敏感器、执行器、控制器的组成及指标。给出用于光斑跟踪的带执行器限位的比例积分微分(PID)算法及调试方法。为了实现连续跟踪,引入多反射镜拼接技术,着重说明了反射镜拼接的实现方法。整个伺服天线系统以执行范围、跟踪精度、拼接可靠性为测试内容,最终实现了360°全向执行,小于50 mrad跟踪误差和室内原理实验拼接成功率大于90%的技术指标,有效地保证了激光通信网络体系的正常运行。     

空间激光通信组网中旋转抛物面基底面型研究

旋转抛物面型多反射镜拼接结构的天线在空间激光多点间激光通信中有着重要的应用。选取不同的旋转抛物面基底面型,系统有不同的通信范围。针对作为基底的旋转抛物面面型进行研究,讨论了不同抛物线系数p与通信范围θ之间的关系,分析了不同有效口径下的通信范围,及其合理性。结果表明,在合理的取值范围下,抛物线系数p=28时,最大通信角度可以达到118.7377°,但由于后续拼接反射镜的因素限制,得出合理选择抛物线系数p=50时的面型,而此时通信范围为109.8084°。     

光泵浦双反射带半导体激光器的热效应有限元分析

给出了808 nm/980 nm双反射带布拉格反射镜的反射谱线,建立了光泵浦双反射带半导体激光器件的热学模型及其内部热载荷分布形式,运用有限元分析方法,详细分析了双反射带光泵浦半导体激光器件的热学特性。结果表明,对于激射光反射率为99.96%的单反射带和双反射带布拉格反射镜结构的垂直外腔面发射半导体激光器件,前者的散热性能较好,而后者的最大温升明显低于前者。本文的分析结果可为半导体激光器件的结构优化和实验研究提供理论参考。     

飞秒时间分辨实验中泵浦-探测交叉相关函数的测量和时间零点的确定

飞秒激光技术的出现使得实时探测与跟踪激发态超快弛豫动力学过程成为可能,并能够给出激发态动力学过程清晰的物理图像。而在飞秒时间分辨实验中,泵浦-探测相关函数和时间零点直接影响实验结果的可靠性和准确性。本文结合飞秒激光在分子激发态超快动力学过程中的应用进展,介绍了根据实验条件和要求,在具体实验过程中泵浦-探测相关函数测量和时间零点确定的几种方法。实验中选择可见光作为泵浦光和探测光时,可以通过测定随泵浦-探测时间延迟变化的泵浦激光与探测激光的和频/差频光强来确定泵浦探测交叉相关函数和时间零点;而选择中心波长在紫外甚至真空紫外的激光脉冲作为泵浦光或探测光时,泵浦-探测交叉相关函数通常采用校正的方法测量。     

单发实验测量软X射线多层膜反射镜反射特性

 提出了一种单发实验测量软X射线波段多层膜反射镜反射特性的简易方法。实验采用激光等离子体软X射线源作为光源,用平焦场光栅谱仪分光,在光路中引入掠入射镜以消除高级次谱的影响,用软X光CCD记录,在一发激光打靶实验中,测量了设计中心波长为13.9 nm的Mo/Si多层膜反射镜的反射特性。     

热流测量实验

据调查大部分工科院校物理实验的热学部分是一个薄弱环节，个别学校甚至是个空白．大部分学校没有结合学科特点和专业特点对实验内容进行适当的选择，不同专业的学生做相同的实验，具体要求也相同，部分学生对实验不感兴趣，缺乏学习积极性，而教师又苦于找不到更合适的热学实验．1991年国家教委物理实验课程指导委员会在成都会议上提出：有条件的学校可以开设少量的应用性实验．1993年《高等工科学校物理实验课程基本要求》（修订稿）正式提出：要开设一定数量的近代物理、应用性或综合性物理实验．随着微机的普及，可在部分实验项目中对学…     

对物理新课程标准进行课外实验活动的实践与思考

新一轮中学物理课程改革已启动实施，从初、高中（人教版）新编物理教材看，无论是体系编排、栏目设置、教材内容等各方面都与旧教材有较大的变化．其一，在教材内容的引入中设计了许多贴近现代生活，语句充满诗情画意，启迪学生思维的有趣物理问题，创设了生动形象的物理情境．其二，根据教学内容的要求，旧教材中的许多演示实验变为大量的由浅入深的学生探究性实验，并增加了许多取材容易、制作简单的课外小实验，拓展了实验的空间，充分利用了中学生的好奇心和强烈的求知欲，