部分相干源实验研究

在无阶梯诱导空间非相干光束平滑技术中,用作前端的部分相干源是重要的组成部分。介绍了利用准分子激光进行的部分相干源实验,发现聚四氟乙烯是一种较理想的散射材料。研究了聚四氟乙烯散射源对光束的散射性能,给出了光束均匀性、空间相干性和能量转换效率等参数。     

非均匀部分相干光束在自由空间中的传输

本文介绍了非均匀部分相干光束的概念, 并用数值模拟的方法详细研究了其在自由空间传输后的变化. 研究结果表明, 经过自由空间传输后非均匀部分相干光束会发生不同于传统相干模型光束的显著变化. 这种变化和光束传输距离、光源空间相干度分布、光源光强分布密切相关. 经过传输后, 源平面自相干附近点的空间相干度发生突变, 在短距离传输过程中源平面高相干区域的空间相干度会降低, 接收面各点的空间相干曲线不再相同, 随着传输距离增加, 非均匀空间相干度会逐渐趋于均匀.     

部分相干椭球光笼

 从理论上研究部分相干光束经透镜聚焦的三维光强分布。研究结果表明,在几何焦点附近的光强分布不仅依赖于入射部分相干光束的光强分布,而且还依赖于入射光束的空间相干度。基于这一点,提出了一种控制部分相干光束的空间相干度,在几何焦点附近获得了类似椭球光笼形状的光强分布的新方法。通过控制入射部分相干光的空间相干度,来改变聚焦在几何焦点附近的三维光强分布,从而获得希望得到的光强分布。     

部分相干椭球光笼

从理论上研究部分相干光束经透镜聚焦的三维光强分布。研究结果表明,在几何焦点附近的光强分布不仅依赖于入射部分相干光束的光强分布,而且还依赖于入射光束的空间相干度。基于这一点,提出了一种控制部分相干光束的空间相干度,在几何焦点附近获得了类似椭球光笼形状的光强分布的新方法。通过控制入射部分相干光的空间相干度,来改变聚焦在几何焦点附近的三维光强分布,从而获得希望得到的光强分布。     

径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束的模拟研究

基于交叉谱密度函数以及相干偏振统一理论,导出径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束的光场表达式,研究了该光束的传输特性.通过理论分析和数值计算可知,径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束在自由空间传输时,光束以固定的螺旋半径进行螺旋传输.且在传输过程中,光束逐渐由螺旋空心光束演变为螺旋高斯光束,这一过程所需的传输距离与相干长度有关.该光束的偏振角和偏振度都会受到螺旋半径和传输距离的影响,同时,相干长度的变化也会影响偏振度的分布.而相干长度,传输距离和螺旋半径的改变并不会影响光束的偏振椭圆率的分布.     

多模光纤产生用于大气光通信的部分相干光源

 克服大气湍流对近地大气光通信质量影响,可归结为在接收端的照明均匀化,而采用部分相干光照明则是提高照明均匀性的一种有效途径。提出利用多模光纤的模间色散产生一个具有部分相干光特性的合成光源的方法,分析了该光源的产生原理,表明光束发散角由光纤芯径和发射透镜的焦距决定,由模间色散产生的光程差越大,该合成光源的空间相干性越差。仿真结果表明形成1 mrad远场发散角的合成光源是可行的,因而适于在空间光通信中应用。     

多模光纤产生用于大气光通信的部分相干光源

克服大气湍流对近地大气光通信质量影响,可归结为在接收端的照明均匀化,而采用部分相干光照明则是提高照明均匀性的一种有效途径。提出利用多模光纤的模间色散产生一个具有部分相干光特性的合成光源的方法,分析了该光源的产生原理,表明光束发散角由光纤芯径和发射透镜的焦距决定,由模间色散产生的光程差越大,该合成光源的空间相干性越差。仿真结果表明形成1 mrad远场发散角的合成光源是可行的,因而适于在空间光通信中应用。     

大气湍流对部分相干平顶高斯光束的影响

采用相屏近似处理方法对激光通过湍流大气的传输进行了数值模拟。从数值模拟的结果拟合出两个公式:一是通过湍流前后部分相干平顶高斯光束的束宽平方比随阶数、传输距离和湍流强度的变化关系式;一是通过湍流后的相干长度随初始光束相干长度、湍流相干长度的变化关系式。研究发现:部分相干平顶高斯光束分解为相互独立的厄米-高斯光束的叠加;相干性越差的光束受到湍流的影响程度就越小;湍流对光束传输的影响与光束自身相干特性对其传输的影响之间是不相关的。     

部分相干涡旋光束在湍流大气中的传输特性

根据广义的惠更斯-菲涅耳原理,推导了部分相干涡旋光束在湍流介质中传输时光强分布情况的理论公式,详细研究了部分相干涡旋光束在湍流介质中的传输变化规律。研究结果表明,湍流介质的强弱,光源的相干性以及光束所带拓扑电荷数大小均会影响光束传输特性。     

大气湍流对部分相干平顶高斯光束的影响

采用相屏近似处理方法对激光通过湍流大气的传输进行了数值模拟。从数值模拟的结果拟合出两个公式：一是通过湍流前后部分相干平顶高斯光束的束宽平方比随阶数、传输距离和湍流强度的变化关系式;一是通过湍流后的相干长度随初始光束相干长度、湍流相干长度的变化关系式。研究发现：部分相干平顶高斯光束分解为相互独立的厄米-高斯光束的叠加;相干性越差的光束受到湍流的影响程度就越小;湍流对光束传输的影响与光束自身相干特性对其传输的影响之间是不相关的。     

激光器阵列的部分相干性对相干合成远场输出特性的影响

对于相干合成的光纤激光器阵列来说,如何定量的分析阵列的相干性对于评价阵列的性能具有极其重要的意义.文章推导了光纤激光器阵列部分相干合成远场强度分布的解析表达式,详细探讨了激光器阵列的部分相干性对相干合成远场图样分布、中心主瓣宽度、斯特列尔比、桶中功率的影响.最后采用主振荡并联放大器方案对三路掺镱光纤放大器进行实时相位探测与校正,实验给出了三路光纤放大器相干合成的结果. 关键词： 光纤激光器阵列 相干合成 相干度     

准分子激光光束均匀性的评价指标研究

详细研究了准分子激光光束均匀性的各项评价指标,加工窗口描述了加工任务本身对光束均匀度的要求;能量分数回答了具体加工窗口即均匀度要求下的能量利用率问题;平顶因子则描述了整个光斑能量分布范围内的均匀性问题。利用激光波面分析仪对不同均匀器所获得的均匀光束进行评价比较,蝇眼透镜均匀器能量利用率高,整个光斑内的均匀效果好,但最佳均匀截面的位置动态范围小;组合棱镜均匀器均匀截面动态范围大,但整体均匀效量较差。     

准分子激光用矩形脉冲磁场线圈的研制

 叙述用于准分子激光实验的矩形磁场线圈的设计、加工工艺及实验结果。该线圈内表面尺寸为925×425×100mm³，用此线圈在激光腔内得到了磁感应强度为0.225T的磁场，在准分子激光实验中明显地改善了电子束的均匀性。     

激光空间相干性对照明均匀性的影响

研究了激光相干性对照明均匀性的影响,为照明激光器的选择提供了理论参考。其中,部分相干高斯光束分解为模式间相互独立的厄米-高斯光束的迭加。采用相位屏的近似处理方法对激光通过大气湍流的传输进行计算模拟。数值模拟的结果表明：当照明光束的空间相干性降低时,其照明均匀度逐步提高。因此对于照明激光器而言,选择空间相干性较差的激光器对其照明均匀度更加有益。     

激光空间相干性对照明均匀性的影响

 研究了激光相干性对照明均匀性的影响，为照明激光器的选择提供了理论参考。其中，部分相干高斯光束分解为模式间相互独立的厄米-高斯光束的迭加。采用相位屏的近似处理方法对激光通过大气湍流的传输进行计算模拟。数值模拟的结果表明：当照明光束的空间相干性降低时，其照明均匀度逐步提高。因此对于照明激光器而言，选择空间相干性较差的激光器对其照明均匀度更加有益。     

适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法

为了增加靶上的功率密度和耦合效率,基于饱和增益开关原理,发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法,在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验,将该激光器输出的脉宽为14.5 ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5 ns,并且保持了光束原有的均匀性。     

适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法

为了增加靶上的功率密度和耦合效率,基于饱和增益开关原理,发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法,在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验,将该激光器输出的脉宽为14.5 ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5 ns,并且保持了光束原有的均匀性。

     

准分子激光电化学刻蚀镍的特性研究

提出一种新的准分子激光电化学加工工艺,在阳极钝化区内,通过准分子激光照射,以实现无屏蔽的各向异性的微加工。对该工艺进行了可行性分析,并对其进行了初步试验,证实在钝化区,准分子激光导致刻蚀电流增加的幅度比较明显,在此基础上,深入研究了在准分子脉冲激光作用过程中,刻蚀电流与脉冲数、脉冲频率之间的关系。表明准分子激光在钝化区具有增强电化学特性的能力。     

GaAs极化电子源实验研究

对GaAs极化电子源中GaAs晶片的激活过程进行了实验研究，着重采用2种不同的激活过程摸索了实验过程中的相关物理参量，以达到最佳的激活状态，并获得了一些有意义的实验结果.