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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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    基于梯度掺杂晶体的激光器模式匹配研究

    满朝阳崔璨王雨雷刘福寒...
    1-11页
    查看更多>>摘要：针对梯度掺杂晶体和均匀掺杂晶体，采用数值模拟的方式分析了泵浦光束腰半径、光束质量因子(M2)与束腰位置对模式匹配效率的影响，并通过实验验证了不同束腰位置对激光器输出功率的影响。由计算结果得到，在不同的泵浦光参数下，与均匀掺杂晶体相比，梯度掺杂晶体均具有更稳定的模式匹配;当泵浦光M2为10和50，束腰半径为0。5 mm时，对于任意位置的束腰，梯度掺杂晶体的模式匹配效率都高于均匀掺杂晶体。在实验上对比分析了泵浦光不同束腰位置的输出功率，结果表明，梯度掺杂晶体的模式匹配效率受泵浦光束腰位置的影响较小。当晶体位于谐振腔中心时，在高于70 W的泵浦条件下，梯度掺杂晶体的输出功率高于均匀掺杂晶体，最高输出功率为44。8 W，与均匀掺杂晶体相比，提高了4。67％;当晶体紧贴输入镜时，梯度掺杂晶体的最高输出功率为34。0 W，与均匀掺杂晶体相比，提高了 11。84％。因此，梯度掺杂晶体更适用于高功率泵浦。

    激光器梯度掺杂晶体模式匹配激光器理论端面泵浦高功率激光

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    百瓦级中红外光纤随机激光放大

    高旺城马瑞全欣陈宇...
    12-18页
    查看更多>>摘要：中红外波段高功率激光光源在工业加工和生物医疗等领域中有着广泛的应用。报道了基于主振荡器功率放大器(MOPA)结构的百瓦级中红外连续波光纤随机激光器，获得了最高输出功率为100。40 W、斜率效率为47。8％、波长为1980 nm的连续波激光输出。得益于MOPA结构中光纤随机激光种子源在激光放大过程中的光谱带宽保持特性，100。40 W激光输出时的3 dB光谱带宽仅为～0。2 nm。激光器的短时时域强度波动和长时功率波动均表现出优良的稳定性。所提实验技术方案和实验结果有望进一步拓宽中红外高功率光纤随机激光器的应用范围。

    激光器光纤随机激光器高功率激光器瑞利散射中红外激光器高稳定性

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    高效率连续波Nd∶YVO4/KGW内腔拉曼激光器

    盛泉耿婧旎李锦辉付士杰...
    19-23页
    查看更多>>摘要：报道了基于Nd∶YVO4激光晶体和钨酸钆钾(KGW)拉曼晶体的端面泵浦连续波内腔拉曼激光器，实验研究了基频激光偏振方向对KGW拉曼激光器输出功率、光谱和模式特性的影响。当基频光偏振方向平行于KGW晶体的Nm轴时，901 cm-1拉曼频移增益较高，在36。6 W半导体激光泵浦功率下获得了 6。63 W的1177。3 nm连续波斯托克斯光输出，光光效率和斜效率分别为18。1％和24。7％;而当基频光沿KGW晶体Ng轴偏振时，由于768 cm-1和901 cm-1两条拉曼谱线的竞争以及对应89 cm-1小波数拉曼峰的级联拉曼斯托克斯光起振，拉曼激光器的光谱和功率特性均发生劣化。在实验中还观察到KGW像散的热透镜效应对激光模式产生的影响。

    激光器受激拉曼散射连续波拉曼激光器内腔拉曼激光器钨酸钆钾晶体

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    闲频光单谐振KTiOAsO4涡旋光参量振荡器的研究

    苏比努尔·牙库甫周玉霞宣闯冶建强...
    24-29页
    查看更多>>摘要：设计了一种由1 µm涡旋光泵浦的闲频光单谐振KTiOAsO4涡旋光参量振荡器，并基于该光参量振荡器在近/中红外波段实现了高光束质量、高能量、窄光谱带宽的涡旋光输出。选取不同曲率半径的输入镜和平面输出镜分别建立平平腔和平凹腔两种腔结构，基于所建结构可以控制泵浦光的轨道角动量(OAM)选择性地传递给输出的信号光或闲频光。当泵浦光最大能量为20。6 mJ时，在近红外波段产生了 3。04 mJ的信号涡旋光(1。535 μm)，同时在中红外波段产生了 0。82 mJ的闲频涡旋光(3。468 µm)，它们对应的转换效率分别为28。21％和7。62％。基于泵浦光与谐振闲频光在两种腔型中的空间重叠效率，从理论上解释了泵浦光OAM的传递原理。测量得到输出信号光和闲频光的光谱带宽(半峰全宽)分别为λs=0。85 nm和λi=1。08 nm，其中闲频光在两个正交方向上的光束质量因子分别为M2x≈2。1和M2y≈2。2。

    光学器件涡旋光闲频光谐振光参量振荡器KTiOAsO4

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    表面粗糙度对荧光陶瓷发光性能的影响

    唐燕如蒋仁杰易学专周圣明...
    30-35页
    查看更多>>摘要：采用真空高温固相反应烧结技术制备了 Ce∶Y3Al5O12(掺杂原子数分数为0。2％)与Al2O3复合相荧光陶瓷(简称Ce∶YAG-Al2O3)，采用蓝光发光二极管(LED)芯片，以透射模式激发，系统研究了退火处理对荧光陶瓷发光性能的影响以及不同厚度与不同表面粗糙度的荧光陶瓷的发光性能的变化规律。结果表明，退火处理可明显改善荧光陶瓷的发光性能，且在相同激发条件下，随着荧光陶瓷厚度的增加，透射蓝光与荧光陶瓷所发出的黄绿荧光的强度比下降，色温降低，发光效率升高。陶瓷表面粗糙度的增加可明显提高荧光陶瓷的发光效率。对于同一荧光陶瓷样品，蓝光入射面的粗糙度小，光出射面的粗糙度大，有利于降低荧光陶瓷的色温，提高其发光效率。

    材料复合相荧光陶瓷表面粗糙度光电转换效率色温发光光谱

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    超声声场激光层析成像及其扫描参数优化研究

    张小丽何程昊冯秀娟张慧...
    36-47页
    查看更多>>摘要：空气耦合(简称"空耦")超声换能器具有非接触检测、适合复杂工况和原位检测等独特优势，已被广泛应用于超声无损检测等领域。声场重建对于开展空耦超声换能器声束宽度、扩散角等声场特性参数的表征，进而保障超声检测系统的横向分辨率及定位精度具有重要意义。笔者基于声光效应和层析成像技术对50～200 kHz空耦超声换能器的声场重建开展研究。超声声场的重建质量与空间分辨率密切相关，但高空间分辨率会导致扫描时间呈几何倍数增长。笔者从仿真和实验的角度对声场空间分辨率(即声场扫描参数)进行优化，在保证声场重建图像质量的前提下将扫描效率提高了 2～4倍。同时，将优化后的声场重建结果与传声器在相同位置处的声场直接测量结果进行比较，验证了声光效应层析成像进行超声声场重建的可靠性。

    测量层析成像处理声光效应激光测振仪声场表征扫描效率

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    基于相关双采样探测的非连续扫描方法研究

    侯茂盛吴坤张宏韬顾崇可...
    48-59页
    查看更多>>摘要：为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题，首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法，设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块，经实验验证，设计的相关双采样探测模块在输入信号干扰比为-29。5 dB时仍能稳定地检测出激光光斑是否落在合作目标的高反射区。然后，针对相关双采样探测的特点，设计了一种基于二分原理的非连续扫描方法，以实现合作目标中心位置的快速提取。最后，使用此方法与栅矩形扫描方法对投影距离为3000 mm处的三个合作目标进行扫描探测和中心位置提取，实验结果表明，栅矩形扫描方式需获取10000个扫描点，而基于相关双采样探测的非连续扫描方法减少了97。4％的扫描点，且中心定位偏差优于0。06 mm。所研究的方法能够提高激光扫描投影系统合作目标探测过程的环境光自适应能力，大幅减少扫描点的同时还能保证中心位置提取精度。

    激光扫描投影相关双采样二分原理合作目标

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    基于同态滤波的正余弦全变分融合降噪方法

    周洪星周晚林崔海华徐小伟...
    60-68页
    查看更多>>摘要：针对数字剪切散斑干涉技术在检测过程中得到的包裹相位图中存在噪声干扰的问题，本文提出 了一种基于同态滤波的正余弦全变分融合降噪的激光散斑图像噪声抑制方法。首先对同态滤波后的包裹相位图进行正余弦分解，然后在分解的基础上通过全变分滤波来抑制噪声，最终通过散斑抑制指数的变化自适应地判断滤波是否完成。通过仿真与实验对所提方法的有效性进行了验证。首先向仿真包裹相位图中添加噪声并采用所提方法进行噪声抑制，根据散斑抑制指数验证所提方法的可行性;然后对预制缺陷的复合材料试件进行检测，并采用所提方法进行噪声抑制;最后通过散斑抑制指数和相位展开结果对所提方法的滤波效果进行验证。结果表明:采用所提方法得到的散斑抑制指数相较于传统的正余弦全变分滤波方法约降低了 10。7％，同时有效地保护了相位信息不被破坏。

    测量融合滤波数字剪切散斑干涉术散斑图像噪声抑制

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    大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输的影响

    罗静季小玲李晓庆
    69-75页
    查看更多>>摘要：采用数值模拟方法研究了大气非线性自聚焦效应对艾里光束上行大气传输特性和光束质量的影响，结果表明:大气自聚焦效应随着艾里光束指数截断因子的增大而增强，并会导致艾里光束的实际焦点向靶面移动。采用预散焦方法可使靶面上的光束始终保持艾里轮廓，同时可使靶面光强得到显著提高。本文得到了预散焦的焦距公式，并证实了其有效性。研究发现:预散焦后，即使光束功率远远超过了自聚焦临界功率，非均匀大气的自聚焦效应也不会破坏艾里光束的自加速特性，有助于地基激光束避开障碍物，清除空间碎片。在相同的功率下，艾里光束相比高斯光束在碎片靶面上有更高光强，并且艾里光束具有更强的抵抗自聚焦效应的能力。因此，艾里光束比高斯光束更适合地基激光对空间碎片的清除。

    大气光学艾里光束非线性自聚焦效应激光大气传输传输特性光束质量

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    基于联合损伤补偿方法的超奈奎斯特模分复用无源光网络

    张倩武詹书成刘博洋陈冠文...
    76-87页
    查看更多>>摘要：为了利用模分复用(MDM)和超奈奎斯特(FTN)传输技术提高无源光网络(PON)的传输容量和频谱效率，同时也为了保证系统具有良好的误码率性能，本文提出了基于矩阵分解预编码和MIMO预均衡器的联合损伤补偿方法，用于消除超奈奎斯特模分复用无源光网络(FTN-MDM-PON)中存在的MDM信道损伤和FTN传输损伤。对于矩阵分解预编码技术，本文采用奇异值分解(SVD)预编码、带功率预分配的奇异值分解(SVDPA)预编码和Cholesky分解(Chol)预编码方式，分别将它们与MIMO预均衡器结合后对比三种联合方案降低FTN-MDM-PON系统误码率的效果。仿真实验结果表明:采用SVD PA预编码、Chol预编码与MIMO预均衡器结合的联合损伤补偿方法时，FTN-MDM-PON系统中的4个线偏振(LP)模式的FTN信号经过5 km少模光纤(FMF)传输后，接收端误码率能够低于7％硬判决-前向纠错(HD-FEC)门限3。8×10-3。其中，Chol预编码与MIMO预均衡器结合的联合补偿方案降低误码率的效果最优，相比于表现较优的SVD PA预编码结合MIMO预均衡器方案，接收光灵敏度提升了 1 dB～3dB。

    光通信无源光网络模分复用多输入多输出超奈奎斯特预编码预均衡

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