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中国激光
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周炳琨

月刊

0258-7025

cjl@siom.ac.cn

021-69918427

201800

上海市嘉定区清河路390号 上海800-211邮政信箱

中国激光/Journal Chinese Journal of LasersCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是我国唯一全面反映激光领域最新成就的专业学报类期刊。主要发表我国在激光、光学、材料应用及激光医学方面卓有成就的科学家的研究论文。涉及领域包括激光器件、新型激光器、非成性光学、激光在材料中的应用、激光及光纤技术在医学中的使用，锁模超短脉冲技术、精密光谱学、强光物理、量子光学、全息技术及光信息处理。
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    1.6 kW 8 GHz线宽线偏振窄线宽全光纤激光器

    许阳房强崔雪龙赵一柱...
    79-86页
    查看更多>>摘要：以白噪声调制的单频激光器作为种子源，基于主振荡功率放大结构搭建了 1053 nm窄线宽光纤激光系统，该系统由一级种子源和三级放大器构成。在主放大器中对大模场保偏光纤进行合理的盘绕设计，通过结合976 nm全反向泵浦方式，成功地抑制了模式不稳定效应。最终实现了 1053 nm的1。6kW、8GHz线偏振窄线宽激光输出，横向光束质量因子(Mx2)、纵向光束质量因子(My2)和偏振消光比分别为1。090、1。166和～14dB。实验中未观测到明显的受激布里渊散射效应。

    光纤激光器线偏振窄线宽高功率

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    光频梳精密测量543 nm稳频He-Ne激光波长方法研究

    俞秋叶王建波殷聪毕文文...
    87-94页
    查看更多>>摘要：报道了一种利用光频梳精密测量543 nm He-Ne激光波长的实验方法，该方法采用偏频锁定技术将1086 nm连续分布式反馈光纤激光器锁定至光学频率梳，然后通过非线性光学晶体周期性极化铌酸锂(PPLN)倍频产生高稳定的543 nm连续激光。以倍频产生的543 nm激光作为参考标准光源，通过光学拍频方式实现被测543 nm热稳频He-Ne激光器波长的精确测量。实验结果表明，分布式反馈光纤激光器与光频梳锁定后3 h内的频率波动极差为0。2 MHz，且能长时间保持可靠的锁定状态。被测543 nm热稳频He-Ne激光器的频率抖动极差为1。3 MHz，标准差为0。2 MHz，1s和1000 s的频率稳定度分别为2。1×10-10和1。1×10-10，波长复现性为0。2 MHz，该方法的测量结果与利用碘稳频543 nm He-Ne激光拍频测量的数据等效。将1086 nm激光与光频梳连接，再通过倍频方式实现低功率543 nm He-Ne稳频激光波长的测量，该方法能够直接实现激光波长测量向时间频率基准的溯源，有效保证了测量结果的准确性。

    测量计量学激光稳频光学频率梳543nmHe-Ne稳频激光光波长测量偏频锁定

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    基于子孔径特征数据集的光学表面疵病拼接方法

    王颖茹王红军朱学亮刘丙才...
    95-104页
    查看更多>>摘要：针对大口径光学元件表面疵病检测中子孔径图像数量较多、在全孔径拼接过程中存储及处理数据量大的问题，提出了一种基于子孔径特征数据集的光学表面疵病拼接方法。该方法由子孔径图像及其重叠区域图像中提取疵病特征数据构建子孔径特征数据集，并通过特征数据集实现子孔径相对位置关系确定及全孔径疵病拼接。通过实验验证，本文方法可以有效实现全孔径疵病目标拼接，并且与基于模板匹配法的全孔径图像拼接方法相比，两种方法获得的全孔径疵病图像的疵病检测结果基本一致，而本文方法在拼接过程中处理的子孔径特征数据集的数据量为3。26 MB，获得的全孔径疵病数据转换出的全孔径疵病图像的数据量为20。9 kB，有效降低了全孔径拼接过程中的处理及存储数据量。

    疵病检测特征提取子孔径拼接稀疏矩阵

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    无方向制约的横向剪切干涉波前重建方法研究

    任柯鑫田爱玲王红军刘丙才...
    105-114页
    查看更多>>摘要：为了解决横向剪切干涉波前重建技术受剪切方向限制的问题，提出了无方向制约的横向剪切干涉波前重建方法。首先对得到的任意两个剪切干涉图进行Radon变换得到剪切方向，在此基础上，将剪切方向参数引入现有的波前重建方法中，建立基于任意两方向剪切干涉图的波前重建模型，并给出波前重建算法流程。为了验证所提方法的有效性，仿真分析了多组任意两个方向剪切干涉图的波前重建精度，并与基于直角坐标轴正交方向上的两个剪切干涉图的波前重建结果进行比较。结果表明，在不改变波前重建精度的情况下，实现了基于任意两方向横向剪切干涉图的波前重建，有效消除了现有波前重建方法受剪切干涉图方向性的限制，避免了剪切方向与坐标轴之间的偏差所带来的波前重建误差。最后通过实验验证所提方法的正确性。

    横向剪切干涉波前重建剪切干涉图方向制约

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    基于视线标定立体偏折术的离轴非球面面形检测

    路凯王瑞阳李大海葛忍好...
    115-123页
    查看更多>>摘要：为实现离轴非球面光学元件面形的准确高效测量，提出一种基于立体偏折术并结合点云匹配数据处理的方法，该方法可用于离轴非球面光学元件结构参数的拟合与面形测量。首先，根据立体偏折术原理获得离轴非球面的点云数据，然后，利用点云数据与离轴非球面理论模型的几何关系，通过非线性最小二乘算法对姿态误差和非球面结构参数进行优化，最后，利用上述的几何关系、姿态误差和优化后的结构参数完成点云数据和理论模型的匹配，进而获得离轴非球面元件面形。为了验证所提方法的可行性，对顶点曲率c=1/678。91 mm-1、离轴量b=100 mm、圆锥系数k=-1、口径为142 mm且有附加面形误差的离轴非球面元件进行了数值模拟，并实验测量了一块离轴非球面光学元件，对其结构参数进行优化后，得到了与干涉仪较为接近的面形测量结果。仿真和实验结果表明了所提方法用于离轴非球面光学元件面形测量时的可行性。

    视线标定立体偏折术离轴非球面元件面形点云匹配

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    微型星敏感器热稳定性设计与试验验证

    王燕清杜伟峰吴永康翟正一...
    124-132页
    查看更多>>摘要：新一代商业遥感卫星为了实现高精度地形测绘、厘米级地表形变检测，分辨率需要优于0。5 m，但热控条件不如大卫星充裕，微型星敏感器的安装面温度存在较大的变化浮动，引起光轴指向漂移，影响卫星姿态控制精度和高分辨率指标。为此，首先提出了一种热稳定性试验方法，模拟在轨环境，测试微型星敏感器的光轴指向变化，随后根据试验数据分析和仿真结果，对产品的结构和材料进行针对性的优化设计，最后对改进的产品进行热稳定性仿真和试验验证。结果表明，热稳定性试验方法可以有效测量星敏感器受到热应力变形产生的光轴指向偏移量，材料的优化可以提高整机结构强度、减小热变形，结构对称设计可提高光轴指向X、Y两个方向的平衡性，最终使得光轴指向偏移从1。0394"/℃减小到0。1695"/℃。遮光罩独立安装并隔热的设计可以有效改善遮光罩受热形变对光轴指向的影响，光轴指向偏移从0。2403"/℃减小到0。0054"/℃。

    测量光学设计星敏感器热稳定性光轴指向精度

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    双波长大口径液晶光弹性测量仪研制

    陈昱志邢童璐林强刘诚...
    133-142页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于双波长椭圆偏振光测量光弹性应力的方法，采集两种相近波长照明下、特殊液晶旋光角度下透过待测样品的光强分布图像，对其进行一系列计算处理，得到待测样品的应力分布。利用双波长LED和液晶旋光板等先进光源和先进光调控器件，发明了一个可以测量样品中应力分布的光学仪器。进行了相关的实验测量，并与传统的六步相移方法做了实验对比验证了该方法的有效性，相对误差达到2。85％。且所研究的光弹性液晶测量仪结构简单、操作快速，不需要复杂的机械旋转等手动调控。仪器分辨率达到0。25 mm，符合光弹性测量标准。

    光弹性测量应力液晶椭圆偏振光

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    高功率激光装置基于靶点的同步测量技术

    张天宇范薇汪小超杨琳...
    143-152页
    查看更多>>摘要：针对惯性约束聚变高功率激光装置对多路激光到达靶点的高精度时间同步调控需求，提出一种基于散射球的靶球同位替代的同步测量技术，该技术可有效避免由于测试点偏离靶心带来的同步测试误差。利用放置于靶场中心的散射球，将来自任一方向入射的单束紫外光近各向同性地散射到4π立体角内。采用非球面透镜结合高速光电探测技术捕获散射光，从而测得待测光束与时间参考基准的同步时间延迟。在神光Ⅱ装置上开展了在线验证实验，获得基于靶点的长脉冲时间同步抖动小于1。5 ps的延时的测试结果。并离线验证了基于散射球的技术方案应用于10 ps脉宽激光束之间的同步测试可行性。该方法可为高功率激光装置长长、长短脉冲之间和皮秒激光之间的皮秒级高精度时间同步测试提供技术支持。

    同步测量靶点散射球抖动

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    基于改进型粒子群优化算法的畸变光斑校正仿真研究

    刘珍竹孝鹏毕德仓刘继桥...
    153-163页
    查看更多>>摘要：相干探测激光雷达作为一项重要的光学探测技术，在实际应用中面临着大气湍流的影响:大气湍流会导致光斑发生畸变，从而降低探测性能。为解决这一问题，笔者提出了基于改进型粒子群优化算法的畸变光斑校正方法。该方法通过引入Metropolis准则以一定的概率接受劣质解，达到了更高的收敛极限。另外，改进型粒子群优化算法对惯性参数的取值不敏感。对于不同的惯性参数，随着迭代次数增加，所提算法最终都能够达到相同的收敛极限，这说明改进型粒子群优化算法的鲁棒性较好。在中强湍流和强湍流下，对比分析了随机并行梯度下降(SPGD)算法、粒子群优化(PSO)算法和改进型PSO算法的校正结果。仿真结果表明:在收敛速度方面，SPGD算法用时最长，其次是PSO算法，改进型PSO算法用时最短。在收敛极限方面，对于中强湍流，三种算法都能够使斯特列尔比提高到0。8以上，可以认为畸变校正达到了理想效果;对于强湍流，SPGD、PSO和改进型PSO算法使斯特列尔比分别提高了 1。2、2。6、3。2倍(与校正前相比)。综合来看，相比SPGD和PSO算法，改进型PSO算法更有利于提高相干探测激光雷达的性能，尤其是在强湍流条件下。

    相干光学相干探测激光雷达自适应光学畸变光斑校正改进型粒子群优化算法

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    内通道多场耦合作用下旋转光束的传输特性研究

    杨文柏熊皓于虹钟哲强...
    164-174页
    查看更多>>摘要：为缓解内通道激光传输过程中热效应引起的光束质量退化，通过建立内通道光-流-固多场耦合作用的物理模型，开展了内通道中旋转光束的传输特性研究。在此基础上，揭示了旋转光束缓解内通道热效应的物理机制，分析了拓扑荷数、旋转速率、气体吸收系数等关键参数对输出光束质量的影响。结果表明，旋转光束能有效抑制内通道中的激光传输热效应，改善输出激光的光束质量。通过增加光束旋转速率、拓扑荷数，以及减小气体的吸收系数，可以有效提升旋转光束对内通道热效应的抑制效果。

    光通信内通道热效应光束质量旋转光束多场耦合

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