为了研制面向卫星激光通信的小型化抗辐照掺铒光纤放大器(EDFA), 介绍了掺铒光纤(EDF)在辐照环境下的失效机理, 研究了不同掺铒浓度EDF的辐照性能, 对比了不同材料复合屏蔽结构的抗幅照性能, 最终实现了一种尺寸为60 mm×60 mm×15 mm、输出功率超过23 dBm和在20 krad(SI)辐照剂量下输出功率波动幅度低于0.1 dB的高性能小型化抗辐照EDFA。

利用数字超模分布式布拉格反射型激光器、电光调制型偏振控制器、InGaAs光电探测器、高速光开关,并结合高精度的控制检测算法和波分复用技术,设计了一款用于自动测试光无源器件的波长相关损耗和偏振相关损耗等性能指标的检测系统。该系统的光源模块采用OPA569AIDWP芯片作为控制核心,实现优良的功率稳定性控制;功率探测模块采用多档位放大量程控制技术、屏蔽降噪技术并结合软件算法,显著抑制系统噪声,提高功率计的灵敏度和动态范围。该系统测试流程简单,测试精度和稳定性较高,测试偏差小于0.05 dB,不仅提升了光无源器件产线的自动化检测能力,同时降低了复杂仪器设备对人工操作能力的要求,实用性好,且市场前景广阔。

基于数字超模取样光栅型反射(DS-DBR)激光器和InGaAs光电探测器设计了一款便携式光源、功率计系统。该系统的光源模块采用OPA569AIDWP芯片和ADN8834芯片为控制核心,对波长精度和功率稳定性实现了很好的控制;功率计模块采用多挡位放大量程控制技术、屏蔽降噪技术,并结合软件算法,显著抑制了系统噪声,提高了功率计的灵敏度和动态范围。测试结果表明:光源模块可以有效控制输出光的波长,并且输出光边模抑制比大于50 dB,线宽小于1 MHz,具有良好的输出质量;功率计模块的动态范围达到了80 dB,线性度提升到了0.08 dB。另外,本系统采用嵌入式控制技术进行人机交互,适用于实验室和工业现场等多种应用场景,大大扩展了系统的使用范围和便携性,市场前景广阔。

在不同气压的高纯N2、Ar及N2/Ar混合气体保护条件下, 采用光纤激光器对厚度为2 mm的奥氏体304薄板进行了焊接试验, 研究了保护气体压强、气体类型和混合比例对焊接接头形貌及力学性能的影响。结果表明, 保护气体压强越大, 焊缝熔深就越大, 但气体压强对焊缝强度和硬度无明显影响。使用N2/Ar混合气体作为保护气体时, N2在保护气体中所占比例越大, 焊缝的熔深就越大, 而且使用不同比例的保护气体得到的焊缝均呈“丁”字形; 保护气体类型及比例对焊缝强度和硬度没有显著影响, 但焊缝的强度和硬度均大于母材。

针对退火质子交换(APE)MgO∶PPLN波导在中红外差频转换过程中存在模场约束能力弱、模场重叠因子小等问题, 提出一种基于反质子交换(RPE)工艺的高效MgO∶PPLN脊波导的设计新方法。采用RPE工艺, 使波导区域折射率呈对称分布, 有效调控基频光和闲频光模场分布, 提高模场重叠因子。仿真结果显示, 相比于APE MgO∶PPLN脊波导, 该新型脊波导可将基频光和闲频光的基模模场调控至波导中部区域, 模场重叠因子由0.2714μm-1提高至0.4614μm-1, 相应的中红外差频转换效率提高了2.98倍。

基于周期极化铌酸锂(PPLN)晶体提出并设计了一种高效紧凑腔内倍频绿光激光器。该激光系统采用808 nm激光二极管(LD)端面直接抽运Nd∶YVO4晶体，进而利用极化周期为7 μm 的PPLN 晶体倍频产生532 nm 绿光。通过在Nd∶YVO4和PPLN 晶体端面镀膜构成激光腔镜，无需采用任何光学透镜、反射镜等分立光学元件，大大降低了系统体积和成本。实验结果显示，当激光器谐振腔腔长为12 mm，抽运功率为4.1 W 时，绿光输出功率可达1.343 W，相应的光-光转换效率达32.8%。当LD 抽运功率稳定在3.33 W 时，2 h内的绿光输出功率波动小于5%。

A method to broaden the spectrum by direct phase modulation is proposed. The effects on the spectrum of modulation depth,modulation signal width, synchronization precision and different signal forms are investigated by numerical simulations. The results show that deeper modulation and more narrow modulation signal width lead to a more obvious effect and a broader spectrum of single modulation; different modulation signal widths require different synchronization precisions, and the narrow signals need a high-precision synchronization; compared to the parabolic signal, sinusoidal signal can lead to an obvious frequency modulation to amplitude modulation, which can bring down the compressibility and the signal to noise ratio. The experiment results of the central wavelength match well the simulation results.

提出一种对光脉冲直接相位调制进行光谱展宽的方法，对调制深度、调制信号宽度、同步精度和不同调制信号形状对输出光谱的影响进行了数值模拟。模拟结果表明，调制深度越大，调制信号宽度越小，对光谱的展宽效果越明显，单次调制展宽量越大；不同的调制信号宽度对同步精度有不同的要求，调制信号越窄，对同步精度要求越高；相比于抛物线型调制信号，正弦调制信号会带来光谱两侧明显的幅频调制，降低脉冲可压缩性和再压缩信噪比。实验结果与模拟数值结果相符。