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
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
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
丁欣 1,2赵岑 1,2姜鹏波 1,2盛泉 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
报道了一种基于914 nm共振泵浦技术的高效主动调Q Nd:YVO4自拉曼激光器。将处于基态低斯塔克能级粒子直接泵浦到激光上能级, 可以减小斯托克斯因子损耗、降低量子亏损, 从而实现了高效的1 176 nm拉曼光输出。在共振泵浦条件下, 对泵浦吸收对转换效率的影响进行了详细的实验研究。使用两块掺杂浓度不同的Nd:YVO4晶体, 分别获得了1.51 W(1.0-at.%, 20 ℃)和2.11 W(2.0-at.%, 20 ℃)的平均输出功率, 对应的光光转换效率分别为28.5%(1.0-at.%)和35.2%(2.0-at.%), 相对于吸收泵浦光的转换效率分别为42.7%(1.0-at.%) 和 39.0%(2.0-at.%)。
自拉曼 共振泵浦 Nd:YVO4激光器 self-Raman in-band pumping Nd:YVO4 laser 
红外与激光工程
2017, 46(10): 1005001
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
根据亚波长微结构的异常光谱特性,提出了一种“圆形铝盘-圆形SiO2盘-铝衬底”的二维周期性微结构可调谐红外吸波器.利用有限元算法对其红外光谱反射性质进行了数值模拟,发现该结构对入射的TE或TM光偏振态、在0°~60°大入射角范围内具有良好的吸波效果,共振波长调谐范围4~11 μm.用局域等离子体激元共振理论解释了红外吸波机理,证明了所提出的多层微盘结构具有更宽的调谐特性和更好的吸收效率.
耦合等离激元 超材料 吸收器 红外 有限元算法 反射率 Coupled plasmon polariton Metamaterials Absorber Infrared Finite element method Reflectivity 
光子学报
2017, 46(8): 0823005
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
通过在充氪(Kr)气体的空心Kagome光子晶体光纤中输入超短脉冲,产生中红外波段的色散波,并利用单向脉冲传输方程对色散波进行数值模拟和分析。主要探讨了两种输入脉冲:中心波长为1.4 μm的高斯型脉冲和在此基础上加入其双倍频叠加而产生的双色近锯齿波脉冲。两种情况下均产生了多个色散波,并符合相位匹配条件。为优化色散波,将近锯齿波作为抽运光。当充入光纤的Kr气体因抽运光压缩而二次电离时,已产生的色散波发生转换,变为新的更长波长的色散波。这种色散波现象可以通过等离子体修正的相位匹配条件来解释。深入探讨了中红外波段超短脉冲的产生机制以及色散波理论。
光纤光学 光子晶体光纤 超短脉冲非线性效应 色散波 激光等离子体 
中国激光
2017, 44(5): 0508001

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