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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。
正式出版
收录年代

    256个飞秒脉冲的时域相干合成

    杨伯威吴云峰宋晏蓉张志刚...
    110-116页
    查看更多>>摘要：介绍了超短激光脉冲时域相干合成系统的初步实验。系统包含重复频率为1GHz的飞秒光纤激光器、脉冲幅度和相位调制模块、啁啾脉冲放大和时域相干合成延迟线系统及延迟线控制电路和软件程序。最终合成了 256个脉冲，重复频率为10 kHz，脉冲能量为100。5 µJ，脉冲能量有望提高到数十至数百mJ。

    激光光束合成超快激光器光纤激光器激光放大器

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    基于Tamm等离激元效应ITO多层薄膜设计及光场调控

    孙宇昊洪瑞金陶春先张大伟...
    117-122页
    查看更多>>摘要：Tamm等离激元效应在多层纳米薄膜中能增强特定频率的光场，可以用于光电探测器设计。采用COMSOL Multiphysics软件进行光电物理场仿真，设计了一种新型的由分布式布拉格反射镜[金属银与氧化铟锡(ITO)和SO2堆砌而成]组成的复合薄膜结构，用于实现559。6 nm附近波段的完美吸收。基于传输矩阵法建立了Tamm等离激元形成的边界条件，并进一步提出通过调控结构吸收特性，改变结构的接触层厚度，可实现Tamm等离激元吸收峰在527～560 nm范围内的调控。

    薄膜Tamm等离激元完美吸收物理场仿真吸收调控

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    基于浮动窗口算法的大动态范围夏克-哈特曼波前测量方法

    李澳袁强杨超陈勇...
    123-132页
    查看更多>>摘要：夏克-哈特曼波前传感器(SHWFS)已被广泛应用于波前探测，但其动态范围和测量精度限制了它的应用。针对所测波前畸变较大或光瞳发生倾斜时，传统SHWFS因所测光斑超出其对应子孔径而无法进行准确测量的问题，本文提出了一种将基于Sobel算子的光斑质心估计算法与基于浮动子孔径的光斑匹配算法相结合来进一步扩展SHWFS动态范围的算法。该算法打破了传统质心提取必须在相应子孔径范围内计算的局限性，不但有效地减小了噪声引起的测量误差，而且保留了光斑区域的重要结构特征。同时，该算法在不改变SHWFS结构设置的情况下显著扩大了动态范围。仿真结果表明，所提算法与传统算法相比SHWFS动态范围扩大了 1。14～4。85倍。同时，利用实验平台验证了所提算法的有效性。

    夏克-哈特曼波前传感器动态范围Sobel算子浮动子孔径

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    面向里德堡原子传感系统的双波长准直超表面研究

    孙占山桑迪安强林沂...
    133-143页
    查看更多>>摘要：基于里德堡原子的传感技术突破传统电磁感知体制的物理限制，具有尺寸小、灵敏度高、测量频带宽等诸多优势。该系统通常需要两束不同波长(如510 nm和852 nm)、相向传输的空间光对原子进行激发，使用光纤代替空间光链路，对双波长光束进行准直与调控，构建光纤集成原子天线探头，是系统走向实用化的有效途径。然而当前三维体结构光纤准直耦合元件体积大、散射强，且对大波长差的双波长色散效应严重。利用超表面光学调控功能丰富、集成能力强等诸多优势，基于消色差超构透镜的工作原理，设计一种可直接集成于光纤端面或原子气室的准直超表面，仿真结果表明该结构具备500～1200 nm宽的宽带消色差特性，可实现带宽内任意双波长光束的高效率、共焦点准直，可提高光纤准直耦合效率、缩减探头体积，推进便携式原子传感探头的实用化发展。

    里德堡原子超表面双波长准直

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    基于非线性相位解调的光纤激光光谱压窄技术研究

    任翼科沈辉汪贺谢威...
    144-153页
    查看更多>>摘要：窄线宽光纤激光器的输出功率由于受到受激布里渊散射(SBS)效应的限制而很难提升。相位调制光谱展宽技术能有效抑制SBS，然而在一定线宽条件下，该技术对SBS阈值的提升效果依然有限。为了提升SBS的阈值，采用多级相位或频率调制(FM)技术来展宽光谱。同时，通过幅度调制(AM)产生的自相位调制(SPM)效应，可以在输出光谱中引入频率啁啾。这种频率啁啾有助于输出光谱的相位解调和载波恢复，进而实现光谱的压窄。通过对非线性解调过程进行理论建模，详细分析了解调相位对光谱压缩效果的影响，研究了输出激光功率与调制深度的关系，探究了该技术对SBS阈值的影响。结果表明，该技术可以与一般的相位调制方式相结合，实现近2倍的SBS阈值提升。

    窄线宽光纤激光器受激布里渊散射自相位调制相位调制幅度调制

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    515.66 km实地光纤链路级联时频传递的高精度时延校准

    金志成薛申辉徐致远杨飞...
    154-161页
    查看更多>>摘要：基于波分复用和时延波动的光学补偿方案，实现北京-廊坊-保定全长515。66 km的实地光纤链路中的时间频率信号长距离级联传递，实现长距离链路1 PPS(pulse per second)时间信号传输时延精确校准。在平均时间为1 s时，100 MHz频率信号的级联传输的附加不稳定度为6。49×10-14，在平均时间为10000 s时为5。22×10-17。在平均时间为1 s时，1 PPS时间信号的附加不稳定度为2。97×10-11，在平均时间为400 s时为2。46×10-12。515。66 km实地链路1 PPS级联传输时延的校准值和实测值之差仅为29。90 ps，单向传输时延的不确定度为9。49 ps。这是国内近期在超过500 km实地链路光纤时频传递系统中实现优于50。00 ps的时间同步准确度的研究。该工作为长距离实际光纤链路中时延精确校准和高精度精确时间同步需求提供可行的解决方案。

    时频同传波分复用光学补偿时延校准

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    基于数字化相位补偿的激光水下频率传输

    韩丽莉杨飞曹康臧华国...
    162-168页
    查看更多>>摘要：水下频率传输与同步是海洋时空基准的关键技术基础，随着海底观测网等科技发展，传输精度等性能指标的要求越来越高。提出基于数字化相位补偿的高精度蓝绿激光的水下频率传输方法，利用蓝绿激光作为载波，采用数字化相位补偿技术，优化频率传输噪声、补偿带宽。基于520 nm绿光二极管进行实验验证，实现400 MHz频率信号在水下8m链路上的双向稳定传输。实验结果表明，该技术的相位补偿带宽达到1kHz，频率信号经过相位补偿后的频率传输稳定度在1s处为7。9×10-14，在1000 s处为2。1×10-16。证明该数字化补偿技术在水下蓝绿激光频率传输中的可行性，同时数字化技术还便于系统集成和小型化，在水下导航定位授时、水下时空网络建设等领域中有着重要的应用前景。

    光通信高精度频率传输数字化相位补偿蓝绿激光水下时空基准

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    小色散啁啾光纤光栅制作及其色散测量方法研究

    姚霁峰张钰民高轶田婧...
    169-176页
    查看更多>>摘要：小色散啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)用于全光纤飞秒激光系统中振荡器腔内色散的补偿，决定了飞秒激光输出的脉冲宽度和脉冲质量。基于大啁啾相位掩模技术与高阶高斯函数切趾结合的折射率调制深度优化方法，在受限栅区长度下，获得了中心波长为1031nm、3dB带宽为12 nm、反射率为36。9％的小色散CFBG。提出了基于迈克耳孙白光干涉的非线性曲线拟合优化色散测量方法。结果表明，该小色散CFBG的色散测量值为1。1088 ps/nm@1031 nm，重复性测量的误差控制在±0。005 ps/nm内，该色散测量系统具有良好的重复性精度。此外，详细讨论了干涉臂强度以及干涉光路熔接损耗对色散测量结果的影响。该小色散CFBG的制作及色散测量方法有望用于高质量全光纤飞秒激光振荡器的色散精准匹配。

    啁啾光纤光栅相位掩模迈克耳孙白光干涉色散测量

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    基于Zernike多项式相位调制的成像分辨率增强研究

    孙鸣捷林俊臣于涵也
    177-184页
    查看更多>>摘要：针对点扫描计算鬼成像系统中光学系统衍射极限的限制，采用特殊的掩模图案作为结构光进行照明，提出了一种基于Zernike多项式波前相位调制的成像分辨率增强技术，并通过实验验证了该方法的可行性。具体地，利用液晶空间光调制器对入射光进行相位调制并在远场生成一组特殊的掩模图案，利用该组非正交化的掩模图案与待测物体进行关联成像，实现图像重建。基于该结构光照明模式的计算鬼成像系统重建的图像分辨率优于点扫描照明模式，即实现了图像分辨率的增强。同时，探究了掩模图案高频光强占比对成像分辨率的影响，定量分析了基于Zernike多项式相位调制的计算鬼成像提高重建图像分辨率的机理，探索了其在光学领域实现超分辨成像的可行性。

    计算鬼成像分辨率增强Zernike多项式相位调制掩模图案

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    基于特征匹配的相关哈特曼波前探测仿真分析

    温淋雄谭毅杨平赵旺...
    185-196页
    查看更多>>摘要：在自适应光学技术中，针对扩展目标的哈特曼波前探测常采用互相关函数估计峰值，得到子孔径偏移量，进而复原待测波前相位。探测器采集时，受到扩展目标本身的运动状态实时变化和大气湍流的影响，在边缘子孔径常出现闪烁现象，导致子孔径图像部分缺失，探测精度下降。在子孔径图像部分缺失的情形下，建立扩展目标相关哈特曼波前探测数值模型，定量描述扩展目标的扩展度，分析子孔径图像缺失程度对斜率提取和相关哈特曼波前探测精度的影响，对此提出了一种基于加速鲁棒特征(SURF)的特征匹配预处理的探测方法，仿真结果表明由合理的扩展目标子孔径图像部分缺失引起的斜率提取误差降低了 66％，波前复原残差峰谷(PV)值、均方根(RMS)值均有所减小，自适应光学波前探测精度明显提高。

    自适应光学相关哈特曼特征匹配波前探测子孔径图像部分缺失

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