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期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海市800-211信箱）

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点，报道高新技术前沿，追踪科技研发动态，介绍科学探索历程；展示最新科技产品，汇萃时尚科技讯息。
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    磷硅酸盐发光玻璃及光纤研究进展

    王苏钰刘子畅罗成西张东辰...
    123-133页
    查看更多>>摘要：随着对发光材料在理论和技术方面的深入研究,发光材料已经被广泛应用于白光LED照明、光学成像、光存储、光通信、光纤激光等领域.近年来,研究发现引入磷元素作为共掺元素所制备的发光材料在光学性能方面展现出独特的优势,磷元素成为突破众多发光材料发光性能瓶颈的关键因素.本文对磷硅酸盐发光玻璃的制备方法及其光学特性进行了综述,介绍了几种主流的发光材料制备方法及其掺磷技术,以及各种发光离子在P5+的配位环境下的光谱特性,展现出磷硅酸盐发光玻璃及光纤在光通信及光纤激光等领域极大的优势,最后对多种掺磷有源特种光纤的应用前景进行了展望.

    发光材料发光玻璃磷硅酸盐玻璃有源光纤

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    渐变折射率多模光纤产生可见光超连续谱研究进展

    李敬岁李博张丹陈胜平...
    134-144页
    查看更多>>摘要：渐变折射率多模光纤中存在几何参量不稳定性等时空非线性效应,在一定条件下会使传输激光的光谱逐渐展宽,最终演化为超连续谱.本文介绍了几何参量不稳定性的概念、物理内涵以及利用渐变折射率多模光纤获得可见光超连续谱的研究现状,分析了光纤参数、脉冲参数对输出光谱的影响,提出实现全光纤结构以及采用短波长激光作为泵浦源是今后研究的重点方向.利用几何参量不稳定性产生可见光超连续谱有望突破传统光子晶体光纤产生可见光超连续谱方案因纤芯过小造成的功率限制.

    光纤光学可见光超连续谱渐变折射率多模光纤空间自成像几何参量不稳定性

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    基于光参量振荡及放大技术的长波固体激光研究进展

    王海赵莉莉田俊涛李志永...
    145-155页
    查看更多>>摘要：差分吸收雷达(DIAL)是有害气体检测的重要设备,对激光源的输出波长和线宽特性具有较高的需求.近年来,光参量振荡和放大技术(OPO/OPA)在中长波红外激光输出方面不断取得突破,在获得高质量长波方面表现出较大发展潜力.整理了不同非线性晶体的特性,对部分晶体光参量振荡器的长波激光性能进行了归纳,主要包括输出功率、脉冲能量、调谐范围以及输出线宽,结合理论增益线宽计算以及近期的实验研究,分析总结了在实现窄线宽方面存在的主要问题,并展望了未来的技术路线和发展方向.

    光参量振荡器窄线宽长波激光非线性晶体

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    基于米氏散射模型的高斯激光束在海水中传输特性的数值仿真

    桂甸孟浩然杨昊刘欣悦...
    156-164页
    查看更多>>摘要：为进一步研究高斯激光束在水下通信与信息探测中的应用和在不同海水环境中传输过程的特性,以海水中最常见的陆源悬浮泥沙粒子为例,将米氏(Mie)散射理论与蒙特卡罗(Monte Carlo)方法相结合建立含有悬浮物海水中波长为520 nm的高斯激光传输模型,研究了特定直径和密度的粒子群对激光传输的影响.分析了不同探测距离下高斯激光传输模型的归一化接收功率随激光初始发散角的变化.研究结果表明:1)通过改变米氏散射模型中的悬浮泥沙粒子的直径和密度,从而改变仿真中设置的消光系数、散射系数和不对称因子,探测靶面的接收功率随散射体直径、密度和传输距离增加呈指数级减小;2)在一定范围内,初始发散角的变化不会影响接收面的接收功率,并且这种范围随着散射系数以及传输距离的增大而减小.所提的研究方法为进一步实际分析含复杂颗粒群(悬浮气泡、浮游藻类、悬浮泥沙)海水中高斯激光传输特性变化奠定理论基础,可为相关的工程估算提供参考.

    米氏散射蒙特卡罗法高斯激光水下传输不对称因子

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    螺旋因斯-高斯光束海洋湍流信道传输与通信特性仿真研究

    戴辉张鹏何爽陈航...
    165-176页
    查看更多>>摘要：为了研究螺旋因斯-高斯(HIG)光束在海洋湍流信道下的传输与通信特性,首先基于随机相位屏法和功率谱反演法,仿真研究了HIG光束经过海洋湍流后的传输性能(光强分布、相位分布、闪烁指数、质心漂移和重叠)与传输距离之间的关系,而后基于对数正态强度概率密度函数进一步分析通信误码率性能.为实现最优传输与通信性能,优化分析HIG不同光束参数(椭圆度、阶数、度数)下的性能规律.仿真结果表明:与高斯光束相比,HIG光束在不同距离下都具有较好的抗湍流能力,其中在100 m海洋湍流信道中(ε=10-5 m2/s3,XT=10-5 K2/s,ω=-0.15,η=10-3 m,L0=10 m),闪烁指数降低58%,质心漂移降低53%,误码率降低3个数量级.随着湍流强度增加,HIG光束传输与通信性能降低,且相比高斯光束,HIG光束性能改善能力减弱:在相对弱湍流状态下,误码率改善约4个数量级;在相对强湍流状态下,误码率改善约1个数量级.且随着海洋湍流外尺度增加,HIG光束质心漂移小幅增加,其余参数几乎保持不变.经过优化可知,椭圆度、阶数、度数存在最优值,可提高通信性能和传输性能,其中阶数最为敏感.仿真研究结果将有可能为HIG光束应用于水下光通信提供理论依据和技术参考.

    海洋湍流螺旋因斯-高斯光束随机相位屏闪烁指数质心漂移重叠误码率

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    基于栅型光波导的自由空间光耦合性能研究

    吴鹏飞刘涵颖雷思琛
    177-182页
    查看更多>>摘要：针对大气湍流信道中空间光耦合效率低、对准难度大的问题,提出一种将湍流信号光束通过光栅结构耦合进光波导的研究方案,在修正的Von Karman湍流谱模型下,分析大气湍流对空间光与栅型光波导耦合参数的影响,通过优化光栅结构参数,设计高效空间光耦合波导芯片.此外,引入三组Si/SiO2 反射镜结构,减少向下耦合损耗,进一步提高光栅耦合效率.仿真结果表明,对于受大气湍流影响的空间光,当光栅周期为 660 nm,刻蚀深度为 100 nm,下包层厚度为1.45 μm时,该入射光栅耦合器在1550 nm波长处的耦合效率为74%(无反射镜时,耦合效率为50.5%),实现了大气湍流环境中空间光的高效耦合,对提升通信效率和自由空间光通信领域的光电集成化具有重要的意义.

    空间光耦合大气湍流波导光栅耦合器耦合效率

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    利用多通道加权投票的机载绿激光海陆波形分类

    赵兴磊梁刚赵建虎周丰年...
    183-191页
    查看更多>>摘要：为解决复杂海陆环境下机载绿激光海陆波形分类精度低的问题,本文提出了一种利用多通道加权投票的绿激光海陆波形分类方法,即多通道加权投票卷积神经网络(MWV-CNN).首先,将绿激光深水和浅水通道采集的多通道波形经一个多通道输入模块分别输入到本文搭建的一维卷积神经网络(1D CNN)模块中;然后,各1D CNN模块对每个通道波形分别进行处理,获得各通道波形属于海洋和陆地类别的预测得分;最后,将各通道预测得分视为权值,利用一个多通道融合模块进行加权投票,确定波形最终类别.采用Optech CZMIL对中国连云港市沿海水域的实测数据进行实验验证,结果表明,MWV-CNN的总体分类精度、Kappa系数和总体精度标准差分别为99.45%、0.982和0.02%.与传统绿激光海陆波形分类方法相比,本文方法具有更好的分类精度和鲁棒性,为实现机载绿激光高精度海陆波形分类提供了一种新的有效途径.

    大气光学与海洋光学机载激光雷达测深海陆波形分类绿激光多通道波形深度学习加权投票

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    面向连续变量量子随机数产生的宽带高平坦度平衡零拍探测器

    邓娟郭龑强林鸿林杰弘...
    192-201页
    查看更多>>摘要：面向连续变量量子随机数产生的应用场景,基于级联放大的方式构建宽带高增益平衡零拍探测器,首次将分布参数电路分析法、优化仿真法引入到平衡零拍探测器的电路设计中,针对性地改善该特高频电路的传输特性,并以系统稳定性指标为指导,寻求电路设计及关键元器件参数的最优解,完成电路设计.最终制作出带宽高于1.65 GHz、在0.2～930 MHz范围内增益平坦度达到±2 dB的平衡零拍探测器.该研究为宽带平衡零拍探测器提供了一种新的设计思路,实验所得探测器的性能有利于更高效地提取连续变量量子态随机熵源,将有效促进连续变量量子随机数发生器的速率提高和实用化发展.

    量子光学量子随机数发生器平衡零拍探测器高带宽及高平坦度分布参数电路分析法

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    提高超导纳米线单光子探测器计数率的室温读出电路

    巫君杰董玉奇张成俊万旭骁...
    202-206页
    查看更多>>摘要：计数率是超导纳米线单光子探测器(SNSPD)的重要参数,介绍了一种在室温端提高SNSPD计数率的方法及其测量装置.首先,基于SNSPD系统的分布式电路模型,仿真分析了信号传输完整性和计数率的影响因素;进而,通过引入极低漏热柔性线解决信号完整性问题,实现在室温端串联电阻提升SNSPD计数率的系统.通过室温端串联150 Ω的电阻,在不影响SNSPD系统探测效率以及暗计数率的基础上,器件的计数率提高5.3倍,该方法操作简单,可以满足实时提高SNSPD计数率的需求.

    超导纳米线单光子探测器计数率串联电阻分布式电路模型

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    基于PbSe量子点掺杂环形芯光纤的涡旋模式放大

    郭恒菲韦绘梅陈娜董艳华...
    207-214页
    查看更多>>摘要：采用改进的化学气相沉积法成功制备了PbSe量子点掺杂环形芯光纤,光纤为双包层结构,其环形芯与内包层折射率差约为2.2%.通过电子探针显微分析技术测试了光纤中的元素种类及含量,在高分辨透射电子显微镜下观测到PbSe量子点的晶格结构,同时测量了拉曼光谱,证明此环形芯光纤中成功掺入PbSe量子点.这为制备半导体量子点掺杂光纤提供了重要的参考价值.利用该光纤搭建了涡旋光放大系统,在信号光波长为1550 nm处实现了1～3阶涡旋模式放大,当泵浦光功率为634 mW时,所有模式的开关增益>13 dB,差分模式增益<2.45 dB.该实验系统有望促进涡旋模式宽带放大的进一步研究.

    光纤光学PbSe量子点环形芯光纤改进的化学气相沉积法涡旋模式增益特性

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