腔内倍频454 nm脉冲蓝光Nd∶YLF激光器

面向海洋激光应用,针对LD端面抽运的紧凑型准三能级Nd∶YLF晶体激光器实现454 nm蓝光激光脉冲输出特性开展了实验研究。设计了两种方案,电光调Q法和增益调制法,获得454 nm蓝光脉冲激光输出。在增益调制方法中,当重复频率为100 Hz时,Nd∶YLF晶体激光器腔内倍频获得了最大功率为3.16 mW的454 nm蓝光脉冲激光输出,脉冲宽度约为418 ns。而在电光调Q方法中,100 Hz的重复频率下,腔内倍频454 nm蓝光脉冲输出平均功率最大为23.62 mW,脉冲宽度约为66 ns,倍频效率约为3.7%。该研究为获得高重复频率、百纳秒脉宽的紧凑型蓝光454 nm波长脉冲激光提供参考。

激光雷达水下障碍物剖面图像处理方法

机载激光雷达已被广泛运用在水底地形测绘等领域,针对水下障碍物探测及识别的需求,基于线形扫描激光雷达的数据特点,提出将波形数据拼接为二维剖面图直观地反映回波能量的分布。使用上升沿线性近似的方法从回波提取水面斜距,并构建了基于机载激光雷达系统扫描结构的光线出射角度模型,通过对水面变形的校正实现了对水下障碍物回波轮廓的还原。使用Canny边缘检测算子提取相邻扫描线所成图像中高回波能量的边缘,最后通过Hu矩对比边缘结果间的相似度,构建障碍物识别判据并进行验证。该算法为机载激光雷达系统水下障碍物探测和识别的数据处理方式提供参考。

碳纤维/环氧树脂编织结构激光辐照热传导效应仿真研究

本文根据碳纤维/环氧树脂复合材料内部编织结构导致的径向和轴向导热系数差异,以及垂直纤维方向的环氧树脂层和碳纤维层的层叠结构建立了复合导热系数、密度和比热容的阶梯变化模型,并根据材料的物理性质理论给出碳纤维/环氧树脂复合材料对激光的吸收率数值约为0.96。基于该模型利用COMSOL软件仿真计算了碳纤维/环氧树脂复合材料在高斯激光束平行/垂直材料内部纤维取向辐照的烧蚀行为,得到了激光功率、辐照时间对材料温度、烧蚀深度以及烧蚀热的影响规律。结果表明,激光平行纤维方向辐照材料时,材料向深度导热迅速,易形成较大的烧蚀坑,激光功率设置为400、600、800、1000 W辐照10 s时,分别形成0.642、1.721、2.846、3.990 mm的烧蚀深度;激光垂直纤维方向辐照材料时,材料的温升速率受环氧树脂和碳纤维层的叠加以及环氧树脂热解的热隔绝影响,难以向深度导热,烧蚀深度较浅,在光斑直径为10 mm、激光功率设置为800、1000 W辐照10 s时,分别形成0.567、1.243 mm的烧蚀深度。

宽谱散斑定制及其在单次曝光多色荧光超分辨显微鬼成像的应用

针对现有的定制化散斑调制方法难以在特定宽谱波长范围、特定轴向距离范围内获得满足同一统计分布的散斑的不足,提出一种定制宽波段散斑调制的方法,并将其应用到单次曝光多色荧光超分辨显微鬼成像中。通过设计单次曝光多色荧光超分辨显微鬼成像系统的相位调制器在多个波长实现定制超瑞利散斑调制,仿真结果表明,所提方法不仅能显著提高多色荧光显微成像的时间和空间分辨率,还能够实现极低信噪比下的多色信号重构,有望应用到生物学中观察活细胞的动态过程。