不同光聚焦状态的光击穿声辐射特性

强激光通过光学系统聚焦于水下时,击穿水介质辐射强声波信号.光学聚焦特性的不同,使得激光击穿区域形状的差异,导致辐射的声信号在强度、频谱特征上具有较大的差异性.为研究不同光聚焦状态对激光击穿形成的空泡辐射声波的影响,推导了不同聚焦状态下激光空泡壁的运动方程及声辐射模型,构建了激光声实验测量系统,实验研究了不同聚焦状态下光击穿导致的空泡脉动参数、辐射声信号特征的差异性.结论:激光声信号强度与激光能量成线性关系,在激光能量高于一定参数情况下,声信号强度变化不大;在低激光功率下,扩束聚焦与非扩束聚焦,辐射的声信号特性差异不大;在高激光功率条件,扩束聚焦击穿形成的空泡半径大于非扩束聚焦击穿,辐射的声信号强度高于非扩束聚焦;为提高激光击穿辐射卢信号效率,应对激光束进行扩束聚焦.     

抛光粉颗粒度对高功率激光玻璃材料抛光效率和粗糙度的影响

磷酸盐钕玻璃、熔石英和BK7是3类用于激光惯性约束聚变(ICF)装置主要光学元件材料.实验中采用不同平均粒径的氧化铈抛光粉对上述3类材料分别进行抛光,对特定材料抛光去除量和抛光粉平均粒径的关系进行了研究.实验表明:由于材料的物理和化学特性不同,特定的材料需选用相应平均粒径大小的抛光粉才能达到最佳的抛光效率.实验还就上述3类高功率激光玻璃材料抛光中各个阶段的抛光粗糙度与抛光粉平均粒径的关系进行了研究,结果表明:某一规格抛光粉的粒径对不同特性材料抛光后的表面粗糙度影响表征情况不同.     

一种蓝色聚合物激光材料

聚合物作为一种有机发光材料,由于在平板显示和光电子器件中的良好应用前景而受到广泛研究［１～２］．近年来,一个重要进展是在聚合物中观测到了受激发射（简称Ｐｏｌｙ－ｍｅｒ激光）现象［３～６］．Ｐｏｌｙｍｅｒ激光最早是在溶液中实现的［３～４］．作为一种新型...     

The application of laser reflective tomography in near-field measurements of ultrasonic transducers

With Laser Reflective Tomography（LRT）,the near fields of ultrasonic transducers were measured and analyzed.The principle of LRT measurement of ultrasonic field distribution was introduced and an experimental system was set up.Acoustic pressure of a multiple element piston transducer was measured by using of a laser vibrometer.Its distribution in amplitude and phase was obtained.The acoustic pressure in the same region was measured with a needle hydrophone to validate the LRT method.Furthermore,through reconstruction of acoustic fields,it indicated that LRT method is suitable for predicting the distribution on transducers＇surface and conditions of active elements.     

大模场面积光子晶体光纤激光器展宽脉冲锁模域的束缚态运转

实验研究了大模面积光子晶体光纤飞秒激光器在近零色散点展宽脉冲锁模的束缚态运转.获得了双脉冲束缚态锁模,以及脉冲间隔不相等的多脉冲束缚态锁模,实验发现束缚态的子脉冲间距具有随机性.通过建立光纤锁模激光器的数值模型,分析了激光器束缚态锁模建立的动力学过程,在一定抽运强度下,激光器存在多个稳态,或者单脉冲运转,或者子脉冲间隔不相等的束缚态运转,这取决于锁模建立阶段半导体可饱和吸收镜(SESAM)对噪声信号的随机提取.并提出了抑制束缚态的方法,模拟得出此项技术可直接获得的最大单脉冲能量为19.6 nJ,考虑到40%左右的压缩损耗,可得到压缩至76 fs的最短脉冲,单脉冲能量为11.8 nJ.数值模拟结果能很好的与实验相符合.     

扫描环形光斑激光束优化研究

激光束的形状和能量分布限定了激光的应用范围,为满足不同的激光加工需要,必须对激光束进行变换。针对实验室用CO2激光器在热处理方面的应用,提出了激光扫描环形光斑光束优化法。基于温度场叠加原理建立了扫描环形光斑温度场的数学模型,模拟其温度场,可得到其温度分布特性;通过实验研究,分析了聚焦光斑与扫描环形光斑在激光淬火中对材料的热作用效果。结果表明,扫描环形光斑能改善激光热处理硬化层分布。理论和实验研究表明,激光扫描环形光斑技术可以实现激光热处理光束的优化,有一定的应用前景。     

合成孔径激光成像雷达(Ⅴ):成像分辨率和天线孔径函数

基于合成孔径激光成像雷达(SAIL)二维数据收集方程和成像算法,研究了圆形孔径和矩形孔径光学望远镜天线的方位向成像分辨率,导出了点扩展函数的解析表达式,分析了理想成像点尺寸及其光学足迹中心偏离、相位二次项匹配滤波失匹、空间采样宽度、采样周期等的影响;也研究了距离向成像分辨率并分析了非线性啁啾补偿等的影响.对于各种影响因素都给出了数学判据,特别是发现了矩形孔径的光学望远镜可以产生适合于SAIL扫描方式的矩形光学足趾并消除方位向分辨率不均匀降低,可以设计最佳的矩形孔径的尺度分别控制光学足趾在方位向及其垂直方向上的尺度,得到大扫描宽度和高方位向分辨率;也发现了目标外差延时必须尽量小以克服非线性啁啾和初始光频不稳定性相位误差.     

激光激发水中产生超声波的实验研究

采用压电陶瓷水听器研究了Nd：YAG脉冲激光激发水中产生瞬态超声波的特性,给出了声压信号随距离的变化关系。研究结果表明：用激光产生水下声波是完全可行的。当观测点与光击穿区的距离r远大于柱体长度时,垂直于光传播方向的激光瞬态超声波幅值与r成反比;当观测点与光击穿区的距离r很小时,垂直于光传播方向的声压幅值与产成反比。此外,当激光入射角度发生变化,超声脉冲的幅值也随之发生变化,其幅值在激光束垂直入射的时候最大。     

绝缘衬底上硅表面载流子的超快动力学研究

利用800 nm波长的飞秒抽运探测技术测量r具有不同单晶硅薄膜厚度的绝缘衬底上硅(SOI)皮秒瞬态反射率变化,并通过基于受激载流子密度和温度变化过程建立的反射率模型讨论了SOI表面载流子的超快动力学过程.研究表明,表面复合速度(SRV)是影响载流子动力学响应的主要因素,且薄膜厚度越小表面复合速度就越大,对应的表面态密度可达到1013cm-2 .对于较小的SRV,受激载流子的超快响应决定了瞬念反射率变化;而对于较大的SRV,晶格温升对瞬态反射率变化的贞献变得显著,使得反射率在更短的时间内恢复并超过初始值.     

气体吸收光谱数据处理的实验教学设计

大学专业课程设计是工科专业重要的课程,是在掌握基本理论知识后的进一步深入探究,也是培养更高水平人才质量的关键。随着时代的发展,大学专业实验的内容也需要与时俱进。把激光光谱气体测量引入光电专业实验中,针对学生对知识掌握的情况,合理设计学习型和探究型实验。通过实验系统的搭建,让同学们能够直观立体的感受激光光谱测量技术这门课程,锻炼操作动手能力。鼓励学生将之前课程学到的各种软件,用于实验数据的处理,实现从课本学习到实际应用的过渡。