作者单位
摘要
1 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051中北大学前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
2 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
3 中北大学前沿交叉科学研究院, 山西 太原 030051
随着激光技术的发展, 激光**得到了快速发展, 针对来袭激光的威胁, 激光告警也成为目前各国发展的重点, 不同的激光告警系统探测不同的参数, 根据告警参数采取相应的躲避和反击措施; 目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、 俯仰角、 激光波长、 激光脉冲宽度等, 但现有激光告警系统无法实现多参数的同时探测, 且光谱范围窄、 视场小、 探测俯仰角和方位角为相对角度、 无法获得绝对来袭方向。 为此本文提出宽光谱波段、 大视场、 多参数激光告警新方法, 可实现450~1 700 nm宽光谱来袭激光波长、 绝对方位角、 绝对俯仰角、 脉冲宽度多参数的高精度综合测量, 该方法主要由激光脉冲宽度测量、 绝对角度及激光波长测量、 控制及数据处理三大部分组成。 其中脉冲宽度测量模块由光学镜头、 多带通窄带滤光片、 高速光电探测器组成, 实现来袭脉冲激光的高速光电转换; 绝对角度及激光波长测量模块由光栅、 大视场宽波段消色差镜头、 多带通窄带滤光片、 宽波段面阵探测器、 三维电子罗盘组成, 通过一级和零级衍射光斑位置获得来袭激光波长、 相对方位角和相对俯仰角信息, 结合三维电子罗盘测得的方位角、 俯仰角以及横滚角, 进而获得来袭激光的三维绝对方位角和绝对俯仰角。 多带通窄带滤光片主要是根据常用几个军用激光波长进行选通滤光, 有效滤除背景光的影响, 降低系统虚警、 漏警。 理论分析推导具体测量方法和参数, 设计宽光谱多参数激光告警探测系统样机, 并进行实验可行性验证。 实验结果表明, 该系统的方位角视场120°、 俯仰角视场96°、 角度测量精度优于1°、 中心波长测量精度优于10 nm、 脉宽测量精度优于3 ns。 该技术将为海、 陆、 空、 天领域对来袭激光的高精度多参数综合探测奠定基础, 有望提高复杂战场的生存能力。
多参数激光告警 宽光谱 激光波长 激光方向 激光脉冲宽度 电子罗盘 Multi-parameter laser warning Wide spectral range Laser wavelength Laser direction Laser pulse width Electronic compass 
光谱学与光谱分析
2023, 43(8): 2581
邹锦阳 1,2张雅婷 1,2,*丁欣 1,2姚建铨 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学 光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
2 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
激光致声混凝土内部空洞检测技术是一种针对混凝土脱空鼓包现象的遥感检测技术,具有检测快速,非接触等特点,满足了在一些不方便进行接触式检测的场景下对混凝土内部空洞进行识别的需求。该技术的实现主要分为声波的激发以及声波的探测。文中聚焦声波激发这一部分,用加速度传感器替代激光测振仪,搭建了一套激光致声混凝土内部空洞检测系统,并对内部预制空洞的混凝土试块进行了检测。实验发现混凝土内部空洞的存在会改变空洞上方结构的抗弯刚度,当存在外部激励时,空洞上方的结构将会出现弯曲振动的现象,该振动的频率接近于振动结构的一阶固有频率。使用高功率密度的脉冲激光器可以方便地激发出缺陷区域的弯曲振动,当空洞缺陷较浅时,可以根据弯曲振动在频域的特征响应判断内部是否存在空洞。随着空洞深度的增加,空洞上方结构的抗弯刚度逐渐增强,弯曲振动的振幅减小,仅凭特征频率将难以实现内部空洞的识别。在这种情况下,可以利用表面振动信号的加速度能量谱来表征振动能量,通过振动能量的高低判断混凝土内部是否存在空洞。基于上述理论,成功探测到了混凝土内部深度为150 mm的空洞,验证了利用激光致声技术检测混凝土内部空洞的可行性。
激光技术 激光致声 混凝土 无损检测 laser technology laser acoustics concrete nondestructive testing 
红外与激光工程
2023, 52(1): 20220306
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 医用光学技术与仪器教育部重点实验室, 上海 200093
现有报道的PCF-SPR折射率传感器的检测范围普遍较窄, 不能实现低折射率的检测, 且工作波段多数集中在可见光或通信波段, 这限制了传感器的应用范围。鉴于此, 提出了一种基于D型双芯PCF结构的SPR传感器, 使用氧化铟锡作为等离子体材料沉积在D型PCF抛光表面, 并对该传感器的理论模型进行了分析, 包括金属参数对传感性能的影响, PCF结构参数对传感性能的影响。计算结果表明, 该传感器可在波长1300~2600nm的近红外区域实现1.27~1.39的超宽范围的折射率检测, 最高灵敏度可达35000nm/RIU, 分辨率为2.85×10-6RIU。该传感器的超高灵敏度和超宽折射率检测范围可应用于血浆、白细胞、血红蛋白、人体肠粘膜、人体肝脏、丙酮等生物组织及医药和化学领域的检测。
光子晶体光纤 表面等离子体共振 有限元法 折射率传感器 photonic crystal fiber surface plasmon resonance finite element method refractive index sensor 
光学技术
2022, 48(1): 109
孙冰 1,2丁欣 1,2姜鹏波 3白云涛 1,2[ ... ]姚建铨 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 激光与光电子研究所,天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
3 齐鲁工业大学(山东省科学院) 激光研究所,山东 济南 250014
4 南开大学 物理科学学院,天津 300071
报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO4自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题,合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合,实现了激光器的有效热管控,缓解了激光器的热效应,提高了泵浦上限,从而实现了激光器输出功率和光光效率的大幅提高。当泵浦源的调制频率为10 kHz、占空比为40%、平均泵浦功率为30 W、声光Q开关的调制频率为100 kHz时,获得了最大平均功率为8.57 W的1176 nm斯托克斯光输出,相应光光转换效率28.6%。相较于相同泵浦功率的连续泵浦机制下的实验结果,斯托克斯光平均输出功率提高了42%,光光效率提高了8.5%。实验结果表明:共振泵浦和调制泵浦技术相结合的方式可以有效缓解热效应,提高泵浦功率上限,从而提高自拉曼激光器的输出功率和光光效率。
自拉曼激光器 Nd:YVO4激光器 二极管调制泵浦 共振泵浦 self-Raman laser Nd:YVO4 laser diode-modulated pumped in-band pumping 
红外与激光工程
2021, 50(12): 20200227
白云涛 1,2丁欣 1,2,*蒋国鑫 1,2雷鹏 1,2[ ... ]姚建铨 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所, 天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
介绍了一种基于复合腔结构的Nd∶YVO4-YVO4-Cr 4+∶YAG 被动调Q内腔拉曼自锁模激光器。利用复合腔结构中基频光谐振腔与拉曼光谐振腔相互独立的优势,通过实验验证了受激拉曼散射(SRS)自锁模效应的存在;同时通过合理地控制拉曼光谐振腔的腔长,优化了基频光与拉曼光的模式匹配,大幅提高了拉曼调Q锁模激光的输出功率及转换效率,在17.15 W 808 nm二极管(LD)泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.23 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,光-光转换效率为7.17%,相比于直腔结构提升50%以上。锁模脉冲宽度为125.8 ps,脉冲重复频率为942.9 MHz,调Q包络重复频率约为70 kHz,脉宽为4.25 ns。将拉曼腔前腔镜的曲率半径由100 mm增加至150 mm,对应的拉曼腔长由120 mm增加至180 mm,在相同泵浦功率下获得了调制深度为100%、平均功率为1.19 W的1176 nm拉曼调Q锁模激光输出,转换效率为6.94%,脉冲重复频率降低至675.6 MHz。这些结果说明了该复合腔结构具备在保证输出功率及转换效率的同时,对1176 nm锁模激光的重复频率进行主动调控的能力。
激光器 全固态激光器 拉曼激光器 被动调Q锁模激光器 复合腔结构 受激拉曼散射自锁模 
中国激光
2021, 48(19): 1901003
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology, Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-Electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 e-mail: dingxin@tju.edu.cn
3 e-mail: jqyao@tju.edu.cn
The preparation of high-quality perovskite films with optimal morphologies is important for achieving high-performance perovskite photodetectors (PPDs). An effective strategy to optimize the morphologies is to add antisolvents during the spin-coating steps. In this work, a novel environment-friendly antisolvent tert-amyl alcohol (TAA) is employed first to improve the quality of perovskite films, which can effectively regulate the formation of an intermediate phase staged in between a liquid precursor phase and a solid perovskite phase due to its moderate polarity and further promote the homogeneous nucleation and crystal growth, thus leading to the formation of high-quality perovskite films and enhanced photodetector performance. As a result, the responsivity of the PPD reaches 1.56 A/W under the illumination of 532 nm laser with the power density of 6.37 μW/cm2 at a bias voltage of -2 V, which is good responsivity for PPDs with the vertical structure and only CH3NH3PbI3 perovskite as the photosensitive material. The corresponding detectivity reaches 1.47×1012 Jones, while the linear dynamic range reaches 110 dB. These results demonstrate that our developed green antisolvent TAA has remarkable advantages for the fabrication of high-performance PPDs and can provide a reference for similar research work.
Photonics Research
2021, 9(5): 05000781
Author Affiliations
Abstract
College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering, Tianjin University; Key Laboratory of Optoelectronic Information Technology, Ministry of Education, Tianjin 300072, China
The spiderlike structures in the photoelectron momentum distributions of ionized electrons from the hydrogen atom are numerically simulated by using a semiclassical rescattering model (SRM) and solving the time-dependent Schr?dinger equation (TDSE), focusing on the role of the phase of the scattering amplitude. With the SRM, we find that the spiderlike legs shift to positions with smaller transverse momentum values while increasing the phase. The spiderlike patterns obtained by SRM and TDSE are in good agreement upon considering this phase. In addition, the time differences in electron ionization and rescattering calculated by SRM and the saddle-point equations are either in agreement or show very similar laws of variation, which further corroborates the significance of the phase of the scattering amplitude.
photoelectron holography semiclassical rescattering model spiderlike structure 
Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 073201
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
采用强场近似方法,对处于两个具有时间延迟的圆偏振激光场中氢原子的涡旋状光电子动量分布进行了数值模拟。在两个延时激光脉冲的作用下,电子吸收光子后克服电离阈值,从基态经由两个不同的通道跃迁到连续态,产生的电子波包之间会发生干涉。模拟结果表明,所产生的光电子动量涡旋的旋向与两脉冲的偏振方向有关,涡旋臂的数目与激光载波频率有关。动态Stark效应是一种典型的强场现象。若在电离发生的同时考虑动态Stark效应,将会观察到动量涡旋的扭曲。对顺时针的动量涡旋及其扭曲进行分析,发现扭曲现象是由动态Stark效应引入的附加相位的时间非线性特性引起的。
原子与分子物理学 原子光电离 强场近似 氢原子 超短脉冲 数值模拟 
光学学报
2019, 39(6): 0602001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Civil Aviation Meteorological Institute, Key Laboratory of Operation Programming and Safety Technology of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China
The carrier envelope phase (CEP) has a direct impact on the physical properties of an isolated attosecond pulse (IAP) and many strong field processes, but it is difficult to measure in reality. Aiming at obtaining more accurate and complete characterization of CEP, we numerically investigate the annular photoelectron momentum spectra of the hydrogen atom ionized by overlapped fields of an IAP and an infrared (IR) pulse. By defining an overlapping parameter, the momentum patterns are classified and optimized for unambiguously measuring the rotation angle of a momentum pattern versus the CEP value. A series of simulations verify its robustness.
020.2649 Strong field laser physics 
Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 110201
Author Affiliations
Abstract
1 College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Civil Aviation Meteorological Institute, Key Laboratory of Operation Programming & Safety Technology of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China
The photoionization by two elliptically polarized, time delayed attosecond pulses is investigated to display a momentum distribution having the helical vortex or ring structures. The results are obtained by the strong field approximation method and analyzed by the pulse decomposition. The ellipticities and time delay of the two attosecond pulses are found to determine the rotational symmetry and the number of vortex arms. For observing these vortex patterns, the energy bandwidth and temporal duration of the attosecond pulses are ideal.
020.2649 Strong field laser physics 020.0020 Atomic and molecular physics 
Chinese Optics Letters
2017, 15(12): 120202

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