旋转圆环槽中珠子的动力学性质研究

从非惯性系下的质心运动定理出发,建立空间转动坐标系,研究了珠子在绕竖直轴旋转的圆环槽中相对于环的运动所对应的理论,包括珠子相对于底部和侧壁的不同状态的运动方程,滚滑运动和纯滚动之间的转换条件,运动过程中的科里奥利力以及珠子的平衡位置.实验中忽略空气阻力和非弹性碰撞对珠子运动的影响,研究了环转速、环中心到珠子球心的距离和滑动摩擦系数对珠子运动进程和平衡位置的影响.采用珠子位于环槽内部的简化模型,增加了珠子运动的自由度.

光子晶体光纤及其激光器

光子晶体光纤 (PCF)与普通光纤相比有着优秀的单模特性、色散特性和非线性特性。简述了光子晶体光纤的基本结构及其优点 ,并分析了利用光子晶体光纤制作光子晶体光纤激光器及大功率光纤激光器方面的研究进展。

新工科人才培养专题研究型教学模式研究--以光电信息科学与工程专业为例

光电信息科学与工程专业是支撑战略性新兴产业的新工科专业,课程改革在专业建设过程中越来越深入,合理的教学内容以及教学模式,让学生掌握基本原理和技术并实现学以致用是课程教学急待解决的主要问题。开展专题研究型教学研究,构建一体化教学体系是十分必要的。这种新型教学模式以转变学生的学习方式为目的,保证知识学习的延续性,充分结合实验教学,发挥仿真和实验操作的教学优势,注重培养主动探究和创新实践的精神以及终身受用的学习能力。这种教学模式改革与众多高校的高层次人才培养目标相一致,对于新工科专业的课程教学具有借鉴意义。

CDIO教学模式在光电信息科学与工程专业实验教学中的运用

通过实验教学改革进一步提高学生的知识运用和工程实践能力是当前人才培养模式的重要议题。我们在借鉴CDIO工程教育理念的基础上,从教学模式、方法及考核环节等方面对实验教学进行改革和探索,新的实验教学模式在加强学生理论知识和专业前沿的掌握以及提高学生实践创新能力等方面取得了较好的教学效果。

高功率光纤激光器研究

在讨论高功率光纤激光器工作原理的基础上,分析了高功率光纤激光器的关键技术及其实现方法,概括性评述了高功率光纤激光器研究的最新进展。指出高功率光纤激光器的关键技术主要是包层泵浦技术、光纤融和技术以及谐振腔制备技术;研制矩形或梅花形等内包层结构的双包层增益光纤,采用并行侧向泵浦技术,制备复合型的光纤光栅谐振腔是解决上述关键技术的有效手段。另外,发展新结构的高功率光纤激光器是进一步提高光纤激光器输出功率,改善其性能的必然趋势。

掺镱双包层光纤光栅激光器输出特性的研究

通过对泵浦源LD的温度控制 ,研究了不同温度对泵浦源波长以及光纤激光器输出特性的影响。利用熔接在掺镱双包层光纤两端的光纤光栅作为光纤激光器的谐振腔 ,采用锥度光纤耦合的方法实现了 5 .1W的单模激光输出 ,输出波长 110 0nm ,最大转换效率 6 3%。

掺镱双包层高功率光纤激光器输出特性研究

对线形腔掺镱双包层高功率光纤激光器的输出特性进行了研究 ,通过求解速率方程 ,得到了激光器泵浦阈值功率、输出光功率和斜率效率的表达式。分析了光纤长度、腔镜反射率和泵浦波长等因素对激光器阈值功率、输出光功率和斜率效率的影响 。

高功率半导体量子阱激光器测试中的灾变性损伤

在使用综合参数测试仪测试 80 8nm发射的半导体量子阱激光器的过程中 ,出现了一种由电浪涌所导致的灾变性损伤。通过测试的功率曲线和伏安特性曲线 ,断定激光器出现了灾变性的损伤 ,同时测试的发射光谱不再是激射光谱 ,而是由自发辐射所产生的荧光光谱。由扫描电镜 (SEM )观察到了激光器的腔面膜出现了熔化 ,证实激光器的确发生了灾变性损伤。作为对比 ,我们引用了另一种在测试中发现的快速退化现象 ,对两种退化出现的原因进行了理论上的分析 ,了解到激光器的退化主要还是由器件本身的材料、结构以及后期的工艺过程所决定的 ,在测试器件过程中电浪涌只不过会加速或产生突然灾变性退化。通过测试我们建立了一种比较简单的检验一个激光器质量可靠性的方法 。

三种不同端面光纤列阵和半导体激光列阵耦合的(数值)模拟

半导体激光列阵的输出光束有较大的发散角和较强的不对称性,极大地限制了其在各领域中的应用。为了改善半导体激光列阵输出光束的质量,必须采用特殊的光学系统进行光束整形。一种简单有效的方法是利用光纤列阵实现光束由线性排列到圆形排列的转换。对三种特殊制备的光纤列阵和半导体激光列阵的耦合特性进行了数值模拟研究。结果显示,相对于球形端面光纤列阵和锥形端面光纤列阵,球顶锥形端面光纤列阵和半导体激光列阵有着更高的耦合效率 (90%以上 )。此外,利用球顶锥形端面光纤列阵还可以进一步压缩输出光束的发散角,从而获得更高质量的输出光束。

光纤激光器及其在通信中的应用

光纤激光器作为第三代激光器的代表 ,在光纤通信中发挥着非常重要的作用。本文介绍了光纤激光器的工作机理及优势 ,阐述了光纤激光器技术在光通信中的主要应用及其未来发展方向。

基于多层膜系传输矩阵理论的双啁啾镜设计与实验

把光在多层膜中传输的矩阵理论应用于双啁啾镜的设计。理论分析结果表明设计的双啁啾镜可以对波长从600 nm到1 100 nm波段范围的色散进行补偿,每次可以实现-100 fs2的色散补偿量,而且双啁啾镜可以有效降低单镜色散补偿中的寄生振荡。用设计制造的双啁啾镜进行了实验测试,用双啁啾镜对畸变脉冲进行色散补偿,实验结果表明:经过两次色散补偿可以将脉冲还原至初始状态,而过量的负色散又将脉冲重新展宽。

提高雾天激光主动成像图像质量的研究

在雾天,激光主动成像系统所得图像的质量明显下降。针对所得红外图像噪声大、对比度低的特点,提出一种结合暗通道先验(Dark Channel Prior,DCP)与双边滤波(Bilateral Filter,BF)的图像处理算法。采用暗通道先验对图像进行去雾,对去雾后的图像采用双边滤波方法做进一步去噪处理,从而达到提高对比度降低噪声的目的。对不同算法处理后图像的主客观评价表明,提出的算法处理后的图像有更好的视觉效果,标准差有一倍多的提高,信息熵和信息容量有20%左右的提高。

基于光纤光栅的高功率光纤激光器

分析了光纤光栅的选频原理以及光纤光栅基高功率光纤激光器的阈值特性和输出特性 采用紫外写入的光纤光栅做谐振腔 ,研制了全光纤结构的高功率光纤激光器 ,泵浦阈值为 186mW ,最大输出功率 1.78W ,斜率效率 5 9% 。

高功率光纤激光器的应用与展望

简要介绍高功率光纤激光器的工作机理及研究现状,概述了高功率光纤激光器在通信、工业、军事、医疗等方面的应用,并对其未来发展前景进行了展望。

基于飞秒激光直写光纤光栅的掺镱光纤激光器

利用飞秒激光微加工技术,可以在光纤纤芯内直写出布拉格光栅,它与传统的光纤光栅制作方法相比,具有耗时短、无需光敏光纤、周期可任意设定、光栅稳定性高等优点。采用800 nm钛宝石飞秒激光器,在Hi1060光纤内写入一支8 mm长的布拉格光栅,光纤光栅的周期为2.9μm,这是中心波长为1 042 nm的八阶光纤布拉格光栅。将所得光栅与一段有源的双包层光纤熔接,作为激光输出镜,利用975 nm的LD光纤模块作为泵浦源,采用端泵浦技术构成双包层光纤激光器。双包层光纤采用Nufern公司镱(Yb3+)离子掺杂双包层光纤,光纤长度3 m。所得激光器的输出功率为71.1 W,中心波长1 042 nm,带宽约为0.8 nm。

飞秒激光微加工制作双包层光纤光栅及其在光纤激光中的应用

简要说明了光纤光栅的基本特性和选频原理及其在双包层光纤激光器方面的应用与优势。介绍了飞秒激光微加工制作光纤光栅的基本原理及特点,并与传统的光纤制作方法——全息干涉法、相位掩模板法进行了比较。综述了飞秒激光微加工制作双包层光纤光栅的研究进展。

提高制作光纤光栅时飞秒激光光斑质量的方法

由于光纤自身固有的圆柱形结构,在飞秒激光逐点刻写光纤布拉格光栅过程中会产生柱透镜效应,使得聚焦光斑呈长条状,对刻写光栅结构产生不利影响。基于几何光学原理分析了产生长条状光斑的原因,并提出了一种有效地改善聚焦光斑质量的方法。实验中,将待写光纤夹在玻璃板之间并填充折射率匹配液,运用800 nm钛蓝宝石飞秒激光通过50×显微物镜聚焦在双包层光纤内,单脉冲曝光后得到了直径为1.5μm圆形光斑,方法简单,易于操作。光斑质量的提高扩展了飞秒激光在光纤微细结构制作中的应用。

利用光学干涉法测量液体薄膜特性

将光学干涉的原理与色度学方法相结合,通过计算机编程实现由颜色的色调值到光程差的转换,实现白光干涉图的计算机模拟,通过查表比色法还原薄膜厚度信息.测试了该方法用于理想薄膜和实际液体薄膜的厚度分布信息,效果良好.该实验可在实验室内完成,也可居家完成,可用于光电信息相关专业实验项目和课程内容的扩展.

泵浦波长对掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的影响

通过求解速率方程 ,得到了线形腔掺Yb3+双包层光纤激光器输出光功率、泵浦阈值、斜率效率的表达式 ,分析了泵浦波长对激光器性能的影响。采用线形腔结构 ,研制了掺Yb3+双包层光纤激光器 ,用不同波长的半导体激光器列阵做泵浦源进行了实验研究 ,理论与实验基本吻合。