面向脉冲量子级联激光器气体检测的锁相放大器

为了在基于脉冲式中红外量子级联激光器的气体检测系统中,精确提取窄脉冲传感信号的幅度,设计并实现了一种微秒级窄脉冲锁相放大器.根据微秒级窄脉冲的特点,窄脉冲信号经过窄带通滤波电路,得到基频正弦波信号,再经过主放大、移相、相敏检波电路,得到与脉冲幅值有关的直流信号.利用信号发生器产生的幅度、频率、相位可调的窄脉冲待测信号,对锁相放大器进行功能验证实验.结果表明,锁相放大器输出直流信号与输入信号的幅度呈良好的线性关系,线性拟合度约为98.043%;信号幅值的相对测量误差不超过3%;在1 h的测试时间内,信号波动范围在1‰以内.利用配备的不同浓度的一氧化碳样品及研制的锁相放大器,开展了一氧化碳气体检测实验.在0~180 ppm范围内,随着一氧化碳浓度的增加,锁相放大器的输出电压值与一氧化碳浓度呈现良好的e指数关系.根据A11an方差预测的系统检测下限为0.4123ppm.与商用锁相放大器相比,该放大器具有体积小、成本低、易于集成等特点,在基于脉冲式中红外量子级联激光器的气体检测中具有较好的应用前景.     

100W全光纤化高重频窄脉宽光纤激光器

报道了一种基于主振荡功率放大结构工作的全光纤化高重复频率窄脉冲宽度光纤激光器.种子源是一个直接电脉冲调制的1 063 nm光纤耦合输出半导体激光器.为了抑制放大器中产生的放大自发辐射光,将种子激光的脉冲波形调制为二阶超高斯型.峰值功率为950 mW的半导体激光器经过2级大模场掺镱双包层光纤放大器(纤芯分别为10μm和30μm)功率放大后,最终获得了平均功率为101 W、重复频率为200 kHz、脉冲宽度为14.77 ns、峰值功率为34.2 kW、3 dB光谱宽度为0.261 nm、光束质量M~2为1.17的脉冲激光输出.与传统的纳秒级脉冲光纤激光器相比,该激光器峰值功率高、光束质量优、光谱宽度窄、结构简单,可广泛应用于激光雷达、遥感探测、倍频和光参量震荡等领域.     

基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术研究

中红外精密激光光谱技术在痕量气体检测、基本物理常数测定等领域都有重要应用,然而由于缺乏窄线宽、稳定的中红外光源,很难实现中红外精密光谱测量.本文介绍了一种基于光学反馈频率锁定的窄线宽稳定中红外激光产生技术,分析了光学反馈实现激光到F-P腔锁定的可行性,利用一个高精细度中红外超稳F-P腔作为频率参考,基于光学反馈技术实现了量子级联激光器到该超稳腔的锁定.经过评估得到激光器线宽被压窄到1.1 Hz,压窄激光线宽的同时稳定了激光频率,将激光器的长期漂移控制在20 kHz/12 h.其中,为了获取长时间稳定的光学反馈,基于PDH技术获取了误差信号,用于对反馈相位的实时伺服控制.     

实验不可分辨的Voigt线型重叠谱线的压致展宽线宽的偏差确定

通过仿真和拟合Voigt线型重叠谱线,讨论了将实验上不可分辨的两条谱线重叠后视为单条谱线时所得到的压致展宽线宽与其实际值的相对误差ε,分析了该误差与两谱线的中心位置距离δν₀和实际的压致展宽线宽δν0_Ｌ的变化规律。发现ε在谱线的压致展宽线宽远小于多普勒线宽δν_Ｄ时显得很大,与δν₀和δν0_Ｌ的变化规律较复杂;当δν0_Ｌ可与δν_Ｄ比拟时,ε随δν₀的变化趋于呈光滑的二次项函数曲线,但曲线的斜率在δν0_Ｌ小于δν_Ｄ情况下为负,而在δν0_Ｌ大于δν_Ｄ时为正。整体来说,随着δν0_Ｌ对总线宽的影响越大,ε越小。所有这些结论和相应关系数据为修正压致展宽线宽的拟合值具有积极的参考价值,并且为进一步从实验上不可分辨的重叠谱线确定精确的压致展宽系数提出了极有意义的方法和思路。     

窄通道内热薄燃料表面火焰传播特性研究

利用实验和数值模拟对微重力和常重力条件下高度为14mm和10mm的窄通道内热薄纸张表面火焰传播特性进行了研究。不同重力条件下窄通道内火焰传播速度随气流速度变化的规律符合得较好,说明地面窄通道实验能够模拟微重力条件下材料表面火焰传播的主要特征。地面窄通道中浮力流动速度的最大值约为5cm／s,与常规实验通道（高度较大）相比...     

原子相干对反转和无反转激光线宽的影响

研究了原子相干对两个能级被一相干驱动场耦合的三能级系统反转和无反转激光线宽的影响。证明了原子相干不仅经线宽,而且可以加宽线宽,它对线宽的作用是窄化还是加宽取决于模型和参数的选择。我们的研究还表明,原子相干对线宽的影响小于布居数对线宽的影响,在强驱动场下,原子相干的效应可忽略。     

Tb2Fe17-xSix单晶磁性和窄畴壁的研究

在 Ｔｂ２ Ｆｅ１７ 化合物中用 Ｓｉ 替代 Ｆｅ 观察到晶格参数减小和居里温度升高．平均场理论分析指出, Ｓｉ 对 Ｆｅ 的替代使 Ｆｅ Ｆｅ 间的交换作用明显增强、 Ｔｂ Ｆｅ 间交换作用轻微地减弱．通过拟合 Ｔｂ２ Ｆｅ１７ － ｘ Ｓｉｘ（ ｘ ＝ ００ ,１０ ,２０ ,３０ ,３３） 单晶的磁化曲线,得到了化合物在不同组分和温度下的各向异性常数．在 Ｔｂ２（ Ｆｅ , Ｓｉ）１７ 单晶的磁化和退磁过程中,观察到 Ｓｉ 替代 Ｆｅ 时引起低温下的本征窄畴壁钉扎和矫顽力增强．计及三个各向异性常数的计算以及用 Ｅｇａｍｉ 热激发模型和 Ｈｃ 与 Ｔ 的经验关系,对畴壁能和畴壁厚度的计算都证明了 Ｓｉ 的替代导致了窄畴壁的存在,分析了它们随成分和温度变化的规律．     

低射频窄通带高温超导滤波器设计

本文在双面YBCO高温超导薄膜上设计了12节低射频窄通带超导带通滤波器.中心频率385MHz,相对带宽1.3%,考虑到窄带滤波器对衬底介电常数的敏感性,采用MgO基片以避免基片孪晶造成的介电常数非均匀性带来的影响.为了能在不大于2英寸的基片上制备出如此低频的高性能超导滤波器,设计中选用了1/4波长的螺旋形谐振结构.设计结果的带边陡峭度达到了50dB/MHz,带内插损小于0.014dB,带外抑制达到100dB,二倍频处抑制度优于130dB.     

多模光纤用于激光线宽零拍测量法的原理和实验研究

从理论上对零拍测量法测量激光线宽系统的分辨率进行了计算,并在理论和实验结果中证明多模光纤也可用于光纤延时零拍系统。实验建立起了1064nm、窄线宽、单纵模激光二极管泵浦Nd∶YVO4激光器的延时零拍多模光纤线宽测量系统,并通过这一系统观测和研究了激光的功率谱分布。     

施特恩-格拉赫实验束形分析

对于施特恩-格拉赫实验,实验者通常是根据实验得到的束强分布与束强分布函数的符合程度来评价实验结果的．本文结合一系列专题实验,系统地讨论了束强分布函数的来源、基本形式、适用范围及应用时应注意的一些问题．