高功率激光装置光束准直系统新型远场监测技术

利用高功率激光装置空间滤波器小孔成像和取样光栅的衍射,设计出一套新型光路远场监测方案,并且在实验平台上进行了实验验证.实验结果表明：相对传统的远场监测方法,该远场监测系统通过侧面离轴光栅取样灵活利用空间,其调整平均误差为空间滤波器小孔直径0.9%,能够满足准直系统远场调整精度(<小孔直径5%)的要求. 关键词： 激光技术 光束准直 光栅 远场     

新型全固态激光器作用过程中的激光参数分析

对影响LD泵浦的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG激光器输出特性的增益介质长度、腔内损耗、输出镜透过率、泵浦光和振荡光的光斑大小进行了分析和数值模拟。当腔内固有损耗为2%,输出镜透过率为10%时,Nd∶Gd-VO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体的振荡阈值分别为1.77W、0.55W和3.34W。在25W泵浦功率下,利用1mm长的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体可分别得到13.17W,13.26W和8.43W的输出功率,相应的输出镜最佳透过率分别为24%,44%和16%。     

In situ measurement on nonuniform velocity distributionin external detonation exhaust flow by analysis ofspectrum features using TDLAS

Instantaneous and precise velocity sensing is a critical part of research on detonation mechanism and flow evolution.This paper presents a novel multi-projection tunable diode laser absorption spectroscopy solution,to provide a real-time and reliable measurement of velocity distribution in detonation exhaust flow with obvious nonuniformity.Relations are established between overlapped spectrums along probing beams and Gauss velocity distribution phantom according to the frequency shifts and tiny variations in components of light-of-sight absorbance profiles at low frequencies analyzed by the fast Fourier transform.With simulated optical measurement using H2O feature at 7185.6 cm-1 carried out on a phantom generated using a simulation of two-phase detonation by a two-fluid model,this method demonstrates a satisfying performance on recovery of velocity distribution profiles in supersonic flow even with a noise equivalent absorbance up to 2×10^-3.This method is applied to the analysis of rapidly decreasing velocity during a complete working cycle in the external flow field of an air-gasoline detonation tube operating at 25 Hz,and results show the velocity in the core flow field would be much larger than the arithmetic average from traditional tunable diode laser doppler velocimetry.This proposed velocity distribution sensor would reconstruct nonuniform velocity distribution of high-speed flow in low cost and simple operations,which broadens the possibility for applications in research on the formation and propagation of external flow filed of detonation tube.     

白蛋白酸致变性的动态激光散斑研究

利用动态激光散斑的方法研究了白蛋白的酸致变性过程。首先,利用动态散斑理论模拟生成了动态散斑序列图;然后,利用模拟和实验散斑图的时间序列散斑图及其灰度共生矩阵对白蛋白的酸致变性过程进行了分析;接着,又利用灰度共生矩阵的惯性矩和不同阶段的四幅散斑图的平均对比度图对该过程进行了更深入的研究。理论模拟和实验研究结果表明,在白蛋白酸致变性过程中,胶体溶液中的蛋白质微粒的运动由剧烈逐渐变得缓慢;同时,微粒数量减少而微粒尺寸增加。研究表明,动态激光散斑方法是一种实时、快速、有效的研究白蛋白变性过程的新手段。     

888 nm LD抽运Nd∶YVO4被动锁模皮秒振荡器

报道了基于888 nm半导体抽运Nd∶YVO4晶体连续被动锁模的皮秒振荡器。通过热激发抽运方式改善激光器的热性能,提高锁模振荡器输出的平均功率与单脉冲能量。利用半导体可饱和吸收体(SESAM)实现激光器锁模运转的启动与维持。在抽运功率为60 W时,获得最大输出功率为15 W,重复频率为53 MHz的皮秒脉冲输出,光-光转换效率为24%。在输出功率为15 W时脉冲宽度为45 ps。     

超相对论强度激光与薄膜靶作用中0.4 nm以下X射线阿秒脉冲的产生

用一维粒子模拟程序对功率密度在10²² W/cm²以上的超强激光驱动薄膜靶产生的相对论电子层及其经过汤姆孙散射产生的阿秒X射线进行了研究. 结果表明, 在超相对论强度范围下增大驱动激光强度, 相应减小等离子体密度及厚度可使电子层获得更高纵向动量, 使汤姆孙散射光明显向更短波长移动. 优化相关参数得到了波长为 1.168 nm的阿秒脉冲. 经过对倍频探测光方案与驱动光以及薄膜靶参数进行综合考虑和优化, 得到的X射线相干辐射波长有效减小到0.4 nm以下, 产生的光子能量达到2 keV以上. 关键词： 超相对论强度激光 阿秒X射线 相对论电子层 汤姆孙后向散射     

GaAs体材料及其量子阱的光学极化退相特性

采用飞秒时间分辨瞬态简并四波混频技术，在室温下测量了GaAs体材料及其量子阱材料GaAs/Al_0.3Ga_0.7As的光学极化超快退相时间，当激光中心波长为785nm，受激载流子浓度为10¹¹cm^-2时，它们的退相时间分别为28fs和46fs.量子阱材料的退相时间比体材料的长，这是由于量子阱中的载流子在垂直于GaAs/AlGaAs界面的运动受到限制，运动呈现二维特性，大大减小了载流子的散射概率.实验中观察到瞬态简并四波混 关键词： 时间分辨简并四波混频 飞秒激光脉冲 退相 密度矩阵     

飞秒激光烧蚀LiNbO3晶体的形貌特征与机理研究

采用了不同能量的单脉冲和多脉冲飞秒激光对LiNbO₃晶体进行烧蚀，并刻蚀了表面衍射型光栅.通过扫描电镜和原子力显微镜观察了烧蚀点的形貌特征，首次发现利用单束飞秒激光脉冲对LiNbO₃晶体烧蚀，可以得到超衍射极限的烧蚀点，当聚焦光斑直径约为2μm、能量为170nJ的单脉冲飞秒激光作用时，烧蚀点的直径约为400nm，100nJ，17个脉冲作用时烧蚀点的直径约为800nm.同时可以观察到在能量较低的多脉冲飞秒激光作用下， LiNbO₃晶体呈现出大约200nm周期性分布的波纹状结构.实验结果表明，选择合适参数的飞秒激光脉冲可以对LiNbO₃晶体进行超衍射极限加工，这对于利用飞秒激光制作LiNbO₃基质的微纳光电子器件有十分重要的意义.     

变光外差为电外差的双频激光探测

演示一种双频激光位移探测系统,阐述光载波激光雷达的概念。由单块非平面环形腔固体激光器和声光调制器产生100MHz载波频率的双频激光束,作为探测光束,经过光路收发系统,探测位于电动导轨上目标的位移变化,信号处理部分采用高速光电探测器响应后信号的电子外差解调方式,位移量的获得通过高频锁相放大器解算参考光束与信号光束的相位差并计算获得。通过双频激光把光学外差探测变为了电子外差探测,系统重复误差小于3%。系统在利用无线电雷达信号处理方式的同时,保留了激光探测的优点,位移测量系统具有良好的重复性。     

基于F-P标准具的固体激光可调线宽控制技术

钠导星激光研制需激光线宽在一定范围内可调节。开展了F-P标准具压窄线宽数值模拟,设计一台高光束质量基横模线偏振激光输出全固态1064 nm激光器作为实验装置,结合激光器输出光谱特性进行计算。根据计算结果采用不同规格的单标准具、组合双标准具实现了激光线宽在0.75 ~2.83 GHz范围内的离散调节控制。在标准具未控温情况下,不同线宽时激光中心波长保持1064.58 nm,30 min内波长漂移量小于3 pm。