光子学报
2022, 51(11): 1106005
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
光子增强热电子发射型太阳能转换器是一种理论效率极高的新型太阳能利用技术.提出利用指数掺杂GaAs材料作为光子增强热电子发射型太阳能转换器阴极，基于能量守恒及电子扩散漂移发射模型，理论计算了指数掺杂GaAs阴极光子增强热电子发射型太阳能转化器的转化效率.结果表明：指数掺杂GaAs可以显著提高光子增强热电子发射效率;指数掺杂GaAs光子增强热电子太阳能转化器转化效率随聚光倍数的增加和阴极表面电子复合速率减小而单调上升;当太阳基数大于200、阴极表面复合小于104 cm/s时，指数掺杂GaAs阴极光子增强热电子发射型太阳能转换器效率可达30%.
太阳能转化器 指数掺杂 GaAs阴极 转化效率 PETE PETE Solar converter Exponential doping GaAs cathode Conversion efficiency
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院，北京 100039
为了获得高功率窄脉宽半导体激光，设计了半导体激光器相应的激励单元，论述MOSFET作为高速开关的工作机理，分析基于MOSFET作为高速开关产生窄的大电流脉冲的电路模型。为了使MOSFET开关速度尽可能快，根据前述分析，提出推挽式MOSFET栅极驱动方式并设计了触发窄脉冲的发生电路。当激光二极管接入放电回路时，实验表明: 激光二极管输出光的峰值功率可达67.5W，脉宽约为20ns。最后，简要分析了影响光脉冲宽度的因素。
能量压缩技术 MOSFET高速开关 推挽式驱动 窄脉冲 高功率激光 power compression technology fast MOSFET switch push-pull driving narrow pulse high power laser
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
根据光线传输理论, 推导照明光源角度配置对水下成像图像质量的影响。在光源和摄像机与目标距离相同的条件下, 通过对图像衬度与信噪比传递函数的推导, 得到了在成像距离不变条件下图像的衬度和信噪比随光源角度变大而增大的规律, 并绘制出衬度和信噪比随光源角度变化的曲线, 还对推导过程中引入的主要假设和近似条件对结果精确的影响进行了分析。最后对光源角度配置对图像质量的影响进行了有关验证实验, 实验结果与理论结果一致。
水下成像 光源角度配置 散射 图像衬度 信噪比 underwater imaging scattering contrast degree the signal-to-noise ratio (SNR)
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安710119
2 中国科学院研究生院，北京100039
水中湍流是影响水下光学系统性能的重要的潜在因素。用波前检测的方法对水中湍流对激光束传输的影响进行实验研究，测量了实验条件下水中湍流产生的波前畸变的大小，对波前畸变进行了Zernike分析，还对波前补偿自适应系统在水下成像的应用进行了探索。结果表明：水中湍流引起的激光束波前的起伏降低了图像的分辨率，自适应光学系统在其校正范围内能有效地校正畸变，提高图像质量。
水下成像 自适应光学 湍流 波前校正 underwater imaging adaptive optics turbulence wave-front calibration
1 中国科院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
对脉冲抽运与增益预抽运的微腔Cr4+:YAG/Nd:YAG被动调Q激光器的稳定性进行了理论和实验研究。结果表明在抽运时抽运脉宽和重复率较大的情况下,输出激光脉冲相对于抽运脉冲抖动范围明显加大。针对此情况,采用压缩抽运脉宽和降低重复率的方法获得了波长为1.06 μm、脉宽为3.8 ns、单脉冲能量为65 μJ、相对抽运脉冲的抖动范围小于0.8 μs的激光输出。同时分析了增益预抽运的优势和缺点。
激光器 被动调Q 时间延时 脉冲抽运 增益预抽运
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安,710119
2 中国科学院研究生院,北京,100039
从大孔径光电导天线产生THz辐射的饱和理论出发,考虑了载流子的瞬变迁移率.分析了脉冲序列激发大孔径光电导天线产生高功率窄带宽THz辐射的特性.对比了单个光脉冲和序列光脉冲激发SI-GaAs和LT-GaAs光电导天线的饱和特性.分析表明,采用序列光脉冲激发载流子寿命小于光脉冲间隔的光电导天线时,可以克服大孔径光电导天线的饱和特性,产生高峰值功率的窄带THz辐射.
THz辐射波 大孔径光电导天线 电流起伏模型 饱和效应 超快激光技术
中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安,710068
粒子图像测速技术(PIV)通过测量被测流场截面上每一位置点的速度,获得整个被测流场的信息.在PIV一般应用中所使用的照明激光片光与成像CCD装置的拍摄方向是垂直的,在某些应用场合受测试条件的限制,需要采用离轴方式进行测量,此时CCD成像方向与照明的激光片光不垂直,而是有一定夹角.离轴测试方式将对PIV系统的光学成像系统、示踪粒子选择和粒子图像处理带来影响.实验采用Scheimpflug离轴聚焦的方法对表面镀银高反射率的示踪粒子进行成像,通过调整成像透镜与CCD像面的夹角可获得清晰的粒子成像,并利用网格校正板和软件计算处理等方法有效校正了由于离轴测试带来的影响.
粒子图像测速 离轴测试 图像校正 Scheimpflug
