双波长LD泵浦Nd^(3+)∶YAG免温控被动调Q激光器的研究

传统的固体激光器体积、重量大,功耗高,限制了其在空间受限设备中的应用。被动调Q的LD泵浦免温控固体激光器省去了复杂的温度控制装置,调Q机构简单,能够满足复杂温度环境的特殊应用场景的小型化、低功耗要求。提出了基于双波长LD泵浦实现宽温度范围免温控阈值自适应的1.06μm激光脉冲输出方法。基于Nd∶YAG晶体设计了角锥棱镜谐振腔,仿真分析了LD泵浦源到激光棒的面心距对热负载的影响,并确定4 mm的最佳面心距。数值分析了相同泵浦功率下-40~60℃温度范围内激光静态能量输出变化,以及不同初始透过率的可饱和吸收体对激光阈值脉宽的影响。计算结果表明在-37℃~60℃范围内,阈值脉宽都在200μs以下,阈值脉宽最低点达到了29.4μs。构建主波实时探测的阈值自适应调节装置并搭建实验系统,实验结果表明,在温度范围为-35~60℃时,阈值脉宽变化范围为40~180μs。采用激光腔体一体加工成型,应用轻量化的铝合金材料,实现工程化应用,体积83.5 mm×44 mm×29.5 mm,重量约为230 g。在23.8%初始透过率的饱和吸收体条件下实现单脉冲输出能量42 mJ,脉冲宽度5.2 ns。

中红外光参量振荡器用周期极化晶体的研究进展

本文介绍了准相位匹配技术的原理,对基于铌酸锂系列、钽酸锂系列以及磷酸钛氧钾型系列的周期极化晶体发展情况进行了综述,对中红外光参量振荡器用的周期极化晶体发展前景进行了展望。

相干多普勒测风激光雷达

鉴于多普勒测风激光雷达在航空航天、遥感遥测、气象观测等军事及民用领域中的广泛应用,结合相干探测工作原理,介绍了国外几种典型波段相干多普勒测风激光雷达系统,重点分析了激光发射机/接收机、空间扫描、数据处理等关键技术,并对相干多普勒激光雷达的广阔应用前景进行了展望。指出国内相干多普勒测风激光雷达研究已取得的一些重要进展。

低应力铌酸锂电光调Q开关的研究

本文分析了铌酸锂晶体应力,按照来源包括热应力、缺陷应力、加工应力和晶体受到的外力等。对铌酸锂晶体热处理时固溶体脱溶问题的初步分析,采用合适的工艺对晶体毛坯进行了去应力热处理;在调Q开关制作时开发了弹性装配技术取代传统的硬性夹持方案,消除了夹持应力对电光调Q开关的影响。制备的铌酸锂电光调Q开关得到了实际应用,有效提高了激光器工作的温度稳定性。

多目标猫群优化算法支持下的云计算任务调度

针对云环境下任务调度易出现多目标冲突的问题,提出一种改进的基于猫群的多目标优化算法。该算法模拟猫的行为模式,采用基于线性混合比率的猫行为选择方式来提高全局搜索和局部寻优能力;并在迭代过程中结合任务完成时间和任务费用支出,引入一个可调节的多目标集成效用函数,实现了资源与任务的智能调度。实验结果表明,所提算法不仅求解质量高,且在求解速度和调度消耗方面均优于多目标遗传算法和多目标粒子群算法。

高重复频率铌酸锂电光调Q Nd∶YVO_4激光器（英文）

研制了一种基于铌酸锂(LN)电光调Q的高重复频率窄脉宽短腔激光器.通过测量激光穿过置于正交偏振镜间的电光晶体后,透射强度随晶体上施加的脉冲高压的变化情况,探究了不同尺寸LN晶体中的压电振铃效应,并与磷酸钛氧铷(RTP)晶体中的压电振铃效应进行了比较.实验发现,块状LN晶体中的压电振铃效应严重,而小尺寸LN晶体中的压电振铃效应和RTP晶体中的相似,基本可以忽略.结合压电效应理论得出,压电振铃效应的强弱与外加电压大小及晶体固有的压电共振频率有关,电压越低,压电共振频率越大,压电振铃效应越弱.在此基础上,制备了可高重频应用的尺寸为1.2mm×9mm×9.4mm的LN调Q开关,并实现了LN晶体的高重频调Q运转.激光增益介质采用具有较大受激发射截面和较短荧光寿命的Nd∶YVO_4晶体,其一端镀有1.064μm的全反膜,另一端沿布儒斯特角切割,从而省去了全反镜和偏振镜,缩短了腔长。泵浦源采用中心波长为808nm的光纤耦合激光二极管.设计的激光器谐振腔长度仅为20mm。在退压式电光调Q运转下,获得了最大重复频率为15kHz、脉宽为5.4ns、峰值功率为2.94kW的稳定的激光输出.

DMPP与尿素配施对新疆沙砾土壤氮素转化和葡萄叶片光合的影响

研究尿素与硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)混施对新疆沙砾土壤氮素转化及葡萄叶片光合的影响,以期为DMPP科学应用提供理论依据。以葡萄品种“赤霞珠”为供试作物,试验设不施肥、单施尿素以及在尿素中分别添加0.5%、1%、3%、5%的DMPP(含氮量的0.5%、1%、3%、5%),共6个处理,探讨不同浓度DMPP与尿素混施对土壤中NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、硝化抑制率、p H值以及叶片SPAD值、净光合速率和胞间CO_(2)浓度等指标的影响。结果表明:施入尿素使土壤中NH_(4)^(+)-N含量增幅达150 mg/kg以上;与单施尿素相比,添加不同浓度的DMPP不仅可以延缓NH_(4)^(+)-N下降趋势,还能有效降低土壤中NO_(3)^(-)-N上升的趋势,但DMPP在0.5%~5%浓度范围内未发生明显的剂量效应,其中添加1%DMPP作用效果最显著;不同浓度的DMPP对土壤的硝化抑制率也不相同,1%DMPP在第14 d的抑制效果可达到49.60%;与不施肥相比,施入尿素可显著提高叶片净光合速率和SPAD值;利用主成分分析提取出的4个主成分可涵盖原始信息的84.146%,其中1%DMPP处理得分最高。综上所述,尿素与DMPP混施可显著抑制NH_(4)^(+)-N向NO_(3)^(-)-N转化,提高硝化抑制率,降低表观硝化率,使土壤中保持较高水平的NH_(4)^(+)-N含量,同时还可显著提高叶片净光合速率。不同浓度DMPP处理间有一定的显著差异,从经济效益和应用效果综合考虑,新疆沙砾土中以1%DMPP与尿素配施效果最佳。

50 Hz铌酸锂电光调Q开关

目前军用领域电光调Q开关的工作频率基本在30 Hz以下,为满足军用领域对更高重复频率脉冲激光的需求,研究并获得了可工作在50 Hz重复频率下的铌酸锂电光调Q开关。基于折射率椭球理论,通过分析铌酸锂晶体预偏置电光调Q的原理,选取了合适的预偏置角度。在闪光灯泵浦Ce∶Nd∶YAG激光系统中,通过合理设计谐振腔参数以及激光晶体的参数,采用预偏置加压式电光调Q方式,实现了频率为50 Hz,脉宽约为6 ns,能量不小于93m J的1.06μm激光输出,峰值功率达到了约15 MW。试验证明铌酸锂晶体用作电光调Q开关在中小功率和中低频率1.06μm激光上有很好的应用前景。

一种可提高谐振腔稳定性的结构设计

激光谐振腔稳定性影响其输出激光的光斑分布和光轴稳定度,从而影响测距威力。本文从工程实践的角度对比分析增加副底板结构前后激光谐振腔的形变。通过仿真分析和实验证明,增加副底板结构可以大幅度改善谐振腔的稳定度。这一结论可用于指导激光发射器的结构设计工作。

远距离小目标的多光束单光子激光测距实现

基于盖格模式探测的单光子激光雷达具有探测灵敏度高,设备体积小,测量精度高等优势;然而对于远距离、非合作的小目标,由于目标截面积小且反射率低,回波能量极其微弱,常规采用TCSPC算法累积完成对目标信号的提取,然而对于高能量、低重频的激光测距设备,采用TCSPC算法所需目标建航周期过长。文章设计了3通道单光子探测接收系统,利用检测前跟踪算法(DB-TBD)完成对回波通道的非相关累积以及轨迹快速提取,对因回波起伏以及跟踪不稳导致的跟踪目标距离偏差较大的问题,开展扩展卡尔曼滤波(EKF)算法研究。经测试可知,3通道接收相对单通道具有更高的探测效率,一般采用“与”“或”进行多通道运算处理。文章基于TBD的KEF算法能快速地提取出目标轨迹且能够很好地解决测距值抖动问题,具有更好的鲁棒性。该系统最终实现了对40km某型目标的测距实现。

高温胁迫对不同葡萄品种光合作用和基因表达的影响

【目的】探讨高温胁迫对葡萄生理的影响,筛选出适于温室栽培的耐热型葡萄,为耐热品种的选育提供理论依据。【方法】以新郁、蜜光、夏黑、北红、弗雷5个葡萄品种为材料,在日光温室对盆栽葡萄分别进行白天(45±2)℃、夜间(22±2)℃高温胁迫处理,以及白天(42±2)℃、夜间(22±2)℃控温处理,对葡萄叶片的光合参数以及叶绿素荧光参数进行测定,并于高温胁迫1周后进行转录组测定。【结果】随着高温胁迫时间的增加,叶绿素(Chl)总含量、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、胞间CO_(2)浓度(Ci)、气孔导度(Gs)均呈先上升后下降趋势;初始荧光(F0)、非光化学猝灭系数(CNPQ)、光化学猝灭系数(Cq P)呈先下降后上升趋势;最大荧光产量(Fm)、最大能量转换效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、潜在光化学活性(Fv/F_(0))呈下降趋势;在高温胁迫的第4天,弗雷的Chl总含量比新郁、蜜光、夏黑、北红分别高1%、18%、18%、19%;新郁的Pn比夏黑、北红、弗雷高11%、29%、3%,低于蜜光,表明夏黑和北红的光合能力受高温胁迫的影响较大;高温胁迫条件下,弗雷的Fm、Fv/Fm、光下最大荧光(Fm’)、ΦPSⅡ、Fv/F0降幅最小,其次为新郁,北红的降幅最大;主成分分析结果表明,耐热力(F)由大到小为新郁>弗雷>夏黑>蜜光>北红。新郁、北红的Hsp相关基因分别为29、25个,Hsf相关基因分别为3、4个。【结论】长期高温处理使葡萄叶片PSⅡ活性遭到破坏,与蜜光、夏黑相比,新郁、弗雷的抗高温胁迫能力较强,更能适应高温环境,北红耐热性较差。葡萄高温胁迫处理后,热激蛋白大量上调表达,且耐热品种新郁的表达水平高于热敏品种北红。

小型化免温控被动调Q的DPL设计

文章针对小型化免温控被动调Q的DPL技术展开研究。通过仿真计算,合理选择泵浦波长,提高多波长泵浦效率。设计了稳定的谐振腔,小型化的机械结构。实现脉冲宽度5ns、单脉冲能量40mJ的1.06μm脉冲激光输出,峰值功率达到8MW,体积83mm×44mm×29.5mm,重量约为280g。在室温下实现20Hz重复频率连续工作60s60Hz连续工作10s,脉冲不稳定度≤5%。

硅酸镓镧电光调Q的Ce:Nd:YAG-KTP高效光参变人眼安全激光器研究

在灯泵Ce:Nd:YAG双掺晶体水冷激光器中,用高损伤阈值的新型电光晶体硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)作为Q开关,采用场效应管快速Q开关驱动电路,实现了20Hz脉冲重复频率的稳定1.064μm基频激光输出,在基频激光腔外设计了光参变激光谐振腔,用KTP晶体进行光参变转换,基于Ⅱ类非临界相位匹配条件,实现了1.57μm人眼安全激光输出。研究了YAG晶体棒安装应力对1.57μm输出的影响,发现由应力引起的双折射效应可使光参变转换效率严重降低,分析了效率降低的原因,给出了等效应力与光参变转换效率的关系曲线,测试得到所设计激光器的光参变转换效率最高点,在20Hz脉冲重复频率下,当1.064μm激光脉冲能量为220mJ时,1.57μm激光脉冲能量为109.3mJ,最高达到了近50%的光参变转换效率,脉冲宽度为4.3ns,束散角为8.1mrad,此时电抽运注入为11.3J,总电光效率为0.96%,进一步增大1.064μm激光能量时,光参变转换效率会缓慢下降。激光器输出稳定性优于5%,结构紧凑,通过了温度、振动、冲击等主要环境试验技术指标考核,实现了工程化应用。