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中国激光
中国激光

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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    调制光栅Y分支型激光器高效调谐特性研究

    黄怿尤越张浩森邓传鲁...
    1-9页
    查看更多>>摘要：针对调制光栅Y分支型(MG-Y)激光器在实际应用中波长-电流查找表(LUT)构建效率低、调谐方式复杂、波长调谐时功率漂移量大等问题,对其调谐特性进行了深入研究.利用左、右反射器电流的调谐特性,设计出一种具有普适性的波长测试框架,能够高效且准确地定位激光器的平滑波长调谐路径.同时提出一种自适应功率校准算法,提升了激光器在波长调谐时的功率稳定性.测试结果表明:基于波长测试框架的LUT仅包含3147个反射器电流-波长组合;激光器的波长调谐范围为1528～1568 nm,波长调谐步长为5 pm;边模抑制比(SMSR)大于40dB;波长准确度优于±2.9 pm;波长重复性优于1.9 pm;波长调谐时功率漂移量小于0.408 mW,稳定度为3.57％;解调出光纤非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器的腔长变化量小于7.58 nm,可以应用于光纤传感等实际场景.

    激光器半导体激光器波长调谐功率校准光纤传感

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    面向室外应用的重复频率锁定皮秒脉冲光纤激光器

    姚波段典豆贤安陈雨君...
    10-18页
    查看更多>>摘要：本文报道了一种可满足室外应用的具有重复频率锁定功能的皮秒脉冲光纤激光器.通过选用Figure-9光纤激光器结构,并通过优化腔结构来调控非线性,确保了激光器的快速锁模自启动功能;采用低导热材料绝热封装创建"恒温"微环境,松弛了室外环境下锁定重复频率对PZT频率调谐执行器件调谐量的要求.以此为基础,设计并研制了质量仅为3 kg的10MHz、20 ps锁模光纤激光器样机.在室温、极端温度(-40 ℃或50℃)和振动(加速度为1.5g)环境下,该激光器样机都能保持快速锁模自启动和重复频率锁定功能;在室外环境下,该激光器样机的重复频率锁定功能可抵御夏季高温环境下的10 ℃温度波动.

    激光器锁模激光皮秒脉冲重复频率锁定环境温度

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    基于多层薄板的全固态高能量飞秒激光脉冲非线性压缩技术

    韩岳豪冯汝毅刘又铭邹锦阳...
    19-27页
    查看更多>>摘要：基于掺Yb3+光纤和掺Yb3+晶体的飞秒激光器输出的飞秒激光脉冲具有较高的脉冲能量和平均功率,被广泛应用于科研和工业生产;但受Yb34增益介质增益带宽的限制,输出脉冲宽度很难小于300 fs.利用飞秒激光脉冲在多层薄板中的自相位调制效应,分别对基于掺Yb3+光纤和掺Yb3+晶体的飞秒激光器输出的飞秒激光脉冲进行非线性压缩.通过优化非线性压缩装置的各项参数,实现了对低能量、窄脉宽和高能量、宽脉宽脉冲的非线性压缩,分别获得了脉冲能量为64 μJ、脉冲宽度为42 fs和脉冲能量为315μJ、脉冲宽度为79 fs的飞秒激光脉冲输出,第一级非线性压缩效率均超过80％,整体压缩效率分别为53％和65％.

    激光器飞秒激光脉冲自相位调制非线性压缩光谱展宽

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    基于压缩感知的快速激光超声合成孔径聚焦技术

    何志同应恺宁戴鹭楠倪辰荫...
    28-38页
    查看更多>>摘要：传统激光超声合成孔径聚焦技术(LU-SAFT)通常需要在待测样品表面以小步长扫描来提高横向分辨率,但小扫描步长会导致总检测时间过长,影响检测效率.针对这一问题,笔者提出了基于压缩感知的LU-SAFT方法,以提升扫描效率.该方法首先使用压缩感知根据稀疏扫描点处A扫信号的最大强度恢复出全场的扫描点A扫信号最大强度,进而确定样品表面的最优扫描区域,然后在最优扫描区域内进行扫描,最后对缺陷进行SAFT图像重建.在实验中,笔者采用脉冲激光在含有缺陷的样品表面激发超声,使用激光多普勒测振仪探测超声,并利用基于压缩感知的LU-SAFT方法对样品内部缺陷进行检测,以验证所提方法的可行性.实验结果显示:针对相同的扫描区域,传统LU-SAFT需要扫查500个点,花费3.15 min;与传统LU-SAFT相比,本文所提方法在扫描点数上减少了80％,在扫描时间上缩短了 80％,并且缺陷的SAFT成像信噪比提高了约42％.本文研究内容及结果可为激光超声无损检测提供更快速的检测方案.

    激光光学压缩感知合成孔径聚焦技术激光超声缺陷检测

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    高稳定高光光效率的Yb:YAG单薄片再生放大器

    石玉森李祖强潘雪肖奇...
    39-44页
    查看更多>>摘要：薄片激光器可以实现高峰值功率、高平均功率、高光束质量的激光输出,是高重复频率皮秒泵浦源的关键技术之一.基于Yb:YAG单薄片激光模块设计并搭建了再生放大系统,连续泵浦下获得了平均功率为40.9 W、重复频率为1kHz、脉冲宽度为3.4 ns的激光输出,水平方向上的光束质量因子(M2x)和竖直方向上的光束质量因子(M2y)分别为1.12和1.10.基于腔内光束指向主动控制技术,2h输出的平均功率稳定性峰谷(PV)值和均方根(RMS)值分别为6.42％和0.56％.在600μs脉冲泵浦情形下,光光效率达16.1％.在10 kHz重复频率下,获得了 53.3 W的高平均功率的激光输出,M2x和M2y分别为1.07和1.06.

    激光器薄片激光器再生放大器脉冲泵浦激光稳定性

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    基于下山单纯形算法的宽带光子晶体1×3分束器研究

    许健施鹏程施伟华李培丽...
    45-53页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于二维光子晶体的波导型宽带光子晶体1×3分束器,通过在波导分支处引入一个调控介质柱并优化其半径和偏移量,可以调控分束器各输出端口的透过率;通过在两分支波导内侧引入三组带宽优化介质柱并优化其半径,可以实现分束器的宽带特性.为了提高优化效率,获得性能优良的宽带分光比可设计的分束器,利用下山单纯形算法,根据特定的分光比目标,对提出的1×3分束器进行逆向设计和研究.结果表明,不仅提高了光子晶体分束器的优化效率,而且获得了性能优良的宽带分束器.设计的1×3等比分束器在1525～1565 nm带宽范围内的附加损耗低于0.199dB,均匀性小于0.119dB,响应时间在0.5 ps以内;设计的1×3不等比分束器在1525～1565 nm带宽范围内的附加损耗不大于0.177 dB,分束方差不大于6.88×10 4,响应时间在0.5 ps以内.该分束器在未来全光通信网、光子高密度集成等领域具有很好的应用前景.

    光学器件光子晶体分束器宽带下山单纯形算法

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    绿光泵浦的克尔透镜锁模翠绿宝石激光器

    杨云霄于洋田文龙朱江峰...
    54-59页
    查看更多>>摘要：翠绿宝石激光器在医疗美容等领域发挥着重要的作用,其通常采用红光二极管(LD)激光器作为泵浦源,可以获得较高的转化效率,但红光LD激光器的光束质量较差,不适合直接作为克尔透镜锁模激光器的泵浦源,商用的绿光激光器以其优异的光束质量成为了克尔透镜锁模翠绿宝石激光器的首选泵浦源.报道了一种绿光泵浦的克尔透镜锁模翠绿宝石激光器.实验采用商用532 nm全固态绿光激光器作为翠绿宝石激光器的泵浦源,当泵浦光功率为10 W时,实现了稳定的锁模脉冲输出,重复频率为92 MHz,平均功率为369 mW,脉冲宽度为86 fs,中心波长为749 nm,光谱半峰全宽为6.3 nm.

    激光器全固态激光器绿光泵浦克尔透镜锁模翠绿宝石

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    适用于激光跟踪仪转站的改进平差方法

    罗涛齐志军王巍何晓业...
    60-67页
    查看更多>>摘要：激光跟踪仪的转站误差直接影响数据质量.最小二乘(LS)方法只考虑观测向量误差,加权总体最小二乘(WTLS)方法忽略转站模型的特点,两种算法均存在一些不足.针对激光跟踪仪坐标转换模型的特点,提出了结构约束总体最小二乘(SCTLS)方法.该方法能够顾及坐标观测值的相关性,提取误差矩阵的特殊结构,从而保证相同元素的改正数是一致的.同时对待估参数附加限制条件,保证旋转矩阵具有正交性.使用拉格朗日乘数法严密推导算法的求解步骤,给出了精度评定的公式.仿真结果显示SCTLS法的估计参数偏差小于WTLS法,准确性更高;采用合肥光源控制网中的实测数据计算,验证SCTLS法的精度更高.与LS和WTLS算法相比,所提算法更加严密,能够有效减小转站中的误差积累.

    测量激光跟踪仪结构约束总体最小二乘迭代算法转站精度

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    基于梅斯林对切光子筛的相位型液晶空间光调制器的干涉校准

    王港伟周梦宇张军勇刘诚...
    68-74页
    查看更多>>摘要：基于梅斯林对切光子筛,提出了一个小程差的干涉测量方案以校准空间光调制器.该方案不仅提供了参考坐标系,补偿了系统振动对定标结果的扰动,而且获得了高信噪比的干涉光斑,降低了测量系统对探测器灵敏度的要求.在批量提取干涉光斑质心后,通过参考坐标系转换,得到了相位调制曲线.该曲线通过了波前分析仪的相位检定,632.8 nm和488 nm波长光的标定曲线的残差最大峰谷值小于0.012λ(λ为波长).结果表明,该方案是一个适用于空间光调制器的高稳定高精度的干涉校准方法.

    测量空间光调制器相位校准衍射光学元件干涉

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    基于绝对相位标靶的线阵相机标定方法

    黄淦邵双运罗珏婷
    75-83页
    查看更多>>摘要：针对当前线阵相机几何标靶标定精度不足的问题,提出了一种基于绝对相位标靶的线阵相机标定方法.针对线阵相机成像特点,设计了结合相位与格雷码的绝对相位编码标靶.标定时首先由线阵相机获取标靶图像,计算标靶的绝对相位;然后在空间不同位置处摆放标靶,采用辅助面阵相机获取标靶间的相对位置关系,建立线阵相机图像与空间点的精确对应关系;最后采用两步法标定获取线阵相机内两相机间的坐标变换关系.仿真与实验结果表明:标定的最大重投影误差为0.089 pixel,与现有方法相比降低了 79.78％,所提方法具有良好的抗噪、抗离焦性.

    测量相机标定线阵相机相位标靶视觉测量

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