自适应控制飞行光学聚焦特性

 在对高阶模飞行光学聚焦特性进行研究的基础上，提出了应用自适应飞行光学聚焦系统来解决飞行光学聚焦特性的问题，对自适应飞行光学聚焦系统的调节特性进行了数值模拟，结果表明该系统能够实现对长距离飞行光学激光加工过程中焦点位置与焦斑大小的控制。     

固体板条MOPA激光光束质量主动控制

详细介绍了固体板条MOPA激光系统输出光束特性,包括光束近场强度分布、波前畸变空间特性和时间频率特性等,并以此为设计输入,研制了大动态范围高空间分辨率变形镜。研制的自适应光学闭环校正系统在强光条件下,实现了全程闭环控制,光束质量因子平均值从开环7.4提高到4.06。根据当前波前闭环校正残差,提出了进一步提高MOPA系统输出光束质量的方法。     

固体板条MOPA激光光束质量主动控制

详细介绍了固体板条MOPA激光系统输出光束特性,包括光束近场强度分布、波前畸变空间特性和时间频率特性等,并以此为设计输入,研制了大动态范围高空间分辨率变形镜。研制的自适应光学闭环校正系统在强光条件下,实现了全程闭环控制,光束质量因子平均值从开环7.4提高到4.06。根据当前波前闭环校正残差,提出了进一步提高MOPA系统输出光束质量的方法。     

全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频技术

针对全反射棱镜式激光陀螺在稳频过程中相敏信号易受噪声干扰的现象,研究了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频技术。理论分析了全反射棱镜式激光陀螺的稳频特性,结合自适应噪声对消原理,建立了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频系统的数学模型。通过硬件电路设计,搭建了基于递归最小二乘算法的自适应稳频控制系统。分别对原有稳频技术与自适应稳频技术进行了实验测试,实验结果表明,自适应稳频能有效消除噪声对相敏信号的干扰,稳频精度提高了近一个数量级,陀螺精度相应提高了60%以上。此分析结果为提高全反射棱镜式激光陀螺的性能提供了重要参考。     

全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频技术EI北大核心CSCD

针对全反射棱镜式激光陀螺在稳频过程中相敏信号易受噪声干扰的现象,研究了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频技术。理论分析了全反射棱镜式激光陀螺的稳频特性,结合自适应噪声对消原理,建立了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频系统的数学模型。通过硬件电路设计,搭建了基于递归最小二乘算法的自适应稳频控制系统。分别对原有稳频技术与自适应稳频技术进行了实验测试,实验结果表明,自适应稳频能有效消除噪声对相敏信号的干扰,稳频精度提高了近一个数量级,陀螺精度相应提高了60%以上。此分析结果为提高全反射棱镜式激光陀螺的性能提供了重要参考。     

自适应光学与能动光学

自适应光学和能动光学是近２０年来发展起来的光学新技术，它赋予光学系统以能动可控的能力，为解决困扰光学界几百年之久传统光学技术无法克服动态干扰的老问题，成为高分辨率成像和强激光传输中的关键技术。文章介绍了自适应光学和能动光学原理、技术难点和解决办法。还介绍了我国在激光核聚变和高分辨率天文成像方面应用自适应光学的成果。     

基于PVDF传感器的单脉冲激光推力加载过程研究

 利用高频响应材料PVDF作为敏感元件，建立了一套单脉冲瞬态推力测试系统，并用37 mm分离式Hopkinson压杆装置对该测试系统进行动态标定。标定结果显示，在0~150 MPa范围内，PVDF传感器（5 mm×5 mm）的压电特性呈线性，动态压电系数经线性拟合后为20 pC/N。用所建推力测试系统获得了单脉冲激光作用下，旋转抛物形激光推力器的推力加载曲线，并对该曲线形成多个峰值的原因进行了分析。实验结果表明，该系统可以捕获激光推力器脉冲推力加载特征。     

四程放大系统腔镜位置变形镜的面形解

 根据在大型高功率固体激光装置中自适应光学技术的应用研究，将变形镜置于腔镜位置，有利于提高自适应光学系统的校正动态范围。基于变口径90°翻转四程放大系统的光路特点，从理论上比较完整地解决了四程放大系统腔镜位置变形镜面形解的存在性问题，并对口径变换比值(缩束比)与面形求解之间的关系问题进行了数值模拟，结果表明:只要缩束比小于1，对应系统连续波前畸变的腔镜位置面形解是存在的，且随着缩束比减小，解的收敛性增强。     

离散速率条件下的大气激光通信自适应调制编码系统性能

针对大气湍流引起的系统频带利用率下降的问题,研究了一种离散速率条件下的大气激光通信自适应调制编码系统。从信号层角度建立了湍流信道模型,给出了湍流信道下的瞬时信噪比概率密度函数,并采用外场实验验证了该信道模型。理论推导了系统频带利用率和误码率表达式,仿真结果表明大气激光通信自适应调制编码系统较传统单一传输模式系统具有优越性。研究了其频带利用率和误码率曲线特性,分析了误码率要求和湍流强度对系统性能的影响。结果表明降低误码率要求可大幅提高系统的频带利用率,且误码率要求越低,湍流强度越弱,频带利用率越高。     

基于反演自适应动态滑模的FitzHugh-Nagumo神经元混沌同步控制

本文采用反演自适应动态滑模控制实现耦合FitzHugh-Nagumo (FHN) 神经元混沌同步. 该方法将自适应技术与反演控制方法相结合, 通过设计新型切换函数, 采用动态滑模控制律, 实现了带有不确定参数的耦合FHN神经元混沌放电同步. 研究表明该方法可以有效地削弱系统的抖振, 从而避免破坏神经元的本质特性, 且响应速度快. 仿真结果证明了该控制方法的有效性. 关键词： 自适应 动态滑模控制 FitzHugh-Nagumo神经元 混沌同步     

Multiwatt continuous-wave adaptive laser resonator

We present, for what we believe is the first time, results of continuous-wave diode-pumping of a Nd:YVO (4) laser with an adaptive gain-grating resonator. The system is shown to produce more than a 7-W output in a TEM>(00) single longitudinal mode with a laser beam propagation parameter M(2) of <1.3 and <1.1 in the x and y axes, respectively. We demonstrate the self-adaptive abilities of the resonator by spatial correction of an intracavity aberrator for both injected and self-starting versions of the cavity.     

A simple approach to designation of the intracavity resonator for second harmonic Nd:YAG laser

In this paper, the rate equation models, which have been used for describing the high repetitive Q-switched intracavity doubling of Nd:YAG laser, are represented. According to these models and onthe basis of resonator length as the most important parameter for designation of the laser system, a computational procedure (block diagram), which is applied for determination of the doubling intracavity resonator specifications of the Nd:YAG laser, has been provided. According to the resonator length the beam quality inside the resonator for second harmonic generation of Nd:YAG laser in different output powers has been calculated. The results for several green output powers of the laser are compared with the experimental data, and good agreement is obtained.     

Study on the possibilities of controlling the laser output beam properties by an intracavity deformable mirror

The possibilities of controlling the laser beam properties by a deformable mirror introduced into the laser optical cavity were studied theoretically and experimentally. The experiments were performed under conditions of an industrial high power transverse flow cw CO₂ laser operating with a stable resonator of a folded configuration. A deformable bimorph mirror of a surface profile controlled by the voltage applied to the mirror electrodes is implemented to the laser system as a back cavity mirror or as a one of the inner folding mirrors. The near-and far-field characteristics of the laser beam versus the resonator configuration controlled by the changes of the focal length of the deformable mirror are discussed in the paper. The analysis reveals that the resonator with an inner deformable mirror is much more sensitive to the mirror curvature variations than the resonator in which the deformable mirror is used as a back cavity mirror. The presented results show that dynamic and controllable changes in the resonator properties result in the controlled modification and optimisation of the laser output power and spatial parameters of the laser radiation.     

四棒串接连续灯泵浦Nd:YAG大功率激光器

 报道了一种符合工业应用的四棒谐振腔连续Nd:YAG激光器。实验中采用对称放置方式四棒串接谐振腔得到2 105 W的平均功率输出，光束参数积24 mm·mrad，系统总光电转换效率达到3.5%。还对影响激光器工作的因素进行了理论分析。     

Three-Rod Resonator for Krypton Lamp Pumped 1.8 kW Continuous-Wave Nd：YAG Laser

A three-rod series resonator cw Nd:YAG laser suitable for the industrial applications is presented. The symmetrical resonator laser has been developed and is rated at 1820-W output power with beam parameter product 24 mm.mrad. By utilizing the symmetrical resonator design, the characteristic of beam with multi-rod is not obviously decreased compared with that of a single one. The system total electro-optics efficiency of lamp pumped YAG crystal is as high as 4.0%. The main factors, which affect output power and beam quality of high power solid-state laser module, are theoretically analysed.     

Novel Wavefront Corrector for Adaptive Laser Resonator

ＮｏｖｅｌＷａｖｅｆｒｏｎｔＣｏｒｒｅｃｔｏｒｆｏｒＡｄａｐｔｉｖｅＬａｓｅｒＲｅｓｏｎａｔｏｒＮｏｖｅｌＷａｖｅｆｒｏｎｔＣｏｒｒｅｃｔｏｒｆｏｒＡｄａｐｔｉｖｅＬａｓｅｒＲｅｓｏｎａｔｏｒ￥ＺＨＡＮＧＧｕｏｐｉｎｇ；ＹＥＪｉａｘｉｏｎｇ；ＬＩＺｈ...     

遗传算法在激光器谐振腔优化设计中的应用

讨论了用遗传算法优化设计普通激光器谐振腔参量的方法.以典型的50 cm长的氦氖(He-Ne)激光器为例,进行了具体计算.结果表明:对于输出相同的激光功率,模拟优化的谐振腔参量与传统局域化设计(非优化)的结果基本一致.通过适当匹配谐振腔参量,仍可提高激光(单模)的输出功率.     

激光调制参数对光纤环型谐振腔光谱特性影响

谐振光学环型腔作为光学陀螺的核心敏感单元,其光学调制谱和与之对应的鉴频曲线的特性成为提高光学陀螺系统检测灵敏度的关键。为了研究光学陀螺的调制和鉴频谱线特性,优化陀螺性能,设计并搭建了实验测试系统,光纤环形谐振腔采用分光比为50∶50、直径17 cm的保偏光纤,总长2.2 m。使用直流高压放大器扫描窄线宽激光器（线宽小于1 kHz）的压电转化模块,扫描频率和电压分别选取20 Hz和1 V,使用模拟比例积分电路进行锁频并反馈给激光器的压电转化模块,使激光器的输出频率跟踪谐振腔实时变化。研究分析了光纤环型谐振腔在两种情况下所对应的透射谱和鉴频曲线：第一种情况为调制电压分别为2 V和4 V,对应调制频率从100 kHz到4 MHz变化;第二种情况为当调制频率为900 kHz,调制电压从2 V到10 V变化。通过实验,得到了不同调制参数下光学陀螺谱线的谐振深度、半高全宽、线性带宽、动态范围、品质因数、标度因数以及对应的锁频精度七种物理量的详细变化情况,并进一步得到了静态测试条件下三种陀螺的最佳调制频率及与之所匹配的调制电压。为进一步研究激光调制对光纤环型谐振腔光谱的影响提供指导。     

激光调制参数对光纤环型谐振腔光谱特性影响

谐振光学环型腔作为光学陀螺的核心敏感单元,其光学调制谱和与之对应的鉴频曲线的特性成为提高光学陀螺系统检测灵敏度的关键。为了研究光学陀螺的调制和鉴频谱线特性,优化陀螺性能,设计并搭建了实验测试系统,光纤环形谐振腔采用分光比为50∶50、直径17 cm的保偏光纤,总长2.2 m。使用直流高压放大器扫描窄线宽激光器（线宽小于1 kHz）的压电转化模块,扫描频率和电压分别选取20 Hz和1 V,使用模拟比例积分电路进行锁频并反馈给激光器的压电转化模块,使激光器的输出频率跟踪谐振腔实时变化。研究分析了光纤环型谐振腔在两种情况下所对应的透射谱和鉴频曲线:第一种情况为调制电压分别为2 V和4 V,对应调制频率从100 kHz到4 MHz变化;第二种情况为当调制频率为900 kHz,调制电压从2 V到10 V变化。通过实验,得到了不同调制参数下光学陀螺谱线的谐振深度、半高全宽、线性带宽、动态范围、品质因数、标度因数以及对应的锁频精度七种物理量的详细变化情况,并进一步得到了静态测试条件下三种陀螺的最佳调制频率及与之所匹配的调制电压。为进一步研究激光调制对光纤环型谐振腔光谱的影响提供指导。     

Laser resonator with ultrabroad longitudinal mode spacing

A novel type of laser resonator is proposed, in which the resonator length changes with the wavelength of the laser generation. This results in longitudinal mode spacing three orders of magnitude broader than that of conventional cavities. An elementary analysis of the laser resonator is presented and some features and possible applications are discussed.