作者单位
摘要
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
2 火箭军装备部驻天津地区军事代表室,天津 300308
实现空天地海立体化光信息传输的技术瓶颈就是需要解决气海-海气跨介质动态海面条件下激光上下行传输问题。文中主要利用海水环境下蓝绿激光作为载波,提出了蓝绿激光通过气海动态跨介质海面的下行传输数值研究方法。详细讨论了近海面大气海雾、海面风速和海水中的粒子分布对蓝绿激光下行传输散射特性的影响。数值计算了不同风速下蓝绿激光透过率随透射角的变化以及不同近海面大气海雾能见度、不同叶绿素浓度、不同气泡浓度等条件下蓝绿激光下行传输的透过率。结果表明:蓝绿激光在海水中传输时,气泡对激光衰减的影响随着风速的增加而增加,随着传输深度的增加而减小;随着近海面大气中海雾能见度的增大,蓝绿激光通过大气海面和海水的透过率逐渐增大,随着传输距离的增加,叶绿素的影响逐渐增大,蓝绿激光的透过率减小。文中工作对气海-海气蓝绿激光跨介质上下行无线光传输和通信提供理论和技术支撑。
蓝绿激光 跨介质传输 动态海面 气泡 散射 激光透过率 blue-green laser transmission across media dynamic sea surface bubbles scattering laser transmittance 
红外与激光工程
2022, 51(6): 20220274
作者单位
摘要
1 西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
2 陕西理工大学物理与电信工程学院, 陕西 汉中 723001
激光在水下的传输很大程度上会受到海水中悬浮颗粒物的影响, 而目前对于海洋中悬浮颗粒物光散射的理论研究大多是针对单一成分的悬浮粒子而进行的, 但是在真实海洋中悬浮颗粒物都是以多种成分混合的颗粒群形式而存在的, 因此研究真实海洋中混合悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性具有重要意义。 该研究选取了对蓝绿激光传输产生较大影响的浮游藻类植物、 悬浮泥沙、 碎屑、 悬浮气泡和矿物质这五种常见的悬浮颗粒物作为研究对象, 充分考虑真实海况中这五种悬浮颗粒物的不同混合情况, 构建了海水中混合球形悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性模型。 数值计算了海水中五种物质混合的球形悬浮颗粒物对532 nm蓝绿激光的统计平均光散射参量和平均散射相函数, 分析不同混合悬浮颗粒物的混合比对平均散射、 吸收和消光系数以及单次反照率随着粒子有效半径和粒子数浓度变化的影响, 同时分析了不同粒子尺寸下的不同混合比对混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着角度变化的影响。 数值结果表明, 当悬浮泥沙在整个混合模型中占比越大时, 平均散射系数越大, 而当悬浮藻类粒子在整个混合模型中占比增大时, 平均吸收系数增大, 由此可知海洋中对光造成主要影响的五种常见悬浮颗粒物中, 悬浮泥沙对光散射作用影响最大, 悬浮藻类粒子对光吸收作用影响最大。 随着悬浮颗粒物浓度的增大, 混合粒子的单次反照率保持不变, 由此可知混合悬浮颗粒物的平均光散射参量随着粒子浓度的增长速率是一致的。 海洋中混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着粒子的有效半径的增大而增大, 散射作用最大的混合比下的悬浮颗粒物其平均散射相函数最大, 悬浮颗粒物的前向散射较强。 该工作对蓝绿激光在海水中传输、 信道建模, 水下无线光通信的研究以及激光探测都具有重要的理论指导意义。
蓝绿激光 混合悬浮颗粒物 统计平均光散射参量 散射相函数 Blue-green laser Mixed suspended particles Statistical average light scattering parameters Scattering phase function 
光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1749
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院空间激光信息传输与探测技术重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
海洋探测激光雷达和水下无线光通信应用对激光发射源的波长、重复频率和峰值功率等均提出了特殊的要求。具有高峰值功率的蓝绿波段纳秒脉冲激光,尤其是在大洋水中衰减系数更小的蓝光,在海洋主动遥感和信息高速传输中有着十分重要的应用。对国内外蓝光脉冲激光器技术的发展现状进行了综述,并从高重复频率、多波长和大能量、高峰值功率两种类型的应用需求出发,详细介绍了针对486.1 nm夫琅禾费暗线的蓝光脉冲激光器的最新研究工作。
激光器 蓝绿激光 夫琅禾费暗线 光学参量振荡器 非线性频率变换 
光学学报
2022, 42(17): 1714002
作者单位
摘要
1 西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
2 澳门科技大学资讯科技学院, 澳门 999078
为研究气-海跨介质的蓝绿激光传输特性,针对气-海跨介质界面及海面下气泡层,依据基尔霍夫近似、Mie理论与Beer理论建立了蓝绿激光通过海面-气泡层的下行传输模型。充分考虑了受风速影响的海面高度起伏、海水中气泡浓度变化、海水中洁净气泡和有薄膜覆盖气泡的混合等因素,数值计算了蓝绿激光经过海面-气泡层的透过率随风速、海水中的传输深度以及接收平面与发射平面夹角的变化关系。结果表明,蓝绿激光通过气-海界面及海水中的透过率主要取决于风速的大小与激光在海水中的传输深度;随着风速的增大,海面粗糙度与上层海洋中气泡浓度增大,激光透过率降低;与海水相比,气泡层对激光透过率的影响会随着深度的增加而降低;对于半径大于10 μm的气泡,蛋白质薄膜的覆盖对蓝绿激光的衰减影响不大。
激光光学 蓝绿激光 粗糙海面 海中气泡 Mie理论 透过率 
光学学报
2022, 42(2): 0214001
作者单位
摘要
1 西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
2 陕西理工大学物理与电信工程学院, 陕西 汉中 723001
3 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室, 陕西 西安 710126
藻类浮游颗粒对激光的散射和吸收是水下蓝绿激光通信性能在海水中衰减的主要原因。依据离散偶极子理论,建立了双椭球、四椭球、柱型丝状、环型丝状和S型丝状五种主要团聚核壳蓝藻颗粒模型,数值计算了核壳藻类粒子在532 nm蓝绿激光波段处的消光系数、吸收系数和散射系数随核壳蓝藻粒子尺寸的变化关系;基于均匀混合层理论,对比了有无中间混合层的核壳蓝藻模型的散射强度随散射角度的变化情况,计算了五种核壳蓝藻模型的粒子尺寸对其散射矩阵元素的影响。计算结果表明:五种藻类在蓝绿激光波段处的吸收系数和散射系数随粒子尺寸的增加而递增,且前向散射强度最大;随着散射角度的增加,五个模型的散射强度都在递减,几个大尺寸藻类模型的散射矩阵元素比值振荡较多。研究结果为海洋水下悬浮藻类颗粒的蓝绿激光散射特性和吸收特性的研究及水下蓝绿激光通信信道的建模提供了参考。
散射 蓝藻粒子 蓝绿激光 离散偶极子近似方法 散射矩阵 
光学学报
2021, 41(17): 1729001
作者单位
摘要
1 海军航空大学, 山东 烟台 264001
2 95910部队
针对现有计算蓝绿激光在水下的衰减时, 同类海水采用固定衰减系数估算, 而实际不同海域的衰减系数存在差异, 导致某些理论可行的区域无法正常通信的问题, 提出结合透明度遥感观测数据计算蓝绿激光在水下透过率的新方法。根据中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据反演黄海部分海域蓝绿激光衰减系数, 分析黄海衰减系数的时空分布特点, 并估算水下50 m的透过率, 评估蓝绿激光通信的可行性。分析结果表明: 透明度越高, 衰减系数越小, 传输距离一定时透过率越高;透明度大于5.295 m时, 激光在水下50 m的衰减小于40 dB, 可以进行蓝绿激光通信。
蓝绿激光通信 透明度 水色遥感图像 无线光通信 衰减系数 blue-green laser communication transparency water color remote sensing image optical wireless communication attenuation coefficient 
光通信技术
2020, 44(3): 6
作者单位
摘要
海军航空大学,山东 烟台 264001
针对机载激光发射器位于云层上方或云层中央时,云层的存在会降低激光通信性能的问题,仿真分析了不同类型的云层对激光能量衰减、信噪比、最大码元传输速率与误码率的影响。得到结论:云的存在主要造成激光能量衰减,影响最大传输速率与误码率,但对信噪比影响较小。链路余量大于18.9 dB 的通信系统,链路上允许存在4 km 的云层。云层对最大通信速率与误码率的影响主要是时间扩展造成码间串扰。卷云对通信性能几乎无影响;积云对通信性能的影响较大;层云、层积云和积雨云对通信性能的影响更大,但三种云的差异很小,可不作区分;高层云和雨层云对通信性能影响最大,其中雨层云的影响比高层云更大。
无线光通信 大气信道 光学厚度 云层厚度 蓝绿激光通信 optical wireless communication atmospheric channel optical thickness cloud thickness blue-green laser communication 
光电工程
2020, 47(3): 190389
彭秀林 1,2杨昌盛 2,3,*邓华秋 1,2谭天奕 2,3[ ... ]徐善辉 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 华南理工大学物理与光电学院, 广东 广州 510640
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
3 广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心, 广东 广州 510640
4 广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室, 广东 广州 510640
蓝绿光波段激光在激光显示、医疗诊断、光学数据存储以及水下通信等方面有着广阔的应用前景。尤其是蓝绿光单频激光具有较高的相干性,可广泛应用于高分辨率光谱、原子冷却和俘获、量子光学等领域,吸引了国内外学者的极大关注,发展十分迅速。本文介绍了实现蓝绿光单频激光的几种关键技术——二次谐波产生(SHG)手段获得蓝绿光单频激光、半导体材料直接激射产生蓝绿光单频激光等,总结了蓝绿光单频激光器的研究现状和发展方向。此外,结合本课题组在光纤基蓝绿光单频激光器方面的研究工作,着重介绍了基于近红外短波单频光纤激光器通过SHG手段获得蓝绿光单频激光的研究进展,并对蓝绿光单频激光技术的发展进行了展望。
激光光学 蓝绿光 单频 光纤激光 二次谐波产生 
激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071606
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
蓝绿激光位于海水低损耗窗口区, 由于水体吸收和散射, 光束在水下传输将发生时空扩展和波形畸变。基于蒙特卡罗仿真分析 了蓝绿激光海洋传输特性, 特别是激光发射参数对接收光场分布的影响。提出通过调节发射端的光束发射参数, 对发射光束进行 预聚焦, 可在一定程度上抵消水体传输引起的光束扩散影响。分析和仿真结果表明, IB水体中, 当预聚焦角度与水体小角度散射 特征值相当时, 可在设计汇聚距离前形成一段光束扩散缓慢的平坦传输区域; 当预聚焦角度大于小角度散射特征值的2倍时, 可在设计聚焦距离附近形成汇聚效果; 预聚焦角度越大, 汇聚效果越明显; 水体变差时, 相应有效汇聚距离变短。研究成果 为调控蓝绿激光信号在海水的传输特性提供了一种新的思路。
蓝绿激光 蒙特卡罗仿真 光束预聚焦 散射 海洋传输特性 blue-green laser Monte Carlo simulation beam pre-focusing scattering ocean propagation characteristics 
大气与环境光学学报
2020, 15(1): 40
作者单位
摘要
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
为了提高表面放电光泵浦源的寿命, 以Al2O3陶瓷作为放电基板, 研制了分段表面放电光泵浦源。基于放电电压和电流波形, 详细研究了泵浦源的放电周期, 放电通道电阻, 能量沉积效率和等离子体功率密度。发现泵浦源的放电周期、放电通道电阻和能量沉积效率均随放电间隙长度和混合气体气压的增大而变大, 随充电电压的增加而减小; 而等离子体功率密度主要取决于充电电压和放电间隙长度, 基本不随混合气体气压的改变而变化。在充电电压为268 kV, 气压为100 kPa, 放电间隙长8 cm的条件下, 泵浦源的能量沉积效率约为82%, 等离子体功率密度达到了936 MW/cm。实验研究表明: Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源具有良好的放电特性, 较同等条件下聚四氟乙烯表面放电光泵浦源的等离子体功率密度更高, 可产生更强的真空紫外辐射, 辐射亮度温度大于23 kK。Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源适用于光泵浦XeF2气体形成大功率XeF(C-A)蓝绿激光。
激光技术 XeF(C-A)蓝绿激光 光泵浦源 分段表面放电 能量沉积效率 laser technology XeF(C-A) blue-green laser optical pumping source sectioned surface discharge energy deposition efficiency 
中国光学
2019, 12(6): 1321

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!