基于非线性双通MZI的多波长掺铒光纤激光器

提出了一种基于非线性双通MZI光纤滤波器的波长间隔可切换多波长掺铒光纤激光器.非线性双通MZI光纤滤波器除了多通滤波作用还具有功率均衡作用,能有效抑制掺铒光纤的增益竞争,从而实现室温下多波长稳定激射.通过合理调整激光腔内的偏振态,分别实现了0.2 nm和0.4 nm密集波长间隔可切换的多波长激光输出,两种状态下的激光波长个数分别为44个和25个,测量可得激光光信噪比分别高于14 dB和30dB.     

大功率多束YAG激光耦合系统的性能分析

研制了一套YAG激光耦合装置,利用非相干合成技术将三束激光合成为一束大功率激光,再通过耦合技术经由一根光纤输出。从功率损耗、光束质量及焊接性能三个方面对耦合装置的性能进行分析。结果表明,耦合装置能量损失小于10%;耦合后光束能量分布均匀;与单束激光源相比,激光器的输出功率得到大幅度增加,激光焊接厚度得到增大,焊接效率得到提高。     

激光加工技术的新发展

美国的一个由１６家公司组成的集团正在研究激光加工的尖端技术，这将对航空航天工业产生深远的影响。这个集团正在研制的新型二极管阵列泵激的Ｎｄ：ＹＡＧ固态激光器有两种：平均功率为２．５ｋＷ的高峰值功率激光器和６ｋＷ的长脉冲激光器。这些激光器能提高激光工的速度和精度。文中还介绍了用“亮度增强自适应模块”来补偿光纤传输激光所引起的光束畸变以及激光在微机械器件加工中的应用。     

适于ArF准分子激光蚀刻用的紫外光学材料

日本东北大学金属材料研究所的福田承生教授及分子科学研究所的猿仓信彦副教授等研究小组经研究发现，LiCaAlF6这种晶体是适于用ArF（氯化氩）准分子激光刻蚀的透镜、光阑用材料．目前半导体制作用多选择波长248nm的KrF（氟化氪）准分子激光器，未来波长193nm的ArF激光器将有希望成为下一代光源．而对以往的镜头材料和光圈材料的刻蚀，不能使用此波段的激光作光源．能用紫外光刻蚀的光学材料，目前仅限于氟化钙和石英．最短透过波长分别为140nm、180nm，无论哪一种都能透过ArF激光。但由于透过波长范围的余地非常小，故接收紫外光时，…     

光纤陀螺中PZT调制器的建模

在将ＰＺＴ光纤相位调制器抽象为集总参数的基础上，结合机械振动原理、光纤相位调制原理和能量守恒定理，为ＰＺＴ光纤相调制器建立一个数学模型，并进行了实验研究，所得结果验证了理论模型的正确性．     

基于红外差分吸收的矿井瓦斯浓度分布式监测系统

为了实现矿井瓦斯气体浓度的实时监测和预警,设计了一套基于近红外差分吸收光谱原理的矿井瓦斯浓度分布式光纤监测系统。选用中心波长为1650nm的DFB激光器作为光源。选择Newport公司生产的325型号温控器和525型号驱动器,将激光器输出波长稳定在1653.7nm处。采用光分束器将激光分为两路信号,分别连接气体吸收室和参考气室。以PIN光电二极管为光电探测器,设计了光电转换电路,进行了瓦斯浓度测量实验,并得到瓦斯气体浓度的计算表达式。实验结果表明该系统能够准确地测量瓦斯浓度。     

基于PD-MSM-Lyot 滤波器的多波长掺铒光纤激光器

提出了一种基于偏振依赖多模- 单模- 多模光纤Lyot (PD-MSM-Lyot) 滤波器的 多波长掺铒光纤激光器。PD-MSM-Lyot 光纤滤波器由一个PD-MSM 滤波器和一段保偏光 纤构成,其相邻滤波通带具有相同波长间隔。充分利用偏振依赖MSM 光纤滤波器的起 偏作用并结合腔内色散位移光纤中的非线性偏振旋转效应, 构成了强度相关损耗机 制, 从而抑制掺铒光纤中的增益竞争作用, 获得了室温下19 个波长间隔为0.2 nm 的密 集多波长激光输出。通过对比可得, 输出激光光谱随泵浦功率增大而变的更平坦, 且 波长数更多。     

光频测量用飞秒激光频率梳光谱扩展实验研究

在光频的绝对测量研究中,本研究小组研制了光谱范围为650~950 nm波段、重复频率为350 MHz的"单块"结构钛宝石飞秒激光频率梳。为了实现其对633 nm波长国家副基准频率的绝对测量,本实验分别采用棱镜对和啁啾镜对进行脉宽压缩,然后注入光子晶体光纤进行光谱扩展。实验发现两者均可扩展出短波长方向的光谱,但棱镜对扩谱结构由于具有较长的"光程臂长"容易受到扰动而造成光纤耦合的不稳定,最终表现为光谱中各波长成分的光强不稳定而无法用于光频测量。啁啾镜对结构紧凑、稳定性强,经过脉宽压缩及光子晶体光纤扩谱,最终获得了光谱覆盖600~950 nm波段、各波长成分强度稳定、各光频齿频率稳定度同步于氢原子钟的可用于光频测量的飞秒激光频率梳     

潜力非凡的塑料光纤

在信息技术日益发达的今天，数据传输极为重要，目前，传输数据的光纤材料一般有两种：一是铜线，二是玻璃纤维。前者的缺点是易受电磁干扰，且带宽时会产生颤抖，后者极易破碎．由美国麻省波士顿光纤公司研制的opti一o吸塑料光纤，其传输数据的速度比现用标准铜钱快30倍，且比玻璃纤维还要轻，柔性更好，成本更低。该光纤可在loom内以m兆比特每秒的速度传或数据．该公司推出的高科技塑料光纤利用光的折射或光在纤维内的跳跃方式来达到较高的传或速度．例如，在只有一根纤芯的典型阶跃折射率光纤中，光束会在光纤外表层处突然改变方向，限制…     

环形激光陀螺的新发展

由于环形激光陀螺(RLG)在航空航天和其他领域中的应用越来越广,其生产量将进一步增长,各公司针对不同性能范围和不同应用场合开发出了一些新的激光陀螺设计方案.这些研究主要体现在以下三方面.磁镜偏频小型激光陀螺所谓“磁镜”方案,即利用横向克尔效应,使照在磁镜上的一束激光相位超前,其反向光束相位滞后,从而造成相位偏移.这是一种依靠纯粹光学代替抖动机电机构的偏频方案,可使激光陀螺真正成为无活动件的全固态装置,     

可替代机械陀螺的光纤速率陀螺

光纤陀螺在两个方面正在取代机械陀螺：一是新设计的应用，二是已有的应用陀螺场合。光学陀螺所具有的高可靠性、对重力g的不敏感性和对振动、冲击的容限，使其特别适合于车辆、军事上的应用。基于Sagnac干涉效应，如环形激光陀螺、光纤陀螺的概论已有十十年之久了。它有闭环和开环两种结构，但由于闭环结构成本较高，目前只利用开环光纤陀螺取代机械速率陀螺。我们开发了一系列低成本光纤陀螺，它们基于全光结构，采用椭芯的保偏光纤、方向耦合器和偏振器。开环光纤陀螺是以最小结构的形式构成的。激光光束在光纤敏感相向传输，它们是完全互逆的。早期的形式采用方向耦合器隔离激光光源和光探测器，一个偏振器用来确保一个模式分布，而第二个耦合器作为与光纤环的接入口，在光纤环的一端加上一个压电陶瓷相位调制器以进行调制，以便同步检测干涉仪的输出。光源探测器处的耦合器不属于最小结构中的一部分，它可以通过用光源的反向的探测器取消。目前许多激光光源被用于这样一个探测光输出的探测器，由于陀螺转动信号是调制信号，很容易与恒定的激光输出信号分开。我们这种结构的FOG为简化最小结构（RMC），比较两种开环结构可以看出：两者之间没有明显的区别，但从性质上分，在RMC结构中，激光器工作在接近阈值的点，因而在光谱上比较窄。在光陀螺中希望有一个宽带的光谱，可以避免由于绕环导致的偏振起伏，从而引起偏置的不稳定性。这也就限定了RMC结构在一些高精度的陀螺应用。光纤陀的特性可以通过选择光纤的长度、环的直径和激光功率在一个比较大的范围内调整，以适应不同的应用要求，而不需要改变其结构。光纤陀螺从本性上为宽带的，其输出谱特性可以由简单的模拟滤波器、扩展伺服回路的动态特性加以控制。与简单的机械陀螺相比，这一宽带特性可以扩展为非常低的频率，从而改善定位精度。我们已生产了1000多套这两种结构的光纤陀，本文将提供Allan变化，随温度变化的偏置、刻度因数的线性数据，典型的特性参数如下：也许光纤陀螺应用最大的限制为刻度系数，因为Sagnac干涉仪的灵敏度领先光纤长度乘以直径，并且几何尺寸和在敏感轴垂直平面上投影使光纤陀螺改型应用的困难得以克服。在带宽限制范围内，光纤陀螺可以在众多的系统中应用。     

光电缆的分布式温度传感网络

提出增加一根光纤光栅与光电缆绕制在一起，用于监测电缆中的实时温度。采朋有限元分析方法，建立了光电缆温度场模型。使用可调谐脉冲激光作为系统光源，在一条光纤上刻制多个相同中心波长的布拉格光栅，即采用全同光栅作为系统的温度传感器，当光电缆线路中温度发生异常时，反射回来的光栅中心波长发生偏移，通过检测反射光中心波长发生的偏移量可以确定光栅温度变化的大小。不同位置的光栅返回光信号所需的时间不同，通过检测和计算光返回的不同时间，可以计算出发生温度变化的光栅位置。实验结果表明，光栅的温度敏感性可以达到11．4pm／℃，光栅的测量温度与实际温度的误差在3％范围内。     

高精度光纤色散测试技术

主要介绍了一套高精度光纤色散测试系统，系统采用频域相移法测量光纤的零色散波长以减小系统误差的影响，其零色散波长测量不确定度达到了0．11nm(k=2)。     

激光光栅多普勒横向位移遥测传感器

介绍了一种光栅横向位移遥测传感器，被测位移和光束方向垂直。该系统利用激光光栅的多普勒效应进行测量，采用差动光路结构．理论计算和实验表明，此系统测量范围大、信号质量好、分辨力和测量精度高，并具有很大景深范围，可应用于具体生产环境中的位移遥测。     

喷射液束电解辅助激光打孔的模拟和试验研究(英文)

再铸层和溅射物是激光打孔固有的两个缺陷,这些缺陷限制了激光打孔技术在航空工业中的应用。为解决这一问题,创新提出了喷射液束电解辅助激光打孔方法用以改善激光打孔质量。该加工方法是在激光加工中同轴施加喷射电液束,喷射电液束在加工中对工件的电化学溶解作用、有效的冷却作用以及冲刷金属熔滴作用都有助于去除再铸层和溅射物。针对这一新型加工方法,建立了二维数学模型模拟加工孔的截面轮廓并通过模拟结果与试验结果的比较得到验证。利用倍频后的脉冲Nd:YAG激光对0.5mm厚的321不锈钢片进行了喷射液束电解辅助激光打孔试验研究,并通过光学显微镜观测了加工试验结果。通过对喷射液束电解辅助激光打孔结果与空气中激光打孔的对比,证实了该新型加工方法有效去除了再铸层和溅射物,其加工效率约为空气中激光打孔的70%。     

漫反射式激光光电探头的研制

分析了漫反射式激光光电探头的特点．研制出一种长工作距、光纤耦合式Ｈｅ－Ｎｅ激光光电探头，进行了精度分析和应用研究．     

高精度激光准直技术的研究（二）

（上接1997年第17卷第1期第6页）5激光族光准直技术将偏振光矢量方位的检测方法用于准直测量，这项研究始于80年代初[13]，其高灵敏度的特点引人注目；但由于许多技术上的障碍难以得到实际应用。我们经过十几年孜孜不倦的努力，使旋光准直技术无论在理论上还是实践上都得到了很大的发展。图4是最基本的旋光准直光学系统。激光束经起图4旋光准直光学系统偏器P得到优于10－5的偏振度，经磁光调制器（法拉第盒）F，出射光束的偏振矢量方向产生产角的偏转其中，V为维尔德常数；L为磁光棒的长度；B为磁光线圈孔中的磁感应强度。若磁光线圈以串…     

一种颇具吸引力的机载雷达的选择对象

美国罗姆空军发展中心、西屋公司和其他航空公司正研究用光纤电缆连接相控阵雷达。这种光纤电缆重量轻、成本低、能传送更多的数据,是机载雷达的一种颇具吸引力的选择对象。光缆可以在1～20GHZ内与微波信号对接。要用光缆连接相控阵天线元件,必须研制高调制率激光器和调制器,要产生和处理雷达所用的射颇信号光束,也需要     

非传统激光束激光选区熔化3D打印的研究现状及展望

将非传统激光束激光选区熔化(SLM)作为调研对象,介绍了非传统激光束整形原理及其SLM设备情况,以椭圆高斯光、平顶光、反高斯光和细光斑为分类,总结了不同激光形状类型在生产过程中对制品热历史、微观组织和缺陷的影响.对集成光束整形器件和非传统激光SLM打印研究后发现,椭圆形高斯光打印由于改变了光束椭圆度可使制品在不同部位具...     

实用化光力加速度计中单微球重复起支技术

针对光力加速度计的小型化应用，设计并制作了一种基于V型槽的片上光纤光阱，并采用机械振动方法实现了单微球重复起支。理论研究了利用机械振动方法实现微球起支、捕获的动力学过程。结果表明，只有当微球脱离捕获室底面的初始速度满足一定范围时才能稳定捕获，该初始速度范围与捕获室的几何参数有关。提出了利用两光纤中相向传播光的耦合功率监测微球捕获状态的方法，并通过实验完成了微球起支过程的自动控制，实现了单微球的重复起支与捕获。该片上光纤光阱制备方法和单微球重复起支技术可推动光力加速度计的实用化进程。