Highly efficient electro-optically Q-switched 473 nm blue laser

An external frequency doubling electro-optically Q-switched neodymium-doped yttrium aluminum garnet(Nd:YAG) 473 nm blue laser was demonstrated. With absorbed pump energy of 48 mJ at 100 Hz repetition rate, about 2 mJ of 473 nm blue laser pulse energy was achieved by cascade frequency doubling. The second harmonic conversion efficiency was 64.5%, and overall optical-optical efficiency was 4.2%, respectively. The blue laser pulse width was less than 10 ns, and beam quality factor was less than 2.4.     

拉曼光谱定量分析乙醇含量的非线性回归方法研究

传统拉曼特征峰峰比法一般采用线性回归法建立乙醇浓度与峰峰比的线性关系从而反演乙醇浓度实现乙醇定量分析,但仅在较低浓度范围适用。针对这一问题,采用自主研制的激光拉曼乙醇含量检测系统实验研究了不同浓度乙醇溶液拉曼光谱特征峰(非对称CH₂伸缩振动2 924.0 cm-1)与本底水峰(3 350 cm-1)相对强度关系,提出适用于大范围乙醇浓度测量的非线性回归分析方法。利用邻域平均算法去除拉曼光谱突变噪声,结合多点插值处理实现光谱基线校准。基线校准及归一化处理后,可有效消除突变噪声及强荧光背景的影响。分别采用二次多项式和e指数数学模型对拉曼峰值强度比随乙醇浓度变化关系进行非线性回归并与线性回归分析进行对比。结果表明,线性拟合相关系数约为0.991,线性回归模型乙醇浓度准确测量的适用范围为15%～60%;非线性拟合相关系数高于0.997,非线性回归模型乙醇浓度精确测量的适用范围为3%～97%。非线性数学模型可为乙醇溶液浓度定量分析提供理论基础,将该数学模型应用于乙醇含量检测系统,可实时反演较为精确的乙醇浓度,从而实现大浓度范围内具有荧光背景干扰的乙醇溶液快速、实时、准确的定量分析。     

波面热畸变自校正型板条增益介质的瞬态温度分布

提出一种新的激光增益介质板条抽运结构,这种结构能对由激光增益介质板条温度分布不均所造成的波面热畸变实现自校正,并建立了这种抽运结构下激光增益介质板条的瞬态温度分布理论模型,通过解热传导方程,推导出板条增益介质的瞬态温度分布的解析表达式。同时对抽运参量分别为抽运脉冲能量为5.8×104J、抽运重复频率为2Hz和抽运脉冲能量为3.2×104J、重复频率为10Hz两种情况下两种下N-31型钕玻璃板条的瞬态温度分布分别进行了数值计算,分别给出两种情况下10s内和60s时钕玻璃板条的温度分布图并对结果进行了分析和对比,表明采用这种抽运结构的增益介质板条激光器可以以类似热容激光器的方式在短时间内实现高平均功率、高光束质量运转。     

All-solid-state narrow-linewidth 455-nm blue laser based on Ti:sapphire crystal

A compact, all-solid-state, narrow-linewidth, pulsed 455-nm blue laser based on Ti：sapphire crystal is developed. Pumped by a 10-Hz, frequency-doubled all-solid-state Nd：YAG laser and injection-seeded by an external cavity laser diode, the narrow-linewidth 910-nm laser with pulse width of 20 ns is obtained from a Ti：sapphire laser. 3.43-mJ blue laser can be obtained from the laser system by frequency-doubling with BBO crystal. This research is very useful to determine the roadmap of developing the practical, high power blue laser. This kind of laser will have potential application for underwater communication.     

条纹技术测风激光雷达研究

使用单纵模355 nm激光作为发射光源,Fizeau干涉仪作为光谱鉴别设备,对条纹技术测风激光雷达进行了研究.对激光器频率抖动和Fizeau干涉仪光谱进行了分析,建立了条纹技术激光雷达系统,使用Fizeau干涉仪扫描的方法对系统进行了风速标定.利用研制的激光雷达系统对引入的参考光信号和大气后向散射信号进行同时测量,得到1.5 km以内的大气风速剖面.     

时变带限信道中光通信的均衡与去噪技术

为了解决时变带限信道中的光通信问题,基于自适应均衡和盲均衡方法,提出了一种半盲光信号均衡方案,适用于大气海洋等时变带限光信道的光通信信号处理.对带限光信道中传输的包含泊松噪音开关键控调制光脉冲信号的不同数字均衡处理方法进行了数值模拟,比较了不同方法的结果,证明半盲均衡能更快匹配光信道且能保持收敛.同时,利用小波方法研究了含噪光接收信号去噪问题,发现光滑小波软阈值去噪方法更适合空间光脉冲信号波形,并对通信眼图进行了去噪的数值模拟.     

Conductively cooled all-solid-state zigzag slab laser

A diode pumped, Q-switched Nd：YAG zigzag slab laser is developed using passive conduction cooling. Flat-flat and unstable resonators are adopted in this experiment. The 150-mJ multi-mode and 100-mJ single-mode laser outputs with pulse width of 10 ns are achieved, corresponding to optical efficiencies of 19% and 13%, respectively. The experimental result demonstrates that the laser has the property of compact structure, high efficiency, reliability, and high beam quality. The design of laser has a potential application in space environment.     

机载激光测深系统中海面波浪影响的改正

针对研制的新型机载激光测深系统的海上飞行试验数据,进行预处理、信息提取、数据同步和坐标转换后,开展波浪改正研究.对海底高程的GPS高程信息无波浪改正、GPS高程信息改正飞机航高变化计算波浪和加速度信息改正飞机航高变化计算波浪三种技术进行了分析.数据处理结果表明,采用加速度信息改正飞机航高变化计算得到的波浪信息的方法,结果较好,可满足研制的机载激光测深系统的要求.     

A Compact Diode-Pumped Injection Seeded Nd：YAG Laser with Resonance-Detection Technique

A diode pumped injection seeded single-longit udinal-mode （SLM） Nd： YA G laser is achieved by using the resonancedetection technique in Q-switching operation. The pulsed oscillator laser uses a folded cavity to achieve compact construction. This system operates at 100 Hz and provides over 20 m J/pulse of single-frequency 1064 nm output. The M2 values of horizontal and vertical axes are 1.58 and 1.41, respectively. The probability of putting out single-longitudinal-mode pulses is 100%. The 355 nm laser output produced by frequency tripling has a linewidth less than 200 MHz. The laser can run over eight hours continually without, mode hopping     

星载高光谱分辨率激光雷达大气气溶胶和云探测研究

为实现对全球气溶胶光学参数剖面的高精度测量,采用基于碘分子滤波器的高光谱分辨率探测技术。结合欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的大气再分析数据集（ERA5）的温度和压强数据,选取在轨期间途经撒哈拉沙漠和加拿大山火区域的星载高光谱分辨率激光雷达（HSRL）的观测数据,对沙尘类气溶胶和烟尘类气溶胶的光学特性进行分析,包括气溶胶的后向散射系数、消光系数、退偏振比和雷达比。结果表明：撒哈拉沙漠地区近地面5 km以内的气溶胶分布主要以沙尘类气溶胶为主,其退偏振比集中在0.2～0.4,雷达比数值集中在40～60 sr;加拿大山火地区的气溶胶主要以烟尘类气溶胶为主,其退偏振比集中在0.02～0.15,雷达比在50～70 sr范围。激光雷达特有的高光谱探测技术,在气溶胶和云的精细化探测和分类方面具有重要应用,将在环境监测中发挥重要作用。