双包层光纤激光器微棱镜反射式侧面耦合的新技术

提出了一种双包层光纤激光器侧面耦合技术--微棱镜反射式侧面耦合技术,能高效且方便地将半导体激光器,特别是高功率半导体激光器阵列和叠层的抽运光耦合进双包层光纤中.该技术具有结构简单、加工难度小,抽运效率高、对光纤本身无损伤等特点,更重要的是该技术非常适合半导体激光器列阵的多点抽运.详细阐述了微棱镜反射式耦合技术的基本原理和具体使用方法,理论计算所得耦合效率超过90%,并进行了初步的实验研究,得到了超过50%的耦合效率.通过分析,对光源和棱镜具体尺寸参数提出了具体要求,并指出了其应用范围.     

大功率激光二极管的微片棱镜堆光束整形和光纤耦合输出

提出用微片棱镜推实现大功率激光二极管线列阵器件的光束整形,进而实现光纤耦合输出。利用这一技术得到了直径为６００μｍ的光纤耦合输出的大功率半导体激光,总效率大于５０％。它具有易于制造、调整简便、结构简单的优点。文中从理论、计算机模拟以及实验三个方面对微片棱镜堆的整形进行了分析讨论。     

光隔离器用微型晶体偏光棱镜的研制

本文以光隔离器用偏光棱镜为例介绍了微型晶体偏光棱镜的设计、材料选择以及加工方法。将通光孔径小于５ｍｍ的偏光棱镜称为微型棱镜。其结构设计通常遵从常规偏光棱镜的设计方法，但是考虑到器件微型化造成的材料机械强度的降低、加工应力对器件性能的影响以及加工工艺的技术难度的增加等因素，作者在器件结构设计上作了周密地考虑。为配合设计工作，文中相应地详细介绍了材料性能的检测方法，并给出了典型材料的测量数据结果。文中最后部分较为完整具体地介绍了借助晶体靠模技术对微型偏光棱镜实施加工的过程。本文对从事小型精密光学器件设计加工人员有一定的参考作用     

与偏振无关的1×4光开关

提出了一种基于折射棱镜与偏振无关的 1×4 光开关的设计及应用,主要介绍了该器件的结构、原理及误差分析,该器件采用一个单光纤准直器和两个双光纤准直器对光路进行耦合,并利用继电器带动折射棱镜灵活切换光路。该器件主要用于光网络系统之间的互联和光网络的保护、备份上,实验结果表明具有体积小、插损低、可靠性好等特点。     

基于渐变折射率透镜的低损耗1×N微结构光纤耦合方法

提出了一种新型的、基于单个径向渐变折射率(GRIN)透镜的1×N光纤耦合方法,并基于水平入射以及垂直斜面入射光线的传播方程建立了用于求解点光源发出的光束在GRIN透镜斜面入射后的成像点的计算方法。通过将透镜前端面加工成多斜面棱镜,将输入光分为多束,光束聚焦位置可以通过系统参数来调整;被分割开的光束经会聚、优化像差后,实现1×N低损耗耦合,并进行了仿真研究;通过优化斜面倾角、物距等关键参数实现了光纤低损耗耦合。该设计方案结构简单,易于装配,为各类光子晶体光纤、多芯光纤、光纤组束和光纤合光提供了实用的耦合方法。     

退火质子交换平面波导型电光调制器的研究

基于双棱镜耦合m线技术提出了一种新型的平面波导强度调制器。由于质子交换平面波导的导波层在加上电场后折射率发生变化，从而引起棱镜耦合输出的m线强度的变化，实现电光调制。讨论了电极间隙宽度和导波层吸收对器件性能的影响。与其他类型强度调制器相比，这种调制器具有简单的电极结构，而且调制带宽可达40GHz以上。     

双面金属包覆介质波导的直接耦合方法

根据双面金属包覆介质波导的特殊性质，提出了一种新的波导耦合方法，这种技术在不用棱镜、光栅和其它元件的情况下，可使光能从金属表面直接耦合进波导。实验结果与理论预言符合得很好。     

分体式原向反射法水下武器速度测试技术研究

水下动态参数的测试是特种武器、两栖武器、水下专用武器性能考核的必备环节，而水下运动体的速度信息是评价水下武器性能的重要指标之一。针对现有的水下高速目标参数测试系统中存在的成本高、安装调试复杂、设备体积庞大等问题，提出一种以激光光幕为有效区域水上、水下分体式，实时、非接触的测速方法。通过分析Lambert-Beer定律和体散射函数等数学原理，确定了水下光谱传输规律综合考虑性价比获得最佳峰值波长；将1m的圆柱体作为散射体模拟光在水中的散射情况，追迹空间区域内的光线总数为1×105，获得位于传播方向上1，3，5和7 m处的接收面上辐照度的光能量分布，从而获取系统激光光源的最佳峰值功率。以此为依据，采用定距测时原理和一维原向反射技术，由峰值波长为532 nm的半导体光纤耦合绿光激光器、光纤耦合式鲍威尔棱镜防水扩束器、一维原向反射器等构建光学系统。激光光源、光电转换部分和信号调理部分位于水上，激光光幕和原向反射器位于水下，通过光纤束完成两路光信号的发射和反射光的回收。发射端光纤一端与光源耦合，另外一端与鲍威尔棱镜耦合置于水下形成扇形光幕。接收端光纤一端均布于鲍威尔棱镜出口，另一端与PIN型光电传感器耦合。设计齿形一维原向反射器并完成加工制造，光线将沿着入射光方向原向返回，另外一维方向则仍为镜面反射，将接收系统置于发射点垂直光面内附近即可接收大部分光能量，解决了现有原向发射器因水介质折射率不同于空气而导致原向反射特性消失的问题。实验采用波长为(532±5) nm绿光激光器，功率稳定性<1%，光学噪声< 0.5%，准直后耦合至长度为2 m的单模光纤再经过鲍威尔棱镜展宽为60°扇形一字线光幕，扩束模块封装采用尼龙防水材料，接收光纤均布于光源周围形成环形光纤束，光纤另外一端均匀排列与PIN光敏二极管直接耦合。光敏二极管前加中心波长为532 nm的光学滤光片，FWHM=(3±1) nm，透过率为70%。PIN型光敏二极管有效尺寸为5.0 mm×5.0 mm。采用多档可调的光电信号调理电路以适应不同尺寸的测试对象。该系统进行了不同目标速度参数测试实验，以钢弩为发射装置，信号经过光纤回收、信号调理，采集至计算机处理获得波形及区间内平均速度，两激光光幕之间的距离为定值300 mm，波形峰值作为计时时刻。成功获取了较高信噪比的波形信号和目标速度值。利用水下运动体模型与模拟结果进行比较得到其绝对误差。实验结果表明： 本方法结构简单、重复性好，可实现有效区域达到1 m×1 m，最小可测目标尺寸为5 mm，理论测速上限可达1 000 m·s-1，实验数据通过与理论经验公式结果比对表明，系统测试精度可达0.2%。     

测定光纤标量模传输系数β_(mn)的方法

本文报道了利用棱镜-光纤耦合器,通过测量耦合角或m-线的位置,从而得到光纤标量模传输系数β_(mn)的方法。测得的β_(mn)值与用标量近似法算得的β_(mn)相差很小。     

大功率激光二极管与多模光纤耦合效率分析

提出了一种用于大功率激光二极管与多模光纤耦合的新颖的铲形整形系统，详细分析了铲形光纤端头不同的切割角度、切割深度以及耦合距离对激光二极管与铲形光纤耦合效率的影响。提出了一种计算该系统耦合效率的方法，同时给出了耦合效率的计算实例，得出了可以最大程度地提高铲形耦合头作用的优化参量。     

Sample-inverted reflow technique for fabrication of a revolved-hyperboloid microlens array in hybrid solgel glass

We propose a novel fabrication method, which is referred to as the sample-inverted reflow technique, to fabricate a refractive microlens array (MLA) with a revolved-hyperboloid profile in a solgel material. The fabricated solgel MLA demonstrates an excellent smooth profile with a fabrication error much less than the difference between the revolved hyperboloid and the spherical surface. In an application of coupling a laser diode (LD) to a single-mode fiber (SMF), we propose a two-MLA coupling scheme in which two revolved-hyperboloid MLAs are used between the LD and the SMF. In this configuration the coupling efficiency achieves 81.7% (-0.88 dB).     

基于ABCD矩阵的楔形柱面光纤微透镜的耦合技术分析

运用激光模式耦合理论分析了半导体激光器与楔形柱面光纤微透镜的连接损耗,设计并制作了楔形柱面光纤微透镜用来实现两者的模斑匹配。运用ABCD矩阵方法,对该组件的耦合效率进行了仿真计算和分析,得到了高耦合效率下楔形柱面光纤微透镜的结构参数。该方法可有效地用于楔形柱面光纤微透镜的优化设计。     

一种与光纤高效耦合的新型大光腔大功率半导体激光器

提出并实现了一种新型多有源区隧道级联大光腔半导体激光器，提高了激光器激射窗口的宽度，得到低于20°的垂直发散角，从而提高了光纤输出的耦合效率.对多种形式和规格的透镜光纤的测试结果表明，耦合效率可以提高30%以上. 关键词： 半导体激光器 大光腔 光纤耦合 透镜光纤     

Phase perturbation investigation of laser diode for the laser diode to single-mode fiber coupling system

A novel phase-perturbation method as well as an experimental system were established to study the deviation of the laser diode (LD) far-field intensity distribution from the ideal Gaussian. An analytical expression of the LD far-field intensity distribution and a numerical method based on the Monte Carlo calculation were developed to fit the measured results. The loss of the LD to the single-mode fiber (SMF) coupling system caused by this kind of deviation of the LD far-field intensity distribution was quantitatively analyzed.     

大口径高功率激光二极管阵列端面泵浦技术研究

采用大口径、高功率激光二极管阵列的大型全固化二极管泵浦激光系统能够产生高功率、大能量、高重复频率和高光束质量的激光.为了实现对介质的高效泵浦,将空心透镜导管应用于大口径高功率激光二极管阵列耦合系统.基于3维光线追迹的数值计算方法,编制了LD纵向泵浦耦合系统模拟软件,对空心透镜导管进行模拟与设计,将发光面积超过100 cm2、功率达48 kW的二极管阵列发出的泵浦光,耦合到面积仅4 cm2的NdYLF中,在系统耦合效率超过70%的同时,增益介质表面泵浦场具有良好的均匀性.     

Optimal distance from high power laser diode to cylindrical microlens in a coupling system

In a practical coupling system, a cylindrical microlens is used to collimate the emission of a high power laser diode (LD) in the dimension perpendicular to the junction plane. Using passive alignment, the LD is placed in the focus of the cylindrical microlens generally, regardless of the performance of the multimode optical fiber and the LD. In this paper, a more complete analysis is arrived at by ray-tracing technique, by which the angle 9 of the ray after refraction is computed as a function of the angle θo of the ray before refraction. The focus of the cylindrical microlens is not always the optimal position of the LD. In fact, in order to achieve a higher coupling efficiency, the optimal distance from the LD to the cylindrical microlens is dependent on not only the radius R and the index of refraction n of the cylindrical microlens, but also the divergence angle of the LD in the dimension perpendicular to the junction plane and the numerical aperture (NA) of the multimode optical fiber. The result     

基于微透镜阵列匀束的激光二极管面阵抽运耦合系统分析

为了提升高功率固体激光器中激光二极管(LD)面阵抽运场性能,采用几何光学和数理统计分析的方法,建立了基于微透镜阵列匀束的LD面阵抽运耦合系统的数学与物理模型,对微透镜阵列参数与最终耦合输出抽运场参数之间的关系进行分析,明确了微透镜单元F数、微透镜通光单元数以及微透镜阵列空间周期参数的设计原则.经实验测试,优化设计完成的LD面阵抽运耦合系统光场不均匀度为7.9%,耦合效率为90.7%.     

The zone strong coupling two-channel totally asymmetric simple exclusion processes

This article investigates the zone strong coupling two-channel totally asymmetric simple exclusion processes (TASEPs). The study is based on Pronina and Kolomeisky’s work [J. Phys. A-Math. Gen. 37, 9907 (2004)], in which the coupling exists within two whole parallel channels. Zone strong coupling two-channel TASEPs focuses on the behavior and the effect of a particular segment rather than the whole channel. The study shows that there are five possible stationary phases; LD/LD, HD/HD, MC/LD, LD/HD, and MC/HD. The phase diagrams and the density profiles are investigated using computer Monte Carlo simulations and mean-field approximation. The outcomes of the simulations match agreeably with the analytical predictions.     

Axial distribution of coupling coefficient of distributed feedback laser diode

An axial distributed coupling coefficient (ADCC) distributed feedback (DFB) laser diode (LD), in which the coupling coefficient (K_c) has been distributed axially on both sides of the phase shift region (PSR), is proposed to increase the efficiency of QW-DFB LD. The results are compared with that obtained from QW DCC–DFB LD. The present work proposes a new criteria for coupling distribution to decrease the spatial hole-burning (SHB) effect on the single mode (SM) operation.     

大口径端泵片状放大器的泵浦耦合系统（英）

为了满足片状激光放大器对泵浦功率密度的要求,设计并加工了高缩束比的耦合系统。根据LD的发光特性,将输出功率为80 kW的LD阵列进行拟球面排列,采用正交柱面透镜配合空心导光管进行泵浦耦合,将发光面积为330 mm85 mm的泵浦光,在输出口处压缩至18 mm18 mm的口径,耦合系统的缩束比高达86∶1。模拟计算表明,该耦合系统的耦合效率对导光管反射板的反射率依赖性较低。实验测量该耦合系统的效率为84.2%,输出口处泵浦光场快慢轴的调制度分别为1.30和1.18,且脱离耦合系统后的泵浦光传输8.5 mm后,依然可以保持泵浦光场的轮廓。该耦合系统在效率、泵浦场均匀性、传输性等方面均满足端面泵浦的片状放大器对泵浦耦合系统的要求。