单模光纤波导模的傍轴传输特性

将LP01模表示成用拉盖尔 高斯模线性叠加的形式,利用柯林斯公式推导出单模光纤波导模通过傍轴ABCD光学系统的解析传输公式。用所得的解析公式对LP01模在自由空间的传输和聚焦特性作了研究,并和高斯基模进行了比较。数值计算结果表明,用高斯基模描述LP01模会产生一定误差。LP01模经过透镜聚焦后存在焦移,且焦移随着菲涅尔数传输特性的减小而增大。选择合适的菲涅尔数聚焦后,LP01模会出现长焦深,这是与聚焦的高斯模所不同的。     

激光脉冲波形对烧蚀Si靶表面温度的影响

利用双温方程对激光烧蚀Si靶的过程进行了数值模拟,并结合合适的初始条件和边界条件,研究了在飞秒、皮秒激光作用下,脉冲波形（矩形、梯形、三角形和高斯形）对Si靶表面载流子和晶格温度分布的影响。结果表明：激光功率密度是影响载流子温升的主要因素,矩形脉冲激光烧蚀Si靶表面载流子的峰值温度最高,而高斯分布的脉冲引起靶面载流子峰值温度最低。可见,激光脉冲波形对Si靶表面载流子的温度分布具有重要影响。所得结果可为制备高质量的薄膜提供理论依据。     

用于激光测距的1 572 nm窄带滤光膜

介绍了用于激光测距机的1 572 nm窄带滤光膜的用途、特性和制备方法。利用计算机优化软件对多腔结构进行计算后, 得到了损耗小、制备方便、重复性好的膜系设计。讨论了薄膜的光谱、温漂及均匀性等主要技术问题后,给出了特性测试和环境实验结果。目前相关的带宽12 nm滤光膜应用在新型激光测距机中分别达到了精度±5 m和重复频率(1±0.1)Hz下11 km的使用效果。     

红外激光对可见光成像系统的硬损伤

采用波长为1 315 nm的连续波化学氧碘激光对某型摄像机进行了辐照实验,研究了可见光CCD成像系统在响应波段外红外激光辐照下的硬损伤效应。开展了光学系统变光圈尺寸下的激光辐照实验,发现当辐照水平一定的情况下,光圈尺寸越小,光学系统越难发生硬损伤,并解释了该现象的成因;测量到光圈尺寸最大、最小两种状态下的光学系统硬损伤功率阈值分别为几十W、几百W;得到CCD的激光损伤阈值为5.5×104 W/cm2;结合相机输出的视频图像与显微镜拍到的被损感光器件实物照片分析了硬损伤机理。     

脉冲激光测距机性能综合测试技术

提出利用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方法进行激光测距机最大测程测试,利用精密光电延时与激光回波模拟技术相结合的方法实现对测距机测程范围、测距精度、选通范围及精度、距离分辨力等主要性能参数的室内模拟测试。对测试原理进行了论述,并对激光测距机的实验数据进行了分析。实验结果表明：利用所提出的综合测试技术可实现对脉冲激光测距机多个主要性能参数的准确测试,为客观评价激光测距机的性能提供了可靠的测量数据。     

CO2激光对熔石英表面小尺寸损伤的修复

利用10.6 μm的CO2激光对不同直径的点状损伤和不同宽度的划痕进行了修复。经过波长351 nm的紫外激光考核发现,对于直径小于80 μm的点状损伤和对于宽度小于40 μm的划痕,随着损伤点尺寸和划痕宽度的增加,修复后阈值提高程度逐渐降低。划痕的宽度在达到40 μm以后修复效果非常微弱。修复过程中,由于作用时间较短及温度分布不均产生了热应力导致样片损伤以后产生径向裂痕,后续的紫外激光会使裂痕明显扩展。当样品被置于高温退火炉内退火3 h以后,应力导致开裂的现象得到了解决。     

物理所光学研究的历史和现状

光学是物理所最早设置的学科方向之一,伴随物理所的发展历史,取得过许多重要的成就.文章在回顾与光学相关的这段历史的基础上,概述了物理所人在光学领域所取得的主要学术成就及人才培养和队伍建设情况,最后简要介绍了目前开展的研究工作,浅析了进一步发展所面临的不足和对策.     

基于轴棱锥带平面耦合输出镜的贝塞尔-高斯谐振腔

从较直观的概念出发,设计基于轴棱锥带平面耦合输出镜的贝塞尔-高斯谐振腔。应用Fox-Li数值迭代法对谐振腔横向光场模式进行较严格的分析,同时采用数值积分的方法,由输出镜面上光场采样点的数值直接模拟腔外输出光场分布情况。数值模拟结果与理论结果比较表明,该谐振腔的主模式与零阶贝塞尔-高斯光特征相似。针对实际中腔长可能并不严格地与最初设计腔长一致,讨论了腔长变化对谐振腔主模式分布的影响,发现当腔长变化较小时,谐振腔的横向模式特征基本保持不变。利用Nd:YAG激光器设计贝塞尔-高斯谐振腔进行实验,光束分析仪记录的输出光强横向分布与理论预期基本一致。     

超短超强激光与稀薄等离子体相互作用背向受激Raman谱特性模拟

利用LPIC++程序模拟了超短超强脉冲与稀薄等离子体相互作用产生的背向受激Raman谱。结果证明：在极端相对论条件下,背向受激Raman谱不再是通常所指的弱耦合模式,而进入强耦合模式。频谱加宽,并融合在一起;各谱峰之间的频移不再以等离子体波的频率为间隔,而是小于电子等离子体波的频率。模拟了各种条件下的背向散射Raman谱特性,结果显示：随着密度的提高,背向受激Raman谱的强度也将提高,这与理论结果符合得较好。     

长脉冲激光辐照下环氧树脂的热烧蚀规律

研究了树脂基复合材料中常用的E-51环氧树脂在ms级脉冲激光辐照下热烧蚀率及质量烧蚀率的变化规律,分析了脉冲激光的辐照时间、峰值功率密度、重复频率以及脉宽对烧蚀率的影响。研究结果表明：随辐照时间的增加热烧蚀率逐渐增大,但辐照一定时间后,热烧蚀率趋于稳定;峰值功率密度的增加能明显提高热烧蚀率,但随峰值功率密度的增加,热烧蚀率的增幅减小直至趋于一定值;热烧蚀率不随脉冲激光重复频率和脉宽的变化而改变,当峰值功率密度一定时,热烧蚀率一定,质量烧蚀率与频率和脉宽成正比。