激光热诱导PbS纳米微粒的自陷、衍射和自散焦现象

用波长为488nm的氩离子激光与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的PbS纳米微粒水溶胶作用,观察到了样品的自陷、衍射和自散焦现象,样品的折射率为负。测量了自陷阈值功率,计算了样品的非线性折射率n2。样品响应时间为11.86ms,且对488nm波长的光有吸收,说明样品的上述现象主要是由激光热诱导折射率的改变所引起的。     

热自聚焦诱导光折变非对称自散焦

用波长为５３２ｎｍ的高斯光束入射到掺杂的ＫＮＳＢＮ晶体中，对足够大的光强，观察到由热自聚焦效应诱导产生的光折变非对称自散焦．非对称自散焦的空间分布与性质都有别于噪声受激放大．它对自泵浦相位共轭无甚贡献．对开始产生非对称自散焦时晶体中光束的直径作出估计 关键词：     

高能激光环形光束近场和远场传输特性

为满足高能激光环形光束在近场区和远场区的实际应用需求,从电磁波衍射积分方程出发,推导了环形光束光场分布和远场光强分布表达式,并对光场分布和光强分布进行了分析,得到光强分布与高斯光束的有限孔径大小、中心遮拦比和传输距离的关系.引入大气湍流场景,采用相位屏法对环形光束在不同湍流强度下的大气传输进行了数值模拟和分析,研究了受大气湍流影响远场光斑畸变、光斑破碎、光束扩展和漂移等的增强现象.最后开展了环形光束近场区大气传输数值模拟和实验,结果表明:随着传输距离的增加,光斑中心光强越来越强,光斑逐渐趋于均匀,平均光强呈类高斯分布,近场区环形光束扩散和光斑畸变现象受大气湍流影响而增强.     

环形孔径高斯光束的远场特性

 讨论了环形孔径高斯光束的远场光斑能量分布,并给出了拟合表达式。首先推导了光束没有抖动时远场光斑的光能分布表达式,然后研究了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抖动的情况下,对高斯光束的远场环围能量的分布变化的影响。     

环形孔径高斯光束的远场特性

讨论了环形孔径高斯光束的远场光斑能量分布,并给出了拟合表达式。首先推导了光束没有抖动时远场光斑的光能分布表达式,然后研究了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抖动的情况下,对高斯光束的远场环围能量的分布变化的影响。     

激光通道传输热特性对远场光束质量的影响

 通过仿真计算分析了激光在光束控制系统通道内传输所产生的热效应及其对远场光束质量的影响。激光传播由近轴波方程描述，用快速傅里叶变换技术求解；激光热效应引起的流场密度变化采用完全Navier-Stokes方程计算。计算给出了不同波长、不同吸收系数条件下的远场光斑情况。计算结果表明，在典型的工作条件和状态下，较高能量激光在光束控制系统通道内产生的热效应影响不容忽视，它会明显降低远场目标处的能量集中度，增大光斑的发散。     

激光通道传输热特性对远场光束质量的影响

通过仿真计算分析了激光在光束控制系统通道内传输所产生的热效应及其对远场光束质量的影响。激光传播由近轴波方程描述,用快速傅里叶变换技术求解;激光热效应引起的流场密度变化采用完全Navier-Stokes方程计算。计算给出了不同波长、不同吸收系数条件下的远场光斑情况。计算结果表明,在典型的工作条件和状态下,较高能量激光在光束控制系统通道内产生的热效应影响不容忽视,它会明显降低远场目标处的能量集中度,增大光斑的发散。     

卫星激光通信端机远场模拟及远场测试技术研究

卫星激光通信需要进行端机远场模拟及远场测试技术研究。在室内短距离模拟远场分布的测试系统中,可以采用透镜变换,在透镜焦平面处得到远场分布。实际测试时引入点光源及平面反射镜,保证焦面位置确定的准确性。模拟卫星激光通信端机平行出射光的远场光斑,经实验检测,光斑第一、二、三级暗纹直径与远场光斑理论值比较的相对误差均小于5%。这表明,该方案可以准确模拟和测试端机远场。该研究工作对卫星激光通信捕捉概率的研究、通信研究、光链路功率的实测核准以及端机性能的整体评估有重要意义。     

激光远场焦斑测试技术研究

激光远场分布测量一直存在两方面的困难：一方面是由于波面畸变具有不确定性，使得焦平面位置不易确定；另一方面是焦斑“主瓣”和“旁瓣”光能密度相差悬殊，无如此大动态范围的探测器。此文针对现有的激光远场测试的3种常用方法(长焦距透镜法、列阵相机法、Rame Pair法)进行了实验研究。首先需要建立一个实验平台，3种激光远场测试方法在相同的测试条件下对激光束的相同位置进行测试，以减少比对误差。光路排布如图1所示。图1中虚线所包围的部分即3种测试方法的光路排布，由这3种方法分别测得的焦斑和焦斑列阵并通过一定的算法重构焦斑，所得结果比对如图2。     

激光横模相位补偿的远场分布

本文分析了激光TEM_m0和TEM_0l模相位补偿的远场分布。结果表明,其远场分布特性均有本质的改进。 关键词：     

自散焦介质中光束聚焦的最佳参数选择

对自散焦介质中由交叉相位调制效应引发的光束聚焦过程进行了细致的系统研究,讨论了抽运光初始振幅、抽运光信号光初始间距和抽运光信号光波长比三个参量对信号光聚焦过程的影响.数值模拟结果表明:抽运光越强,信号光聚焦程度越大;抽运光信号光初始间距和抽运光信号光波长比均存在一个最佳值,使得光束聚焦达到最佳效果.通过参数最佳值的选择,可提高光束聚焦的效率 关键词： 非线性折射率系数 交叉相位调制效应 自散焦介质 光束聚焦     

强激光远场焦斑重构算法研究

通过CCD图像采集单元结合传统的列阵相机测量高功率固体激光器的远场焦斑分布,采用图像处理技术的边缘算子提取焦斑的几何中心,提出通过几何中心对心的焦斑嵌套重构算法,解决了光斑饱和时的对心难题,实现了快捷准确测量激光焦斑,为激光器的实时控制提供参考数据。     

多光束激光远场干涉实验研究

设计了多组多孔径光阑,将激光扩束后通过自制的多孔径光阑,获得多光束相干激光光源.基于多光束干涉理论,通过改变不同的光阑,得到多组点状阵列分布的远场干涉图样,结果表明远场中心主瓣具有随着占空比减小能量降低、旁瓣增多的分布规律.实验结果表明,相干源呈正三角形分布时能量集中度较好.对高功率激光相干合成具有一定的参考意义.     

正交光楔激光远场焦斑测量方法

为验证正交光楔激光远场焦斑测量方法在提取光斑高频组分、扩展CCD测量动态范围和减小光束质量测量误差等诸方面的有效性,以常用的光束质量因子作为衡量新方法有效性的指标,建立离焦光斑强度分布理论模型并搭建相应的实验平台进行实验验证。验证结果表明:新方法与传统远场测量方案相比,使实验所用CCD的测量动态范围拓展了约9倍,实际光斑远离中心主核区域的大量高频旁瓣分布特征从CCD背景噪声起伏中凸显出来,光束质量因子的测量平均相对误差也有约16%的精度改善。     

强激光远场焦斑重构算法研究

 通过CCD图像采集单元结合传统的列阵相机测量高功率固体激光器的远场焦斑分布，采用图像处理技术的边缘算子提取焦斑的几何中心，提出通过几何中心对心的焦斑嵌套重构算法，解决了光斑饱和时的对心难题，实现了快捷准确测量激光焦斑，为激光器的实时控制提供参考数据。     

激光光热折射光谱法探测束散焦特性研究

本文描述了光热折射光谱分析法,做出了折射信号随功率改变的关系及Cu~(++)的工作曲线,给出了CU~(++)在水溶液中的最低检测限并讨论了探测光束散焦的特性。     

二极管激光线阵光束的远场特性

 利用X-Y函数记录仪测试了双异质结连续60 W,1×19激光二极管线阵（LDB）发射光束的空间光强分布和时间稳定性,被测样品的型号为JOLD-60-CPNN-1L。实验结果表明:组成DLB的19个二极管发射的光束基本上是独立传输的,DLB光束远场光强分布由19个子束非相干叠加而成,并且不随时间变化,发光区间距不相等。以实验为依据,对理论模型做了改进。将低注入电流的实验与用改进的理论模型的计算结果做了比较,二者符合甚好。     

强激光远场光束质量参数的测试

提出漫射红外成像-多点标校测量方法,用于测量强激光远场光束质量参数。在激光远场距离处设置漫反射靶板,用成像探测器摄取经靶面漫射的脉冲强激光光斑图像;在靶面中心处挖小孔,孔后放置能量探测器实时测量激光脉宽和峰值功率。同时对整个激光光斑图像进行能量定标,进而得出远场脉冲强激光的实际空间能量/功率分布、总能量,以及相应的光束质量参数。应用该测量方法,对高能TEA CO2激光进行测量研究,测得其远场光束截面半径为80.2 mm,发散角为1.55 mrad。     

激光远场焦斑测试技术的实验研究

实验研究了激光远场焦斑能量分布测试的三种方法（长焦距透镜法、列阵相机法、Rattle Pair法）,对三种测试方法得到的实验数据进行了比对,系统地分析了每种方法的优缺点。结果表明,采用长焦距透镜与一对微楔角劈板组合测试激光远场焦斑的方法更具优势,可减少测试系统引入的像差,并使图像处理过程得到简化。     

高功率超短脉冲激光的远场描述方法

以随机统计和数值模拟为研究手段,对高功率超短脉冲激光的远场描述方法进行了分析研究。结果表明：对理想超高斯光束,半高全宽内包含的能量百分数最大不超过70%,且随着阶数增大而逐渐降低。在光束质量较好时,远场焦斑的半高全宽基本保持不变。由焦斑的半高全宽计算得到的聚焦功率密度,与半高全宽之间没有明确的关系,但与Strehl比以及半高全宽内包含的能量之间具有明确的线性增长关系。对追求高的功率密度的激光脉冲,单纯用半高全宽或者几倍的衍射极限来描述远场是远远不够的,用Strehl比或者半高全宽内包含的能量百分数来表征功率密度更为恰当。