倾斜入射时偏振分束棱镜的角宽压缩效应

从理论上计算了由于光束倾斜入射产生的棱镜起偏系统角谱宽度的压缩效应,计算结果表明,入射光束相对于棱镜入射面的入射角越大对角谱宽度的压缩就越明显,不同材料的基底折射率的差别对角谱宽度的压缩影响不大。通过举例从膜系设计的角度进一步论证了这一结论。还指明在实际系统中可以保持入射光束的相对角度不变的情况下,通过改变棱镜的形状来达到倾斜入射的目的从而实现角谱宽度的压缩。对如何设计出高性能的宽角宽光谱偏振分束镜具有重大的指导意义。     

掺Yb光纤激光器阵列谱合成系统的光束传输模型及光束特性分析

建立了由掺Yb光纤激光器阵列、变换透镜、闪耀光栅和输出耦合镜组成的光束谱合成系统的光束传输模型.在考虑光栅角色散、光栅刻槽倾角误差和光栅衍射效率情况下,利用光线追迹法、衍射积分方法、光束非相干叠加原理和强度二阶矩方法,推导出高斯光束非平行倾斜入射到闪耀光栅的相位变化公式以及谱合成光束的光强分布解析表达式.分析了高斯光束非平行倾斜入射到光栅后,光栅角色散、光栅衍射效率和光栅刻槽倾角误差对掺Yb光纤激光器谱合成系统输出光束特性的影响.研究结果表明,谱合成光束具有与单根光纤激光器几乎相同的光束质量;光栅角色散对合成光束特性的影响可忽略;随着光栅刻槽倾角误差的增大,谱合成光束的光束质量明显变差;当光栅刻槽倾角误差较大时,必须考虑光栅衍射效率对合成光束特性的影响. 关键词： 掺Yb光纤激光器 非平行倾斜入射 光束谱合成 光束质量     

相控误差对光束相干合成的影响

本文在真空合成孔径系统光束控制工作的基础上,进一步分析和讨论了光束相位控制误差(调相的倾斜、活塞误差及调焦误差)对光束相干合成的影响,给出了相应的物理模型,并进行了数值模拟计算和三维图形演示。     

圆锥透镜对倾斜球面波光束的衍射模式

由于球面波入射圆锥透镜所产生的出射光束具有焦深长和中心光斑直径较小的特点,适合激光通信以及长距离测量.在实际使用中,入射球面波很可能与圆锥透镜的光轴发生倾斜.研究了圆锥透镜对倾斜球面波光束的衍射特性,通过基尔霍夫衍射理论以及稳相法分析,分析了其径向衍射光场分布形式,并用计算机进行了仿真.使用了半径为15 mm、底角为1°的圆锥透镜进行实验,并对仿真结果进行了验证.仿真和实验证明,减小入射球面波曲率半径、出射光束传输距离和入射光束倾斜角都可以减弱入射光束倾斜对衍射图的影响.     

谱合成光束特性的模拟分析

建立了光束谱合成的传输模型.应用光线追迹方法，将闪耀光栅引起的相位变化用槽间光程差和槽内光程差来表示，建立了光束倾斜入射到光栅时相位变化的计算模型.利用衍射积分方法，给出了阵列光源各子光束经谱合成系统后输出光场的解析表达式.依据光束非相干叠加的原理，计算得到合成光束的光强分布.在此基础上，利用强度二阶矩方法，分别计算了阵列光束和合成光束的M²因子，并定量分析了谱合成系统参数对合成光束特性的影响.研究结果表明：通过谱合成系统合成光束的M²关键词： 光束谱合成 阵列光源 闪耀光栅 光束质量     

基于光束参量优化实现直接驱动靶丸均匀辐照

在直接驱动惯性约束聚变中,实现靶丸均匀辐照对靶丸压缩特性至关重要,通常要求靶丸表面辐照不均匀度小于1%.现有很多优化高功率激光装置均匀辐照性能的光束排布方案,但受到实际入射光束参量的限制,系统均匀辐照性能难以实现最优化.由于初始辐照不均匀度对靶丸对称压缩特性至关重要,为进一步提高靶丸初始辐照的均匀性,并增加系统对打靶过程中由于靶丸直径变化引起的辐照不均匀的宽容度,从而实现靶丸的中心对称压缩,本文对靶丸表面光束的辐照不均匀度进行了数学分析,并研究了不同入射光束参量下的单光束因子项及其对靶丸均匀辐照的影响.结果表明:对于已知的光束排布结构,存在最优的入射光束参量,使辐照均匀度最高.证明了通过优化入射光束参量提高系统均匀辐照性能的可行性.此外,研究表明单光束因子项与几何因子项存在一定的匹配关系,可通过分析几何因子项的特征,求取与之匹配的单光束因子项,进而获得最优的入射光束参量.本工作为直接驱动靶丸均匀辐照系统的设计和优化提供了一种有效的方法.     

透射型体光栅对超短脉冲高斯光束衍射特性研究

采用傅里叶频谱分析法, 将超短脉冲高斯光束展开为单色单角谱成分的线性叠加;利用Kogelnik一维耦合波理论, 分析透射型体光栅对各单色单角谱成分的衍射特性;再通过逆傅里叶变换得出衍射光波的时空分布与光栅各参量的对应关系.结果表明:衍射光束在时域以及在光栅波矢与光栅前表面法向所构成平面内的空域光强分布随光栅周期的减小而呈展宽趋势, 且在空域的展宽趋势较为迅速, 与入射光束在空域进行比较, 衍射光束空域分布发生非常明显的畸变;衍射光束在时域以及在光栅波矢与光栅前表面法向所构成平面内的空域光强分布随光栅厚度的增大亦呈展宽趋势, 且展宽速度相当, 与入射光束在时域和空域比较, 均发生了较明显的畸变.     

超短脉冲激光光束在一维反射型体全息光栅中的衍射

基于Kogelnik的耦合波理论,研究了在色散效应的影响下,超短脉冲激光光束在反射型体全息光栅中衍射的性质.研究给出了衍射光及透射光在频谱域及时间域的振幅及强度分布、光栅的光谱宽度及衍射效率随光栅参量及入射条件的变化.数值研究的结果表明,在光栅记录介质色散效应的影响下,衍射光束的光谱宽度减小,脉冲展宽,衍射效率降低.通过适当的选取光栅参量及入射条件,可以控制衍射和透射光束的频谱和时间强度分布,得到满意的衍射和透射光束的带宽和波形,从而可以将其应用于脉冲整形等技术中.     

适用于亚10 fs的共心衍射无像差展宽器

在升级5TW/40fs钛宝石激光系统的过程中,伴随10fs种子源的使用,提出并研制了一种新型的共心衍射无像差展宽器和全能量压缩器。该展宽器的最大特点是通过平面镜反射使光束入射时所形成的衍射点与展宽后的还原点均在凹面镜的球心(即共心结构),凹面镜不存在其它同类方法中的成像问题,展宽函数中不涉及凹面镜的焦距和离轴量。该展宽器可将亚10fs的种子脉冲展宽到纳秒量级,且具有无像差、高带宽、结构紧凑、调整精度高等优点,适合100TW级超快激光系统中脉冲展宽。     

涡旋光束与相位全息光栅不对准时的衍射特性研究

研究了涡旋光束与相位全息光栅不对准时衍射光束的解析特性.利用理论推导的方法得出涡旋光束经相位全息光栅接收后一阶衍射光束的解析表达式.然后通过仿真分析分别得出在发生正常对准、横向偏移、角向倾斜及横向偏移和角向倾斜两者同时出现时衍射光束的质心偏移特性和中心强度变化特性.研究表明: 拉盖尔-高斯光束经相位全息光栅衍射后得到的光场表达式为合流超几何函数形式.光束与相位全息光栅间的不对准会引起衍射光束质心的偏移,而且光束质心的偏移量随入射光束偏移距离和偏离角的增加而增加,与入射光束的偏移方向和方位角无关.角向倾斜时 关键词： 拉盖尔-高斯光束 相位全息光栅 横向偏移 角向倾斜     

广角镜头图像畸变校正系统的研究

介绍了一种广角镜头图像畸变的实时校正系统。通过对光学系统畸变原理的分析,采用一定的算法对像素空间的位置进行几何变换,减少了由镜头大视场带来的几何畸变。整个系统以FPGA为核心控制器件,结合数字图像编码解码芯片和SDRAM存储器,可实现视频图像的实时校正。时钟倍频器在系统中可以为SDRAM及其控制模块提供与其它时钟同相位的高频时钟。     

双折射滤光片的色散特性研究

研究了由理想线偏振片和单轴双折射晶体波片组成的双折射滤光片倾斜放置时的二阶色散和 三阶色散特性，包括波片厚度、光线入射角和光轴旋转角的变化对二阶和三阶色散的影响. 还给出了双折射滤光片的群延迟表达式，并就色散特性与GT干涉仪进行了详细比较. 关键词： 双折射滤光片 群延迟 二阶色散 三阶色散     

平行光栅对在刻线不平行时的色散研究

 利用三维空间光线追迹法，分析了啁啾脉冲放大系统中的压缩光栅对，在刻线不平行而光栅面平行时光的衍射特性。导出了此时光通过光栅对的群延时，数值计算了系统2阶和3阶色散量，以及这些色散量在光栅对严格平行时的相对误差。得出了中心波长光的接收位置相对于光栅对严格平行时的偏移量，并且分析了它与入射角的变化关系。     

利用自相关函数和双耳自相关函数分析对交通噪声特征参量的提取~

对实地双通道测量获得的道路交通噪声和铁路噪声信号样本进行了自相关函数和双耳自相关函数(Interaural CrossCorrelation Function)的分析。进而通过对噪声样本时间因子和空间因子的相关性分析、主成分分析和主观评价实验,得到了3个铁路噪声源特征参量物理因子和4个道路交通噪声源特征参量物理因子。发现与传统的声压级测量相比,表征声音信号时间特性和空间特性的这7个物理量可以更全面、准确地表征交通噪声的特性。在对道路噪声进行测量或分析时,掌握与声源视觉宽度和音调感相对应的物理因子以及双耳时延和初始能量,就可获悉与人的主观评价相一致的道路交通噪声特征信息;对铁路噪声而言,掌握与声源视觉宽度相对应的物理因子以及双耳时延和声音的重复性特征,就可以得到与入主观评价相一致的铁路噪声特征信息。综合道路噪声特征参量和铁路噪声特征参量可以发现,双耳时延和与声源视觉宽度相对应的物理因子是与人的主观反应最为一致的主成分指标,说明噪声中决定人的评价的最主要的因素是代表空间特征的信号因子。      

Spectral modulation and supercontinuum generation assisted by infrared femtosecond plasma grating

Spectral modulation and supercontinuum generation of a probe pulse is investigated by using the plasma grating induced by the interference of two infrared femtosecond laser pulses. The dependences of the supercontinuum generation from the probe pulse on the time delay, the relative polarization angle between the probe pulse and the two-pump pulses, and the input probe pulse energy are investigated. The far-field spatial profiles of the three pulses are measured with different time delays and relative polarization angle, and the core energy of the probe pulse as functions of the time delay and relative polarization angle are also shown.     

分层背景2维FDTD中斜入射平面波的引入

 对于分层介质中目标散射的时域有限差分（FDTD）计算,在分层背景中引入斜入射平面波源是一个难点。在2维Maxwell方程基础上,导出TM和TE模下含有斜入射角度的１维Maxwell方程,并用它在分层介质中连接边界上模拟斜入射平面波源,克服了分层背景时域有限差分计算斜入射平面波引入的困难。对熔石英表面覆盖薄膜的分层光学元件进行平面波斜入射时域有限差分计算结果表明,电磁波在各层内形成完好的平面波推进,验证了这种斜入射平面波添加方式的正确性。并通过对含气泡的缺陷模型的计算,来阐述这种入射波添加方式的应用。     

斜入射弹丸速度测量系统研究

天幕靶是用于测量弹丸速度较为普遍的光学测量仪器。在测量弹丸速度时,要求弹道垂直于天幕靶的靶面,当弹道不垂直预定靶面时,弹丸飞越两个天幕靶靶面的实际距离与两靶靶距存在一定的误差,斜入射角度越大误差越大。提出了一种用6个天幕构成天幕阵的速度测量系统。当弹丸以任意方向穿越6个天幕时,测时仪记录弹丸穿越各个天幕的时间间隔,根据这些时间间隔便可以求出弹丸的速度值和速度的飞行方向。该方案解决了弹丸斜入射时速度测量不准的问题,特别适用于枪弹末速度的测量。     

Auditory brainstem responses to chirps delivered by different insert earphones

The frequency response and sensitivity of the ER-3A and ER-2 insert earphones are measured in the occluded-ear simulator using three ear canal extensions. Compared to the other two extensions, the DB 0370 (Bru?el & Kj?r), which is recommended by the international standards, introduces a significant resonance peak around 4500 Hz. The ER-3A has an amplitude response like a band-pass filter (1400 Hz, 6 dB/octave -4000 Hz, -36 dB/octave), and a group delay with "ripples" of up to ±0.5 ms, while the ER-2 has an amplitude response, and a group delay which are flat and smooth up to above 10000 Hz. Both earphones are used to record auditory brainstem responses, ABRs, from 22 normal-hearing ears in response to two chirps and a click at levels from 20 to 80 dB nHL. While the click-ABRs are slightly larger for ER-2 than for ER-3A, the chirp-ABRs are much larger for ER-2 than for ER-3A at levels below 60 dB nHL. With a simulated amplitude response of the ER-3A and the smooth group delay of the ER-2 it is shown that the increased chirp-ABR amplitude with the ER-2 is caused by its broader amplitude response and not by its smoother group delay.     

Beam and phase effects in angle-beam-through-transmission method of ultrasonic velocity measurement

The accuracy of a plane wave approximation for phase velocity measurements in isotropic and anisotropic material using the angle-beam-through-transmission method has been investigated numerically and experimentally. In this method the velocity is measured in different propagation directions as a function of incidence angle. The effect of two factors on the measurement accuracy have been discussed: intrinsic phase shift of the transmitted signal through a fluid-solid interface and beam diffraction due to the finite beam size of receiver and transmitter. It is shown that the interface-induced phase shift can introduce an error in time delay measurements of the shear wave after the first critical angle and that this time delay error can be accurately corrected for. Numerical results obtained by a time-domain beam model show that except at the critical angles, the finite width of the transmitter and receiver only affects the amplitudes of the transmitted signals and has almost no effect on the measured zero-cross time delay; therefore the plane wave approximation for obtaining phase velocity from the measured time delay data by this method and the plane wave interface-induced phase correction are fully applicable.     

Group-delay Dispersion in Double-prism Pair and Limitation in Broadband Laser Pulses

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐｄｅｌａｙｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ(ＧＤＤ) ｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙａｐａｉｒｏｆｐｒｉｓｍｏｒｄｏｕｂｌｅｐｒｉｓｍｓｈａｓｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ[1] ｏｒｅｘｔｒａｃａｖｉｔｙ[2 ] ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒｕｌｔｒａ ｓｈｏｒｔｐｕｌｓｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ,ｓｕｃｈａｓｌｏｗｌｏｓｓ,ｅａｓｙａｌｉｇｎｍｅｎｔａｎｄｃｏｍｐａｃｔｎｅ…