A novel and precise micron-scale nanosecond laser spot measurement based on film-scanning method is presented. The method can be used to measure the spot size, beam profile, and intensity distribution of the pulse. The central spot radius of the pulsed Bessel beams with pulse width of 25 ns is measured to be 94.86+-5 \mum in our experiment through the analysis of the digital image by film scanning, and the result is consistent with the theoretical value of 92.33 \mum. Compared with charge-coupled device/complementary metal oxide semiconductor (CCD/CMOS) laser beam profilers, the film-scanning method shows higher measurement accuracy, single shot ultrashort pulse measurable, larger measurable size, and wider measurable wavelength range.

为了精确测量零阶贝塞耳光束的中心亮斑半径，采用彩色反转胶片作为记录媒质，通过滚筒扫描的方法将底片上的图像转为数字图像，在对数字图像做必要的处理后，测量出氦氖激光的零阶贝塞耳光束的中心光斑半径为16．77μm±0．01μm，与理论计算值15．16μm吻合良好。实验结果表明，采用胶片测量微米量级的光斑具有高精度、低成本，可测截面面积大的优点，在1Hz超短脉冲实验中，可以替代甚至超越了常规的激光光束分析仪。

从理论和实验两方面分析测定了纳秒无衍射贝塞耳光脉冲的相关参量。由广义惠更斯-菲涅耳衍射积分理论出发给出了平行光通过轴棱锥后的光场分布、最大无衍射准直距离、最小中心光斑半径等参量的表达式,并进行相关参量的数值模拟。实验采用平-抗共振环(ARR)腔被动调Q Nd:YAG激光器和轴棱锥系统获得了高稳定的纳秒贝塞耳光脉冲,测定了其脉冲宽度、最大无衍射距离、横面光强分布及最小中心亮斑尺寸,实验结果与理论分析相吻合。利用胶片扫描法给出了光脉冲的截面光强分布精细结构,其分辨率远高于普通的光束分析仪。

在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相法的基础上, 分析了轴棱锥非圆对称加工误差对其所产生的零阶贝塞耳光束(J0光束)质量的影响, 对CCD拍摄的贝塞耳光斑图样进行了数值模拟。计算结果指出,当轴棱锥的截面为圆对称的理想加工时, 轴棱锥产生的光场分布为近似理想的零阶贝塞耳光。当存在非圆对称加工误差, 且截面为椭圆形时, 衍射光斑将偏离J0光. 随着椭圆半长短轴之差的增大, 偏离程度增大。实验结果和理论模拟吻合得很好。

近年来,CCD成像在线测量技术得到广泛的应用.提出了一种可应用于玻璃棒直径在线测量的图像测量方法.该方法利用CCD成像技术实时动态获得玻璃棒的在线图像;根据玻璃棒图像的特点,使用图像处理技术提取玻璃棒的轮廓边缘信息;并使用亚像素边缘检测技术精确确定玻璃棒的边缘位置.最后采用直线拟合的方法动态实时获得所测玻璃棒的直径.其方法代替了传统的手工测量,而且易于机器自动反馈控制玻璃棒的直径变化.实验表明此方法达到了理想的测量结果.

在Nd:YAG激光器中引入抗共振环(ARR)结构,将调Q材料BDN染料片和LiF:F2色心晶体置于ARR中心,获得输出能量分别为98.3 mJ和82.5 mJ,能量起伏1.44%和0.88%的高稳,大能量调Q单脉冲输出。同时和普通平-平腔进行实验比较并对结果进行初步分析。

从折射定理出发,给出旋转双光楔的入射光线和出射光线之间的对应关系.据此提出可旋转双光楔角度发生器系统的设计方案,该方案利用光楔对光线的偏折来实现对一定视场任意角位置光线的获得.设计了能够提供满足10°圆视场的高精度角度发生系统.