福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
基于有限差分时域方法(FDTD),设计了两种具有增强线结构的太赫兹线栅偏振器,用于消除重力和空气扰动对偏振器性能的影响; 利用飞秒激光微加工制备了偏振器,通过时域太赫兹光谱测试偏振器的性能,并将其与商用线栅偏振器进行了比较,发现偏振器的透射率与FDTD结果吻合,具有不连续增强线的偏振器的偏振度和消光比优于商用线栅偏振器。
激光光学 偏振器 太赫兹 飞秒激光微加工 有限差分时域方法 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111424
福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
利用时域有限差分法,仿真设计了三组具有不同中心频率的十字形太赫兹带通滤波器,并搭建了飞秒激光微加工系统,在单层铝箔上实现了无衬底太赫兹滤波器的加工。利用时域太赫兹光谱系统,对所加工的器件进行了透射率测试,实验和仿真结果高度吻合,所加工的太赫兹滤波器中心频率处的透射率为85%以上,达到商业化太赫兹滤波器水平。
激光技术 飞秒激光微加工 带通滤波器 太赫兹 时域有限差分法 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 021415
福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
基于时域有限差分(FDTD)法，对金属线栅结构的太赫兹(THz)偏振特性进行了仿真分析，研究了占空比和金属层厚度对偏振特性的影响，发现随着厚度的增加，0.1~10 THz范围内出现了周期性高透射现象。基于飞秒激光微加工技术制备了周期性金属线栅太赫兹偏振片，利用时域太赫兹光谱系统进行了实验测试，实验结果与仿真结果相吻合，偏振片的消光比在40 dB~45 dB范围内，偏振度为1，显示了良好的偏振特性。
激光技术 太赫兹(THz) 偏振片 飞秒激光微加工 时域有限差分(FDTD)法
Author Affiliations
Abstract
Sandia National Laboratories, PO Box 5800, MS 1197, Albuquerque, NM 87185, USA
We have developed high damage threshold filters to modify the spatial profile of a high energy laser beam. The filters are formed by laser ablation of a transmissive window. The ablation sites constitute scattering centers which can be filtered in a subsequent spatial filter. By creating the filters in dielectric materials, we see an increased laser-induced damage threshold from previous filters created using ‘metal on glass’ lithography.
apodization apodization laser beam shaping laser beam shaping laser micro-machining laser micro-machining spatial filtering spatial filtering High Power Laser Science and Engineering
2016, 4(3): 03000e32
贵州大学 贵州省光电子技术及应用重点实验室, 贵州 贵阳 550025
基于傅里叶热传导方程, 利用有限差分法计算了石英在激光作用下的温度场分布。结果表明在连续激光的作用下, 石英的轴向温度变化分为升温过程和降温过程。考虑热累积效应, 辐照0.1、0.5、0.8 s后温度较之前分别升高了约 10、100、200 ℃, 激光作用时间越长, 温度累积越明显。对于脉宽为5 ms, 占空比为1/2和1/3的脉冲激光, 辐照3个脉冲后, 温度分别升高94 ℃和82 ℃。石英在轴向方向的温度累积较径向更明显。研究激光与石英相互作用后温度场的分布对激光加工工艺有着重要的意义。
激光微加工 温度累积 有限差分法 热传导方程 laser micro-machining cumulative effect of temperature finite difference method fourier heat conduction equation
1 赣南师范学院 物理与电子信息学院, 江西 赣州 341000
2 同济大学 上海市特殊微结构材料与技术重点实验室, 上海 200092
为了研究惯性约束聚变(ICF)实验用靶丸不同密度界面的流体力学不稳定性增长，设计并制备了聚苯乙烯(CH)/碳气凝胶(CRF),CRF /硅气凝胶(SiO2)和CH/Al三种双介质调制靶。采用溶胶-凝胶工艺制备了密度分别为250和800 mg/cm3的CRF气凝胶薄片；采用激光微加工工艺分别在两种不同密度的CRF薄片和工业用纯Al箔上引入调制图形；采用旋涂工艺在Al箔和CRF薄片(250 mg/cm3)的调制表面制备一层CH薄膜，得到CH/Al和CH/CRF双介质调制靶，采用溶胶-凝胶工艺在CRF薄片(800 mg/cm3)表面制备一层低密度SiO2气凝胶，得到CRF/SiO2双介质调制靶。采用电子天平、扫描电子显微镜、工具显微镜和台阶仪对所制备的CH/CRF,CRF/SiO2和CH/Al三种双介质调制靶进行靶参数测量。结果表明: 三种双介质调制靶层与层之间结合紧密，界面清晰，调制图形为正弦，靶参数测量准确。
惯性约束聚变 双介质调制靶 流体力学不稳定性 碳气凝胶 旋涂工艺 激光微加工 inertial confinement fusion dual-layer perturbation target hydrodynamic instability carbon aerogel spin-coating process laser micro-machining 强激光与粒子束
2014, 26(1): 012004
南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
实验发现飞秒激光单步刻蚀的光纤微腔两个反射壁与纤芯轴向并不完全垂直，微腔形状与飞秒激光经显微物镜聚焦后的焦点相对于光纤的位置有关。当激光经显微物镜聚焦于光纤侧表面时，刻蚀的微腔形状近似V型。与常规的光纤法布里珀罗(F-P)腔相比，V型光纤微腔干涉谱出现了自由光谱范围、微腔光损耗以及干涉条纹对比度与波长有关等反常现象。通过引入倾斜因子概念，构建了V型光纤微腔模型，推导出V型F-P腔干涉公式，初步建立了V型光纤微腔干涉理论。利用该理论研究了V型光纤微腔的干涉谱特性，数值模拟了不同倾斜度对光纤微腔干涉谱的影响。理论分析结果与实验光谱测量结果相符。
光学器件 飞秒激光 光纤微腔 倾斜因子 V型法布里珀罗干涉仪 激光微加工
电子科技大学宽带光纤传输和通信网技术教育部重点实验室, 四川 成都 611731
将157 nm激光微加工制作的微光纤珐-珀腔贴于悬臂梁结构构成加速度传感器。通过设计特定的悬臂梁结构和FFT方法,该加速度传感器的分辨率约为1.13 mg/Hz1/2。通过采用MUSIC算法处理信号,信噪比可提高45 dB,系统分辨率约为3.56×10-2 μg/Hz1/2。该微光纤珐-珀传感器具有可批量制作、成本低、抗高温、量程灵活等优点,有望应用于石油勘探、地震测量等领域中。
光纤光学 传感器 激光微加工 光纤珐-珀腔 加速度计 MUSIC算法 fiber optics sensor laser micro-machining Fabry-Perot cavity acceleration meter MUSIC algorithm
1 电子科技大学宽带光纤传输和通信网技术教育部重点实验室， 四川 成都 610054
2 重庆大学光电技术与系统教育部重点实验室， 重庆 400044
利用157 nm激光微加工技术在单模光纤的端面加工一个微槽，用一段光纤将其密封形成一个空气珐-珀腔，这段密封用光纤与两侧的空气界面形成第二个珐-珀腔，传感器干涉条纹由两个珐-珀腔共同作用而成。计算表明，当两珐-珀腔长度接近时，传感器反射光谱的波谷位置会随着外界折射率变化而发生漂移。这种双干涉腔结构提供了一种新的折射率测量方案。实验表明当外界折射率在1.333 3~1.471 2内变化时，响应为非线性，平均灵敏度为28.21 nm/RIU，系统折射率分辨率为3.54×10-5，与理论计算吻合。
光纤光学 光纤珐-珀腔 激光微加工 折射率测量 fiber optics fiber Fabry-Pérot laser micro-machining refractive index measurement
1 华中科技大学激光技术国家重点实验室,武汉,430074
2 湖北师范学院物理系,黄石,435002
综述了国内外在光学材料激光微加工方面的研究成果和应用状况,并展望了其发展前景.
光学材料 激光微加工 准分子激光器 飞秒激光器
