1 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 甘肃 兰州730000
2 中国科学院研究生院, 北京100049
3 草地农业生态系统国家重点实验室, 兰州大学草地农业科技学院, 甘肃 兰州730020
4 中国气象局沙漠气象研究所, 新疆 乌鲁木齐830002
积雪混合像元分解方法研究及积雪比例产品的发展是积雪遥感的重要研究方向。 在我国北疆地区利用SVC HR-1024野外便携式光谱仪观测了已知积雪比例的混合像元光谱特征并进行系统分析, 同时, 采用四种混合像元分解模型对实测光谱进行解混及精度评价。 结果表明反射率随积雪比例均匀下降并不呈均匀的线性变化, 在不同波段呈非线性变化特征, 积雪像元解混精度与观测尺度的不同有一定的联系, 尺度越小, 解混精度越低； 进一步对实测光谱的解混结果表明, 线性回归法精度较低, 特别是对于积雪比例小于50%的解混结果不准确, 稀疏回归解混法和非负矩阵解混法略高于线性混合像元分解法, 但线性混合像元分解法运算效率最高, 稀疏回归解混法运算效率最低, 当对遥感图像进行解混时, 要综合考虑四种方法的计算效率。 通过将推动积雪混合像元分解定量遥感研究, 并为遥感影像准确提取积雪比例提供理论依据。
积雪比例 光谱特征 解混算法 Fractional snow cover Spectral reflectance Unmixing algorithms 光谱学与光谱分析
2012, 32(10): 2753
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室
2 武汉光迅科技股份有限公司， 武汉 430074
报道了由两个N×N三维多模干涉耦合器和一段阵列相移波导组成的三维光开关.首先利用导模传输法分析了三维多模干涉耦合器的一般成像原理，并推导出了其成像位置以及相位矩阵.在此基础上，通过场传输矩阵法建立了光开关的传输方程.利用该传输方程计算得到了光开关工作时，阵列相移波导的相位条件，并通过三维有限差分光束传输法进行仿真验证，给出了光开关工作时的插损、串扰指标，以及光开关输出功率随相移波导相位变化的关系.
三维多模干涉耦合器 光开关 三维有限差分光束传输法 Three-dimensional multi-mode interference coupler Optical switch Three-dimensional finite difference beam propagati
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部，绵阳 621900
为了研究增益导引折射率反导引光纤激光器的功率分布及输出特性，根据此类光纤的结构原理和特点，建立了端面抽运的增益导引折射率反导引光纤激光器的基模光速率方程，推导了避免激发高阶模的增益阈值判决条件，并运用弦切法和Runge-Kutta法数值求解了该速率方程，分析了光纤长度、腔镜反射率等参量对基模输出功率的影响。采用芯径为100μm、折射率差为-0.00094、掺杂Yb3+浓度为5×1026/m3的增益导引折射率反导引光纤构建激光器时，要使得整段光纤不激发高阶模，需使光纤长为3cm、两腔镜反射率为0.98和0.3，当抽运功率为30W时，可获得2.42W的大模场单模输出，斜率效率约为8.1%。结果表明，优化设计腔镜反射率和光纤长度后，采用较短的大模场高掺杂增益导引折射率反导引光纤可获得一定效率的基模输出。
激光技术 增益导引折射率反导引光纤 速率方程 数值分析 laser technique gain guided index antiguided fiber rate equations numerical analysis
1 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430074
2 武汉理工光科股份有限公司，武汉 430070
光学吸收法是一种工程上有效可行的检测痕量甲烷气体的方法，具有广泛地应用于构建煤矿坑道等场合的安全防护和报警系统的潜力。为实现针对甲烷气体1653nm吸收峰特性的单色光源，采用金属有机化合物化学气相沉积外延和纳米压印等技术手段，从多量子阱外延材料设计和金属有机化合物化学气相沉生长到器件封装，研制了1653nm分布反馈激光器。器件性能达到了52dB边模抑制比、14.9%的外微分斜率效率、不大于12mA的阈值电流、匹配甲烷1653nm吸收带的0.116nm,20dB光谱线宽和稳定的光学与电学特性。基于该激光器，对体积分数为0.005~0.05的甲烷气体测试误差率不大于1.3%。结果表明，该器件能够应用于基于谐波法的痕量甲烷探测工程系统，且适应于批量制造。
激光器 分布反馈激光器 纳米压印 甲烷痕量探测 谐波检测技术 lasers distributed feedback laser nanoimprint lithography trace methane detection harmonic detection technology
1 山东大学 光学工程系,济南 251000
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,绵阳 621900
为了研究高功率光纤放大器的工作特性,采用两级光纤放大器对整形脉冲进行放大,得到放大后的脉冲能量为10μJ、峰值功率为2.4kW。发现当抽运功率高于1.4W时,输出功率变得很不稳定,甚至出现了能量很高的巨脉冲。模拟了掺Yb3+大模场光纤放大器,模拟结果与实验结果吻合较好。结果表明,信号光峰值功率放大到几千瓦时尚未饱和,光纤内仍有很多剩余储能,重新对放大器的设计进行优化,可以获得更高的能量。
光纤光学 掺Yb3+光纤 大模场光纤放大器 数值模拟 巨脉冲 fiber optics Yb-doped fiber large-mode-fiber amplifier simulation giant pulse
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
2 西安通信学院，陕西 西安 710106
基于高功率激光系统前端全光纤脉冲整形系统输出的脉冲特性，以两路脉冲堆积为例，理论分析并讨论了光纤中群速度色散的作用，提出了分离距离的概念，得出了整形脉冲时间调制周期、瞬时频率，以及初始啁啾对脉冲波形影响的解析结果。数值模拟了脉冲波形、瞬时频率在正、负色散光纤中随时间的变化特性，以及时间调制周期与传输距离之间的关系。结果表明，堆积脉冲不同位置瞬时频率变化不同；脉冲时间调制周期与时延和初始啁啾以及色散符号有关。
整形脉冲 时间调制 瞬时频率 初始啁啾 群速度色散 shaping pulse temporal modulation instantaneous frequency initial chirp group-velocity dispersion
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生部，四川 绵阳 621900
3 西安通信学院军用光纤通信教研室，陕西 西安 710106
合作发光效应、热效应以及非线性效应限制了单根掺Yb3+光纤激光器输出功率的进一步提高。根据能级间的吸收与辐射，分析了掺Yb3+双包层光纤中的合作发光效应，分析表明，随着Yb3+的掺杂浓度的增大，光纤中合作发光增强，抽运光越强，合作发光也越强。实验研究了输出功率61．6W，斜率效率为55%的双端抽运的掺Yb3+双包层光纤激光器的合作发光效应，研究表明，随着抽运光功率的增大，合作发光强度增强，掺杂浓度越大，光纤中合作发光效应也越强。这一结果有利于进一步提高掺Yb3+光纤激光器的效率。
合作发光 双端抽运 双包层光纤 光纤激光器 cooperative luminescence dual-ended pumping double clad fiber fiber laser
1 黄淮学院电子科学与工程系，河南 驻马店 463000
2 黄淮学院建筑工程系，河南 驻马店 463000
通过对激光放大介质中多光子非线性Compton散射光小尺度自聚焦特性的研究，提出了小尺度自聚焦的非线性理论，并对小尺度调制方程、增益谱和成丝距离进行了修正。研究发现：散射光的临界频率和最快增长频率近乎是相同的，在介质增益下，散射光引起的非线性扰动最快增长频率和最大增长率与背景光强度和传输距离几乎无关。在一定输入和输出功率下，在散射光出现的初始阶段，它使背景光的能量、小尺度扰动最快增长频率、最大增益和相应的B积分迅速增大，调制谱的范围迅速加宽，成丝距离延长；之后，它们的变化几乎与散射光无关。
非线性光学 强激光传输 自聚焦 成丝 Compton散射 nonlinear optics propagation of intense laser beam self-focusing filamentation: Compton scattering
