作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川 成都 610065
提出了一种基于激光诱导石墨烯(LIG)的二氧化硅回音壁微球腔全光调谐方法。利用二氧化碳激光器碳化聚酰亚胺(PI)薄膜生成LIG,使用980 nm激光对LIG表面进行光激励,研究了微腔的透射光谱和反射光谱。结果表明:回音壁微腔的品质因子Q值在调谐全过程中保持在108左右,调谐范围约为1.09 nm,灵敏度约为8.8 pm/mW,实现了基于LIG的二氧化硅回音壁微球腔无损Q值的全光调谐。该全光调谐方法具有无机械干扰、保持超高Q值、调谐范围宽等优点,扩展了全光调谐在腔量子动力学、非线性光学、低阈值激光等方面应用。
光学器件 回音壁模式 全光调谐 激光诱导石墨烯 超高Q 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2314004
杨峰 1,2石振东 2,*姜勇 2冷杰 2[ ... ]周寿桓 1
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院,四川 成都 610065
2 西南技术物理研究所,四川 成都 610041
在面阵扫描成像激光雷达中,阵列光束照明与棱镜扫描相结合实现了高能量利用率、高分辨率和宽探测视场,但阵列子光束倾斜入射棱镜,破坏了光束传输的旋转对称性,棱镜对子光束偏转能力存在差异,规则光束阵列产生了形状畸变,导致光束指向误差,影响点云位置精度。首先,将阵列光束与棱镜结合的圆锥扫描方式分解为多角度入射多波束并行扫描,通过所有子光束的传输特征来综合表征阵列光束传输特征;然后,采用三维矢量光学方法推导了阵列光束在棱镜中的传输过程,建立了子光束指向变化与棱镜扫描角度的关系;最后,通过对机载激光雷达棱镜扫描成像过程的数值仿真,建立了光束指向变化与点云数据质量的联系。仿真结果表明:阵列光束(3×3)棱镜扫描系统在航高0.5 km时,光束阵列畸变导致平面误差RMS约为5 cm,并随航高呈线性变化;斜率约为0.1 m/km,并随着阵列光束规模和子光束角间距增加点云平面精度随之下降。通过对棱镜扫描过程中光束阵列畸变规律掌握,为后续机载飞行试验数据的校正、阵列光束结合多棱镜扫描系统的设计提供了基础。
机载激光成像雷达 阵列光束 棱镜扫描 指向误差 点云精度 airborne imaging lidar array beam prism scanning pointing error point cloud accuracy 
红外与激光工程
2023, 52(5): 20220689
作者单位
摘要
四川大学 电子信息学院,四川 成都 610065
激光清洗技术具有非接触、精度高、对基材损伤小、绿色环保等众多优点,在智能制造中发挥越来越重要的作用。随着激光清洗技术的发展,对激光清洗质量的快速检测及精准评价的需求越来越迫切。在激光清洗过程中,激光与待清洗层、基底发生作用,通过采集分析激光与物质相互作用过程中产生的光、声等信号和表面特性变化,可以实现对清洗过程和清洗效果的实时表征,完成对激光清洗的监控,目前逐渐被广泛地应用到自动化激光精密清洗过程中。文中分析和总结了声波监测法、光谱监测法和图像监测法等激光清洗监测技术的工作原理及研究进展,展望了激光清洗监测技术的未来发展趋势。
激光清洗 监测技术 研究进展 laser cleaning monitoring technology research progress 
红外与激光工程
2023, 52(2): 20220784
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院,四川 成都 610000
2 苏州长光华芯光电技术股份有限公司,江苏 苏州 215000
在激光无线能量传输(LWPT)中,传能激光波长、光功率和光电池温度对光电池的输出特性有显著影响,最大功率跟踪(MPPT)技术可解决上述等因素造成的功率失配问题,提升系统的DC-DC效率。构建了针对LWPT的MPPT集成仿真系统,耦合了波长、光功率和温度对GaAs光电池输出特性的综合影响,可以同时分析光电池在功率匹配、功率失配和MPPT调制等多种条件下的输出特性。基于该仿真系统,研究了光电池在不同波长、光功率和温度条件下的物理规律。波长增大时,在850 nm左右转换效率ηmax达到最大值为50%,波长继续增大,光子能量小于GaAs禁带宽度导致ηmax迅速下降。功率增大时,ηmax基本不变,最大功率匹配电阻RLmax减小。温度升高时,ηmaxRLmax均持续下降。此外,研究了光电池在功率失配时的输出特性,此时光电池的转换效率对比功率匹配时均有不同程度的下降。根据光电池的输出特性在仿真系统设计了MPPT电路,利用时间扰动算法进行最大功率跟踪。光电池在MPPT系统调制后均可工作在功率匹配时的最大功率点,且光电池能源利用率达到99.93%。研究结果对用于激光输能有重要指导意义。
激光无线能量传输 最大功率跟踪系统 GaAs光电池 光电池特性 功率匹配 集成仿真系统 laser wireless power transmission maximum power tracking system GaAs photocell characteristics of photocell power matching integrated simulation system 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210522
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司 第十一研究所 固体激光技术重点实验室,北京 100015
高功率光纤激光器通常采用如水冷散热方式进行控温,难以满足轻量化等的需求。而利用相变储能材料的特性,采用多相变控温技术,可大幅减小高功率光纤激光器系统的体积、重量。对光纤激光器的温控技术进行了分析,采用多相变温控技术,实现了波长1.08 μm、最大功率1.26 kW的全光纤激光输出,光-光效率75.4%,光束质量因子Mx2=1.21,My2=1.23,有效减小了激光器的体积和质量,为高功率光纤激光器的热管理提供了新方法。
光纤激光器 相变直冷 相变储能 热管理 fiber laser phase change refrigeration phase change energy storage thermal management 
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031005
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院,四川 成都 610065
2 四川大学 电子信息学院,四川 成都 610065;华北光电技术研究所,北京 100015
轨道角动量(OAM)涡旋光是一种具有相位孤立奇点的光场,其相位波前呈螺旋分布,光场复振幅包含螺旋相位项exp(ilθ)。近年来,OAM涡旋光被广泛地应用在光学操控、成像、通信、传感等方面。超短脉冲OAM涡旋光同时具有涡旋光和超短脉冲的优点,可应用于手性材料加工、远距离传输、强场物理研究,非线性频率转换研究等方面。通过激光器直接产生OAM涡旋光具有系统整体简便性高和光束质量好等优势,对国内外基于有源方法产生超短OAM涡旋光的方法进行了总结。目前,通过有源方式产生的超短OAM涡旋光的脉冲宽度还局限于几百飞秒,如何通过直接输出的方法获得百飞秒以内甚至是少周期脉冲涡旋光输出将是未来研究的一个重要方向。
涡旋光 超短脉冲 直接输出 vortex beam ultrashort pulse direct generation 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201061
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第十一研究所 固体激光技术重点实验室,北京 100015
报道了一种基于主振荡功率放大(MOPA)结构工作的全光纤窄线宽线偏振纳秒脉冲光纤激光器。脉冲种子源是由一个分布反馈直腔型(DFB)单频光纤激光器被光电调制器进行强度调制后产生的。为了抑制受激布里渊散射(SBS)效应,脉宽被调节为3 ns,并且种子源线宽被相位调制器展宽为2.9 GHz。经两级保偏掺Yb3+光纤放大器放大后,获得了平均功率142 W,重复频率1 MHz,脉冲宽度2.88 ns,峰值功率49.3 kW的脉冲激光输出。在最大输出功率时,激光光束质量因子M2约为1.15,偏振消光比(PER)大于15.4 dB。
光纤激光器 高峰值功率 受激布里渊散射 窄线宽 fiber laser high peak power stimulated Brillouin scattering narrow linewidth 
红外与激光工程
2020, 49(4): 0405003
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610064
2 华北光电研究所, 北京 100015
通过使用带有损耗点的腔镜,在Yb∶phosphate(Yb∶QX)振荡器里实现了一阶涡旋光束的输出。详细研究了涡旋光的光-光转换效率与损耗点直径和腔内激光模式直径及形状的关系。实验发现,在Z字型固体激光器中,当腔内激光模式直径为损耗点直径的4~6倍,激光模式在切线面和弧矢面的光斑直径比例(即椭圆率)约为80%,泵浦功率为1.59 W时,获得了光-光转换效率最高为7.7%的一阶涡旋光束。此研究可为利用损耗点在Z字型固体激光器中产生高转换效率的一阶涡旋光束提供理论实验依据。
激光光学 固体激光器 涡旋光束 损耗点镜 椭圆率 
中国激光
2020, 47(5): 0501005
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院,成都 610064
2 四川大学 电子信息学院,成都 610064;中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
4 四川大学 电子信息学院,成都 610064;华北光电技术研究所,北京 100015
从一种简单、全光纤结构的混合被动锁模掺铒光纤激光器中,得到了高稳定性、宽光谱的耗散孤子。激光器结合了半导体可饱和吸收体和非线性偏振旋转两种锁模机制,并运行在正常色散区内;通过色散管理,激光器能产生光谱宽度39.1 nm和时域宽度178 fs的孤子脉冲序列。激光输出的中心波长为1.55 μm,重复频率约为34.3 MHz,单脉冲能量在0.33 nJ左右。与此同时,激光器的斜效率也约等于15.5%;室温工作下,激光器能实现自启动锁模,且运行在稳定单脉冲输出状态的时长在15 h以上。
掺铒光纤激光器 混合锁模 超快 宽光谱 耗散孤子 erbium-doped fiber laser hybrid mode-locking ultrafast wide spectrum dissipative soliton 
强激光与粒子束
2020, 32(1): 011017
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院 激光微纳研究所,成都 610064
2 四川大学 电子信息学院 激光微纳研究所,成都 610064;华北光电技术研究所,北京 100015
实验验证了一种通过将氧化石墨烯分散液沉积在长周期光纤光栅的全光控制的相关研究。通过外加的垂直泵浦光的作用,氧化石墨烯吸收泵浦光产生热量,改变长周期光纤光栅的包层模式的相位差,由于热膨胀的作用改变了氧化石墨烯所覆盖部分的光栅周期,使得谐振谱发生了移动,其最大调制深度可达10.6 dB,谐振谱最大可红移12.8 nm。通过实验发现,沉积相同浓度氧化石墨烯分散液的次数影响实验结果,通过在相同光栅的相同位置分别沉积三次,发现沉积三次可以在光纤表面获得更加均匀的氧化石墨烯膜,进行了时间响应的测试,其中沉积三次后的长周期光纤光栅的响应速度可达0.61 ms,沉积多次氧化石墨烯分散液可以在光纤表面沉积得更加平整均匀,从而获得更大的导热性能。
全光控制 光热效应 氧化石墨烯 长周期光纤光栅 全光纤相移器 all-optical control photothermal effect graphene oxide long period fiber grating all fiber phase shifter 
强激光与粒子束
2020, 32(1): 011015

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