Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430070, China
2 Synthetic Single Crystal Research Center, Key Laboratory of Transparent and Opto-Functional Inorganic Materials, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201899, China
3 State Key Laboratory on High Power Semiconductor Lasers, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
4 Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
5 State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201899, China
Tm:CaF2 and Tm,Y:CaF2 single crystals were prepared by the temperature gradient technique. The spectral properties of Tm,Y:CaF2 single crystals were investigated and compared with those of Tm:CaF2. It was demonstrated that codoping with Y3+ ions could efficiently improve the spectroscopic properties. Tm,Y:CaF2 crystals have larger absorption cross-sections at the pumping wavelength, larger mid-infrared stimulated emission cross-sections, and much longer fluorescence lifetimes of the upper laser level (Tm3+: H43 level) than Tm:CaF2 crystals. Continuous-wave (CW) lasers around 1.97 μm were demonstrated in 4.0 at. % Tm,4.0 at. % Y:CaF2 single crystals under 792 nm laser diode (LD) pumping. The best laser performance has been demonstrated with a low threshold of 0.368 W, a high slope efficiency of 54.8%, and a maximum output power of 1.013 W.
140.2020 Diode lasers 140.3070 Infrared and far-infrared lasers 140.3380 Laser materials Chinese Optics Letters
2018, 16(5): 051401
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
在室内可见光通信系统(VLC)中,为解决传统光源布局方式中因照度分布不均匀而存在通信盲区的问题,提出考虑墙面反射的光源LED优化方案。以照度均方差作为评价标准分析LED布局,通过积分推导出接收面照度和功率的表达式,构建了矩形布局优化模型函数F(l,x,y)和圆形布局优化模型函数F(r,x,y),并根据优化函数研究了照度均方差与房间尺寸、最佳布局与视场角的关系。仿真结果表明：LED矩形布局光源的位置存在最优点l=1.6 m,视场角为ψFOV=80°,照度均匀性由传统布局的80.5%提升到84.3%；圆形布局光源的位置存在最优半径r=2 m,视场角为ψFOV=80°,当LED位于最优点半径时,圆形布局的照度均匀性随着光源LED数量的增加由85.2%增加到89.2%。
光通信 室内 可见光通信 照度均方差 发光二极管 矩形布局 圆形布局
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
3 长春理工大学微纳光学制造实验室, 吉林 长春 130022
LED兼具照明和数据通信功能,在室内可见光通信(VLC)中,LED的布局对维持接收面上接收功率的稳定分布有重要作用。室内LED矩形布局下的接收功率分布并不能覆盖整个接收面,存在接收功率中断区,无法实现最优的VLC系统性能。考虑室内墙面及地板的一次反射,研究LED在不同位置的布局方案,采用粒子群优化(PSO)算法分析LED布局方案,设计了能耗最小的LED圆形布局方案。仿真分析了LED矩形布局和圆形布局下的接收功率分布、信号中断率、能量损耗以及信噪比分布,仿真结果表明LED圆形布局的VLC系统性能优于矩形布局,需要的LED数量几乎为矩形布局的一半,减小了VLC系统的码间干扰。
光通信 发光二极管 可见光通信 圆形布局
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院微纳光学制造实验室, 吉林 长春 130022
基于Rytov方法并采用von-Karman模型对艾里光束的光强闪烁进行了分析。根据接收器接收面上光强度分布不均匀的现象, 提出了艾里光束的面光强闪烁模型, 推导了艾里光束在大气湍流中的面光强闪烁的表达式。数值仿真结果表明: 当光束宽度一定时, 相同光束传播距离下指数截断因子越小, 光强闪烁越小; 当传播距离为3 km、指数截断因子为0.2时, 艾里光束的宽度约为1.6 cm, 光强闪烁最小。此外, 光源强度和接收光强相同时, 将艾里光束与高斯光束进行了对比, 发现艾里光束的光强闪烁小于高斯光束的光强闪烁。
大气光学 大气湍流 艾里光束 光强闪烁 von-Karman模型
