Effect of absorbed pump power on the quality of output beam from monolithic microchip lasers

The dependence of the beam propagation factor (M ² parameter) with the absorbed pump power in the case of monolithic microchip laser under face-cooled configuration is extensively studied. Our investigations show that the M ₂ parameter is related to the absorbed pump power through two parameters (α and β) whose values depend on the laser material properties and laser configuration. We have shown that one parameter arises due to the oscillation of higher order modes in the microchip cavity and the other parameter accounts for the spherical aberration associated with the thermal lens induced by the pump beam. Such dependency of M ² parameter with the absorbed pump power is experimentally verified for a face-cooled monolithic microchip laser based on Nd³⁺ -doped GdVO₄ crystal and the values of α and β parameters were estimated from the experimentally measured data points.     

自聚焦透镜高效批量加工的双面研磨抛光法研究

依据双面研磨抛光原理，提出了加工自聚焦透镜平面和斜面辅助工装设计.从工艺技术特点和生产实际过程等方面对设计的工装使用情况进行分析验证.多次大批量加工实践证明，该辅助工装的设计完全满足了自聚焦透镜高效批量加工技术要求，简化整个生产线工艺，减少工艺流程时间，降低材辅料的消耗成本，从而验证了双面研磨抛光法是一种实用的加工自聚焦透镜的新方法.     

关于左手性介质几何光学的研究（一）

根据几何光学中的费马原理和完善成像原理研究了光线经过正负折射率界面时的传播特性，推导了单负折射率完善成像的曲面方程，讨论了单块负折射率透镜成像特性的一些缺陷及改进方案，依此指出了最短时间原理的适用范围的局限性和利用左手性介质制作光学器件的优越性，为进一步研究左手性介质的光学特性和相关光学器件设计提供了理论基础.     

半导体激光器光束准直系统的功率耦合效率

在长距离无线光通信中，接收点光功率密度与光束发散角平方呈反比关系，为了获得小的发散角和大的功率耦合效率，要求准直系统有较大的数值孔径(NA)，但数值孔径过大会增加像差，因此合理设计功率耦合效率与准直系统的数值孔径就非常重要。该文对半导体激光器光束准直系统中功率耦合效率进行了研究，给出了半导体激光器光束功率耦合效率与k(孔径半径与孔径处等效光束半径之比)的关系表达式，并结合激光器光束准直系统，给出了半导体激光器光束功率耦合效率与准直系统数值孔径的关系表达式。该研究结论对于半导体激光器光束准直系统设计具有参考作用。     

方形自聚焦透镜的研制

经过方形玻璃丝的加工、离子交换及成品的精密加工等过程，成功制出了方形自聚焦透镜.并采用聚焦成像和雅明干涉等方法对其光学特性进行测试，得出了方形自聚焦透镜本身所具有的一些特性：中心部分畸变较小，成像性能好；四个棱角内的球差较大，像质较差;折射率分布不具有旋转对称性，而是与方向和半径有关.     

改善光纤倒像器的对比度传递特性

光纤倒像器是一种特殊类型的光纤板，可将传递图像直接倒转180°并应用于像增强器。由于光纤倒像器的特殊结构，造成光纤随着距扭转轴心的距离增加，数值孔径和光通量逐渐下降。相对于光纤板，光纤倒像器在透过率和对比度传递特性上均有一定程度的下降。通过改进玻璃系统，在一定程度上降低芯皮玻璃间离子扩散和相互渗透的程度，可提高光纤倒像器的实际数值孔径；通过调节EMA吸收量，既能满足像增强器对光纤倒像器荧光屏透过率的要求，又能保证最大程度地吸收光纤中逸出的杂散光，提高对比度。选择合理的芯皮比，不仅可弥补因扭转拉伸造成的皮层厚度减薄，还可进一步增加皮层厚度，抑制光从光纤中逸出。通过以上改进，可改善光纤倒像器的对比度传递特性。     

多边形棒状透镜出端辐射均匀性的研究

研究了用多角形棒状透镜产生高均匀性正方形和圆形照明的最佳结构参量.结果表明,对于正方形棒状透镜,输出端的照明均匀性随透镜的长度振荡变化,在某些特定长度达到极小值.对于圆形照明面积,比较了从三角到八角的六种多边形.利用三角形积分透镜可以获得最佳的照明均匀性,但光能利用率相对较低,六角形积分透镜可同时获得较高的照明均匀性和光能利用率.     

基于GRIN透镜微小角位移的测量技术研究

根据1/2波节自聚焦（GRIN）透镜中光的传输特性,提出了一种新颖的测量微小角位移的模型,通过对模型中光线传输和几何关系的理论分析,推导了待测角位移与光耦合效率之间的传递函数.针对模型对测量范围的限制,提出了一种可行的拓宽测量范围的方法.研究结果表明,该模型不但测量范围宽,而且测量准确度高,线性度好.     

大口径宽视场双波段扫描红外相机光学设计

通过分析计算,设计了一种大口径宽视场折射式红外相机光学系统。该系统设计用于超长线阵扫描红外相机的地面演示成像,它能同时对短波2μm—3μm、中波3μm—4.5μm双波段成像,且同时具有24°的大视场和150mm的宽口径,成像质量接近衍射极限。该系统在航天遥感领域应用广泛。