稳频半导体激光器的温度控制技术

设计了一种用于半导体激光器稳频的恒温控制器,在室温下2h的测试时间中,测试恒温稳定度为5mK,配合稳定度为±2μA的恒流源,半导体激光器自由运行时激光频率波动稳定在100MHz范围内。     

双波长高空探测激光雷达技术

在原有瑞利散射和钠层荧光激光雷达的基础上,通过采用二次倍频余光复用和双光纤焦面分光等关键技术,将上述两种高空探测机制融入一台激光雷达中,实现了对30~80 km瑞利散射和80~110 km钠层荧光回波的同时探测,从而达到了利用一台激光雷达对30~110 km这一宽广的大气段进行连通性探测的目的,为中高层大气的探测研究提供了一种更为有效的手段。主要报道双波长高空探测激光雷达的基本原理、关键技术及目前所达到的探测性能。     

法拉第原子滤光器的特性及应用

以我们对铯原子法拉第反常色散原了滤光器(FADOF)的研究为基础，结合其它FADOF的研究成果．介绍了FADOF的原理、特性、以及在滤波、鉴频、磁光调制等方面的应用。     

基于O2分子1.27 μm气辉反演临近空间温度廓线的新方法

1.27 μm波段O₂（a¹?_g）气辉的辐射强度高、自吸收效应弱,是反演临近空间大气温度的理想目标源。基于O₂分子气辉光谱理论以及“剥洋葱”算法,利用扫描成像大气吸收光谱仪（SCIAMACHY）的近红外临边观测数据,成功反演50~100 km区域的大气温度廓线。与SABER、ACE-FTS及激光雷达的观测结果对比表明,在55~85 km的切线高度范围内温度测量误差优于±10 K,而在55 km以下与85 km以上空间区域,由于受到自吸收效应、大气散射以及OH气辉的光谱污染等干扰,温度反演结果出现显著偏差。     

火山SO2排放速率反演

SO₂紫外相机因在时间分辨率、空间分辨率、探测灵敏度以及探测精度等诸多方面均具有显著优势而成功应用于火山活动监测及其动力学研究。为解决紫外相机反演SO₂排放速率容易受烟羽湍流及图像低对比度影响等问题,提出了融入神经网络的光流算法。首先,基于大气紫外辐射传输特性,阐述了SO₂紫外相机的工作机理及SO₂浓度图像的反演方法;其次,将神经网络融入光流算法,实现了火山烟羽图像中SO₂排放速率的精确反演;最后,与传统光流法进行对比,论证了神经网络光流算法的科学性及优越性与精确性。实验结果表明：在图像低对比度及烟羽湍流效应的双重影响下,神经网络光流法可以把边缘反演的误差从94%降低至5%,显著提高了SO₂排放速率反演的精确性。     

原子滤光及鉴频技术在光电探测中的应用

原子滤光器是一种新型的光频选择与光频鉴别器件,由于该器件工作频率由原子的跃迁频率所决定,使之具有中心频率极稳、工作带宽极窄、以及带外抑制强、透射效率高等诸多优点。近年来,该器件在激光雷达、激光通信等多种光电探测领域获得了越来越广泛的应用,并由此大大提升了光电系统的能力和水平。介绍了几种典型的原子滤光及鉴频器件的原理、结构及其研制状况,并介绍这些原子滤光或鉴频器件在若干重要光电探测系统中的应用技术及应用效果。     

高空钠层、钾层同时探测的激光雷达

通过一台Nd:YAG激光器抽运两台脉冲染料激光器,产生589 nm和770 nm两种可调谐波长激光,分别激发钠层和钾层原子的共振荧光,再通过双光纤焦面分光接收,实现了利用一台激光雷达同时探测高空钠层和钾层,从而为更经济、更有效地开展高空钠层和钾层比较性探测研究提供了一种新的手段。     

Hartmann-Shack传感器组装误差分析

 分析了Hartmann-Shack传感器组装误差的种类,导出了旋转误差和倾斜误差的校正矩阵,在进行波前重构时乘以校正矩阵可以校正对应的组装误差。分析了两种由于组装误差导致的波前重构的相对误差的公式,并以含52个子孔径的圆形Hartmann-Shack传感器为例进行了数值模拟。研究结果表明：若不对两种组装误差进行校正,将会限制Hartmann-Shack传感器测量精度的进一步提高。为Hartmann-Shack传感器的装配提供了理论依据。     

基于分光延时的脉冲激光波形调节方法研究

脉冲激光由于具有峰值功率高、脉冲宽度窄等特点,在激光致声、激光焊接等领域中得到了广泛应用。使用特殊波形的脉冲激光,可获得比单脉冲高斯激光更加优异的应用效果,因此脉冲激光波形调节方法具有重要的应用价值。针对这一需求,提出并实验验证了一种基于分光延时的脉冲激光波形调节方法。首先对脉冲激光分光延时叠加原理进行了理论分析,设计出基于两次分光的四脉冲分光延时叠加光路,确定了产生矩形、三角形、驼峰形和双峰形脉冲激光所需的分光比与延时。然后搭建了一套基于Nd∶YAG脉冲激光器的二倍频532 nm激光的四脉冲分光延时叠加实验装置,成功获得了矩形、三角形、驼峰形和双峰形等特殊波形的脉冲激光。