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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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    多模光纤扩展光源抑制干涉仪相干噪声的研究

    张徐鲁棋公维超徐天柱...
    179-188页
    查看更多>>摘要：激光干涉仪中光学元件表面划痕和灰尘等会在干涉图中形成衍射环状相干噪声,极大影响测量精度.为了消除此类相干噪声,提出了一种基于多模光纤耦合角度变化的扩展光源方法,控制平行光束经过旋转毛玻璃耦合进入多模光纤的角度,达到抑制散斑和相干噪声的效果.通过理论推导和仿真模型构建,基于纤芯直径为1mm的多模光纤扩展光源,在直径为25.4 mm的泰曼-格林干涉仪上进行了实验验证.结果表明:通过改变入射角度可以控制扩展光源的形态,在-3°～2°的入射角度范围内,干涉仪的信噪比最大值与正入射时相比提高了40.3％,此时入射角度处于纤端光斑形态发生变化的临界角度与正入射角度中间,且该临界值与理论推导和仿真结果一致.实验证明了所提方法可以抑制干涉仪的相干噪声.

    光纤光学干涉测量扩展光源相干噪声信噪比

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    用于U波段高效放大的高锗掺铋光纤

    刘少坤殷晓科何乐褚应波...
    189-194页
    查看更多>>摘要：掺铋(Bi)光纤由于其超宽带近红外发光性能引起了广泛关注,然而实现U波段高效放大的高锗(Ge)掺铋光纤在国内依然尚未研制成功,这是因为在掺铋光纤中实现高掺锗是一项极具挑战的工艺难点,同时如何实现Bi向Ge相关铋活性中心高效转化也是一个难题.基于改进的化学气相沉积技术,制备了一种纤芯GeO2摩尔分数约为42％的高锗掺铋光纤.其吸收测试结果显示,在1650 nm处出现明显的Ge相关铋活性中心的吸收峰.通过单级放大系统表征了其放大性能,在1670 nm处实现了26.3 dB的最高增益,增益效率达0.165 dB/mW.

    光纤光学高锗掺铋光纤改进的化学气相沉积U波段放大

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    大气对生物气溶胶激光雷达性能影响的仿真分析

    苏博家董吉辉杨荣陈春利...
    195-205页
    查看更多>>摘要：生物气溶胶极易在大气中传播并引发大范围疾病感染,利用生物荧光特异性的激光诱导荧光(LIF)雷达技术是实现生物气溶胶防区外侦测的有力手段.LIF激光雷达是一种宽光谱系统,受大气能见度和背景辐射的影响与窄光谱系统(如米散射激光雷达)有明显差异.为了评估LIF激光雷达在不同大气条件下的探测性能,利用Modtran5对几种典型的大气能见度和背景辐射(或工作时段)的水平路径上的宽光谱背景辐射与大气传输透过率进行了仿真,进而对不同大气条件下LIF激光雷达的探测性能进行了定量分析.仿真结果表明:在相同的大气能见度条件下,夜间的可探测距离要比白天高出 2～4倍,且能见度越好,探测性能差异越大;在相同的工作时段,大气能见度良好时的可探测距离要比大气能见度较差时的高出2～5倍,且夜间探测性能差异比白天大;气溶胶生物性识别的可探测距离要比生物成分识别的可探测距离高出1～2倍,且受大气条件的影响明显.

    遥感生物气溶胶荧光激光雷达背景辐射大气能见度

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    本振调制型高重复频率远距离脉冲激光相干测距

    吴姿妍眭晓林刘波赵晓龙...
    206-219页
    查看更多>>摘要：为了解决静态目标高重复频率远距离激光相干测距过程中出现的多盲距点和距离模糊问题,对激光测距发射波形、本振波形以及解算方法进行研究.对发射波形和本振波形进行不同斜率的线性调制,将最远可测目标信息调制到本振光端,探测器对回波相干信号进行探测,采集卡进行数据采集.采用高精度的脉冲压缩数据处理方法得到匹配滤波结果,并进行距离解算分析.仿真和实验结果表明,该测距方案可以有效解决因高重复频率产生的距离模糊问题,同时避免因脉冲发射时刻光泄漏带来的多点盲距问题在64 μs重复周期、2μs脉宽发射信号和512μs重复周期连续调频本振光条件下,实现模拟29.0525 km目标(延时光纤58.105 km)的探测.该方案可满足高重复频率远距离脉冲激光相干测距无模糊、无间断的测量要求.

    遥感高重复频率本振调制距离模糊盲距

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    基于卡通-纹理模型的激光吸收光谱层析成像

    司菁菁吕东灿张瑞程银波...
    220-230页
    查看更多>>摘要：可调谐二极管激光吸收光谱层析成像(TDLAT)是一种重要的光学非侵入式燃烧检测技术.然而,TDLAT逆问题的欠定性本质使得现有迭代层析成像算法重建的燃烧场温度分布图像存在较大误差.针对该问题,笔者将图像处理领域的卡通-纹理模型引入TDLAT,提出了基于卡通-纹理模型的温度重建算法(TRACT).该算法利用全变差约束下的Landweber算法重建气体吸收密度图像中的卡通成分,较好地恢复其中的平滑特征与边缘结构;构建改进的迭代收缩阈值算法深度展开网络,并用其重建气体吸收密度图像中的细节纹理成分;通过卡通成分重建与纹理成分重建的相互补充,提高气体吸收密度图像的整体重建质量,进而提高燃烧场温度分布图像的重建质量.利用火焰动力学模拟器生成的仿真数据与利用TDLAT实验系统实际测量数据进行的重建实验均表明,与现有的迭代层析成像算法相比,TRACT重建的燃烧场温度分布图像在客观评价指标与主观视觉质量方面均有较大提升.

    光谱学可调谐二极管激光吸收光谱层析成像温度重建双线测温法卡通-纹理模型

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    耦合腔磁力系统中多透明窗口现象

    廖庆洪彭坤宋梦林
    231-238页
    查看更多>>摘要：基于耦合腔磁力系统研究了多透明窗口现象以及快慢光效应.利用量子光学理论以及标准输入-输出关系,对该系统的输出特性进行了研究.结果表明,可以通过调节系统参数得到不同数目的透明窗口并得到较好的透明效果.同时,提出了一种通过测量吸收峰高度和宽度来精密测量两腔之间的相互作用强度的方法.此外,通过对系统参数进行调控,可以实现快慢光转换.该方案在精密测量和量子信息处理等领域中具有重要的指导意义.

    量子光学磁振子透明窗口腔磁力系统

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    基于质心法的高分辨率高探测效率N光子纠缠N00N态超分辨量子成像

    张黄杰陈晨远郝然占春连...
    239-245页
    查看更多>>摘要：基于N光子纠缠量子成像的分辨率优势,设计了一种通用的多光子纠缠N00N态的超分辨量子成像系统,理论上成像分辨率可实现(√N-1)倍的增加,成像系统的分辨率得到大幅提升.针对N00N态探测效率过低的问题,利用光学质心测量方法,保留所有探测情况,在不需要所有光子到达空间同一点的情况下,通过光子计数和适当的后处理,实现了任意数量光子下成像分辨率的提高.相较于N光子吸收方案,该方法的理论效率增加了DN-1(假设有D个像素).所提方案可以产生具有高保真度和高稳定性(数天内保持稳定)的N00N态,有利于拓展N00N态的应用范围.所设计的系统在超分辨量子成像领域中具有较好的应用价值.

    量子光学量子成像超分辨率N00N态光学质心测量

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    基于波前编码的消色差稀疏孔径超构透镜

    张敬巍胡敬佩董延更曾爱军...
    246-253页
    查看更多>>摘要：光学稀疏孔径技术以其所具有的降低透镜加工面积、增大数值孔径和提升分辨率的能力被应用到超构透镜的设计和优化中.然而,目前稀疏孔径超构透镜的研究仅限于单波长,通常难以应用到宽波段成像领域 笔者基于波前编码和稀疏孔径技术设计了一种消色差稀疏孔径超构透镜.该消色差稀疏孔径超构透镜在加工面积降低至全孔径超构透镜25％的情况下,在可见光波段(400～700nm)可实现与理想透镜一致的分辨率 该消色差稀疏孔径超构透镜既实现了对可见光波段的消色差,又解决了大孔径超构透镜的加工难题,具有加工成本低、消色差范围大、成像清晰等特点,在图像采集领域具有重要的应用价值.

    光学器件超构透镜消色差光学稀疏孔径波前编码维纳滤波

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    基于超表面和MEMS的结构光投影芯片研究

    翟雷应赵礼宇王义杰南敬昌...
    254-266页
    查看更多>>摘要：结构光三维成像中广泛使用的数字光处理(DLP)投影仪存在结构复杂、设备体积大及投影非线性等问题,制约了结构光三维成像在高探测精度、小探测场景领域的应用.提出了一种集成超表面阵列和微机电系统(MEMS)二维扫描平台的结构光投影芯片设计.设计了基于几何相位原理的超表面阵列,川于生成格雷码和相移法混合编码结构光条纹.通过二维扫描平台突破单一静态超表面的限制,实现了基于时间编码的结构光条纹投影.结果表明:所设计的超表面结构对入射光具有良好的线性相位调制能力,光源转换效率为88.61％;生成的相移条纹符合正弦分布特性,很好地解决了DLP投影非线性问题;产生的条纹宽度均匀,最小宽度为2 mm,探测精度可达亚毫米级.有限元分析结果表明:所设计的二维平台的最小模态频率为511.91 Hz,抗干扰能力强,响应时间为2.4 ms,帧率为333 Hz,投影速率高.芯片尺寸为3 mm×3 mm.最后设计了芯片的集成制造工艺流程,为高探测精度、高投影速率微型化投影设备的制造提供了理论模型和系统解决方案.

    表面光学结构光三维成像超表面微机电系统

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    全光纤拉曼放大器输出功率突破4千瓦

    范晨晨付敏姚天甫郝修路...
    267页
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