1.5GHz铌材超导腔的研制

介绍铌材超导腔的研制进展,重点讨论了国产铌腔的材料改性,以及相应的超导腔性能的改进。叙述了1.5GHz铌腔的腔形设计,分析了铌材的射频性能和机械性能,制定一铌腔制作与后处理的特定工艺。最后给出了1.5GHz铌材超导腔的低温实验结果。     

衰荡腔测量中的腔参数选择

基于谐振腔失调灵敏度参量随腔长的变化关系,提出了一种衰荡腔,它是由共焦腔将腔长缩短为原来的0.73得到的稳定腔。根据光束传输规律和失调腔矩阵方法,以及光腔衰荡法测量原理和曲线拟合方法,建立了腔长、腔镜角度失调下光腔衰荡法的反射率测量模型。通过数值模拟,研究了这种稳定衰荡腔中,腔微小失调对反射率测量结果的影响,并与相同失调情况下共焦衰荡腔的测量结果进行了对比分析。结果表明,这种稳定腔用作衰荡腔,测量结果受腔镜角度失调影响较大,而受腔长失调影响小;其长度较短,便于工程应用;衍射损耗较小,测量精度高。     

衰荡腔测量中的腔参数选择

 基于谐振腔失调灵敏度参量随腔长的变化关系,提出了一种衰荡腔,它是由共焦腔将腔长缩短为原来的0.73得到的稳定腔。根据光束传输规律和失调腔矩阵方法,以及光腔衰荡法测量原理和曲线拟合方法,建立了腔长、腔镜角度失调下光腔衰荡法的反射率测量模型。通过数值模拟,研究了这种稳定衰荡腔中,腔微小失调对反射率测量结果的影响,并与相同失调情况下共焦衰荡腔的测量结果进行了对比分析。结果表明,这种稳定腔用作衰荡腔,测量结果受腔镜角度失调影响较大,而受腔长失调影响小;其长度较短,便于工程应用;衍射损耗较小,测量精度高。     

混合腔光力系统的双光子散射

混合腔光力系统同时包含一次和二次光力相互作用。本文研究了混合腔光力系统中的双光子散射问题。在Wigner-Weisskopf框架下,通过求解散射过程,获得了混合腔光力系统散射态的解析表达式,揭示了双光子散射的4个物理过程：1)双光子均被直接反射,不进入腔中;2)一个光子被直接反射,另一个光子入射进腔中;3)两个光子按次序先后入射进腔中,但腔中最多只有一个光子;4)两个光子均入射进腔中。通过分析双光子散射谱,发现在该散射过程中可以产生双光子频率反关联,并且发现了混合腔光力系统中的参数与双光子散射谱特性之间的联系。该研究不仅提供了一种产生关联光子对的散射方法,而且提出了一种表征光力系统参数的光谱方法。     

共焦型激光谐振腔

本文分析了一种特殊类型激光腔——G_1、G_2恒为零的共焦腔的动态振荡特性,指出随着激光腔直线运动方程的取向不同,这种腔分别具有高斯驻波腔、临界腔及点光束行波腔的振荡特性,讨论了如何合理选择腔参数,最后从实验上得到预期结果。     

V形固体激光腔的动力学分析与改进

对通用的V形固体激光腔进行了全面的动力学分析，指出了它的优缺点，它的致命缺点是在动力学因子1ft≈1l1-f附近出现高损耗的运行区，激光器无法运行.为了克服这一缺点，在一种改进的V形腔基础上提出了一种更为紧凑的V形改进腔. 关键词： 固体激光腔 V形固体激光腔 改进的V形腔     

Kerr效应对双模二项式腔场谱的影响

研究了Kerr效应对单个二能级原子与二项式光场相互作用系统腔场谱的影响.研究发现,腔场谱结构对Kerr效应非常敏感,Kerr效应的轻微改变可使腔场谱结构明显变化,谱线劈裂、右移、间距增大、失去原有的对称性.在Kerr效应一定的情况下,一模腔场谱对另一模腔场的强弱也很敏感,一模腔场谱的增强可使另一模腔场谱线劈裂、右移、间距渐大,形成中心峰强,边峰弱,不对称的梳状结构.     

铁氧体填充不调谐加速腔模型研究

在医用质子同步加速器方案中,采用铁氧体加载的不调谐高频加速腔,为进行原理验证和实验研究,制作了一台不调谐腔模型,模型腔为圆柱形同轴腔,腔内用铁氧体环填充,在同步加速器工作频率范围内,模型腔可基本实现与功率源的阻抗匹配.     

两端开口圆柱形液腔低频谐振辐射特性

为研究两端开口圆柱形液腔的低频谐振辐射特性,建立了其在低频近似条件下的分布参数模型,由电-力-声类比得到了等效振动模型,给出了无声负载下的谐振频率表达式。随后利用“长度等效方法”建立了液腔在辐射条件下的自辐射等效模型和声场辐射等效模型,给出了液腔的修正长度、谐振频率及指向性函数,并讨论了弹性壁条件下的情况。结合有限元法研究了刚性(弹性)壁条件下,圆管结构特征参量对液腔一阶谐振频率的影响规律,给出了自辐射等效模型满足求解精度的条件,并利用压电效应激励液腔一阶谐振,讨论了其声场辐射特性。对比结果表明:液腔一阶谐振频率的等效模型计算值与有限元仿真值符合较好,误差低于5%;液腔的修正长度为4a/π,液腔在一阶谐振下近似呈“∞”型指向性。此模型将两端开口圆柱形液腔类比为“液体圆棒”,即可将液腔视作液腔类水声换能器结构的一部分,提供了从分布参数模型角度分析此类换能器工作机理与辐射特性的理论支撑。     

基于F-P腔强度解调的微位移传感器

基于一次谐波腔长锁定技术,设计了一种基于法布里-珀罗(F-P)腔干涉的强度解调型微位移传感器。系统对F-P腔的初始腔长进行动态锁定,通过将F-P腔腔长的微小变化转化为强度信号,实现直接快速地对待测目标的微位移进行测量。详细地阐述了位移传感器的理论模型及一次谐波锁定F-P腔腔长的技术方案,实验中采用商用的高精度压电陶瓷平移台(PZT)模拟了实际物体的运动状态,实验结果表明,该系统对峰峰值在λ/4(λ为光波波长)以内、频率不高于400Hz的微位移有很好的测量结果,频率误差小于0.5Hz,测量精度小于1nm。     

图像处理在光路自动准直系统中的应用

光路自动准直系统应用于惯性约束聚变的高功率激光装置中的光束自动调整。图像处理是光路自动准直的关键技术之一。针对神光Ⅲ原型装置,结合阈值化、重心法、中值滤波和圆拟合等多种不同的图像处理方法设计了一套合理的准直方案,并且在模拟实验平台上进行了实验验证。实验结果表明,光路自动准直系统能够在15min之内顺利完成光路的自动调整,光束近场调整精度优于近场光斑的±0.5%,光束远场调整精度≤±0.3″,满足了原型装置的总体要求。     

A simple method for automatic cavity alignment of a solid-state laser

Misalignment of a laser cavity would result in the displacement of beam location on the cavity mirrors. We present a simple method for automatic cavity alignment of a solid-state laser through detecting the location of the laser beam on the rear mirror, with which neither external alignment beams nor modifications to the cavity are required. The rear mirror of the laser cavity is replaced by a tip/tilt mirror to compensate for the misalignment. Experiments show that this method could effectively correct the misalignment of the laser cavity and restore the output power to almost the original value when the resonator is well aligned.     

神光Ⅱ第九路光路自动准直系统研究

光路自动准直系统应用于惯性约束聚变的高功率激光装置中。针对神光Ⅱ第九路装置,设计了一套可行的准直方案,并在装置上进行了实验。实验结果表明,自动准直系统能够在15minSq顺利完成光路的自动调整,小口径近场调整准直精度小于±0．5mm,大口径近场调整准直精度小于±1．0mm,远场准直精度小于±1”,满足了装置的设计要求。     

An alignment technique for a ring laser cavity

We present a practical method for fast alignment of a ring laser cavity. With the aid of an auxiliary HeNe laser a closed path is formed in the cavity so that laser action can be quickly attained.     

基于图像边沿特征的强激光腔镜准直处理方法

 激光束光路自动准直系统用于高功率激光装置光束精密准直。基于某激光原型装置总体对腔镜准直调整流程,针对高功率激光系统腔镜准直过程光斑图像,仿真处理并定量分析了光斑边缘特征;结合腔镜准直监测单元光传输分析,使用激光光斑边缘不同部分曲率的相似性和光斑圆形度实现了对腔镜调节的量化评估。在腔镜准直结束时圆形度指标为12.222;边缘相似度达到99.62%。     

采用可见光源和分划板快速装调激光光路

 分析了激光测量光路的特点和装校要求,给出了采用可见光源、分划板装校激光光路的原理。以预放测量模块为例,介绍了装校的流程及装校中的注意事项,分析了装校所能达到的精度,并用内调焦望远镜进行了装校精度检查。结果表明,采用可见光源、分划板装校的激光光路透镜光轴正过心的偏心极限误差小于等于0.07 mm,光轴倾斜极限误差小于等于25″。     

Cavity-enhanced absorption spectroscopy for shocktubes: Design and optimization

Cavity-enhanced absorption spectroscopy (CEAS) has generated much interest in shocktube kinetics studies because of its recent success in achieving improved sensitivity and high time resolution with robust optical alignment. While recent progress demonstrated experimental schemes including off-axis scanned-wavelength approach and on-axis ps-pulsed laser approach, that both successfully suppressed the laser-cavity coupling noise, this paper develops a theoretical model to predict the CEAS sensor performance that can be used as a design tool applicable to more generalized cases. The method models the optical field in the cavity based on the decentered Gaussian beam model, from which the cavity transmission spectrum and the laser-cavity coupling noise can be numerically calculated. The simulation results predict sensor performance for different cavity configurations and laser characteristics, including various degrees of laser-cavity mode-matching, laser linewidths, scanning rates, and cavity filling conditions. Simulation with example wavelengths in the ultraviolet, near-infrared, and mid-infrared showed increasing mode-matched beam waist size for increasing wavelengths. An off-axis alignment scheme was found to be capable of suppressing the coupling noise by two orders-of-magnitude at a moderate laser linewidth of 1?GHz. Coupling noise level on the order of 1e-5 for scanned-wavelength off-axis alignment case with a narrowband mid-infrared laser was obtained by model calculation and agreed with experimental results within acceptable uncertainty range. The developed method can serve to guide future design and optimization of CEAS system in shocktube studies.     

多程放大腔镜准直研究

 针对高功率激光装置对多程放大器腔镜准直的要求,利用小孔的像传递和光路自动准直的原理,设计出一套创新的腔镜准直调整方法,并且在SG-Ⅲ原型装置4程放大模拟实验平台上进行了实验验证。实验结果表明：自动准直系统能够在15min之内顺利完成主放大级系统的光路调整,光束近场调整精度值小于近场光斑直径的0.5%,光束远场调整精度小于0.3"。     

多程放大腔镜准直研究

针对高功率激光装置对多程放大器腔镜准直的要求,利用小孔的像传递和光路自动准直的原理,设计出一套创新的腔镜准直调整方法,并且在SG-Ⅲ原型装置4程放大模拟实验平台上进行了实验验证。实验结果表明：自动准直系统能够在15min之内顺利完成主放大级系统的光路调整,光束近场调整精度值小于近场光斑直径的0.5%,光束远场调整精度小于0.3"。     

A technique for the alignment of a ring laser cavity

An alignment technique for a ring laser cavity is presented which is suitable for a resonator into which auxillary laser beams cannot pass.