脉冲泵浦掺镱双包层光纤激光器的动力学研究

对脉冲泵浦的掺镱双包层光纤激光器进行了实验研究.采用重复频率1～10 kHz、脉宽100 μs的976 nmLDs泵浦,实现了脉宽小于10 ns的稳定激光脉冲输出.并对该激光器的动力学过程进行了分析,首次提出了在脉冲泵浦光纤激光器中产生ns脉冲是瑞利散射和受激布里渊散射共同作用的结果.

相位调制光外差稳频信号检测技术

在高功率条件下,由于受到多种因素的影响,单频光纤激光器输出激光的谱线宽度大幅展宽,输出激光的稳定性也不高。相位调制光外差稳频(PDH)技术在高功率条件下可以实现高频率稳定性。为实现对中心波长为1 064 nm的单频光纤激光器的稳频,理论分析了PDH稳频系统的原理并搭建PDH稳频系统。实验发现100 MHz相位调制光外差信号的检测是稳频系统的关键。实验中首先利用自行设计的探测器前置放大电路,基于Si探测器,实现了信号的探测和放大;其次,设计解调电路,通过将光电转换后的信号与参考信号进行混频实现解调,得到鉴频曲线,实现对光外差信号的检测。

超短脉冲光纤激光器的研究进展

本文针对超短脉冲光纤激光器三种不同的锁模机制,综述了相应锁模光纤激光器的研究进展,并且对包层泵浦锁模光纤激光器产生高能量或高峰值功率超短脉冲进行了阐述。

高功率隔离器热致退偏分析与补偿设计

针对磁光晶体在大功率光隔离器中的应用,结合实际光学元件参数,利用琼斯矩阵分析了隔离度与入射光功率间的关系。提出基于外置材料,对磁光晶体热致退偏效应的补偿方案:针对两种不同的常见补偿材料,给出了它们的设计参数,并对两种材料的补偿效果进行对比。结果表明,在50 W的光功率下,利用CaF2晶体和SiO2,可分别提高隔离度约15dB和4dB。

包层泵浦全光纤调Q激光器

本文研究了包层泵浦全光纤调Q激光器。掺Yb光纤为增益介质，光纤光栅和光纤的垂直端面作为腔镜，利用光纤中的受激布里渊散射和光纤干涉环实现了较稳定的自调Q脉冲输出。在连续泵浦方式下得到了脉宽3.6ns、周期约25μs、峰值功率600W的光脉冲。

高功率光隔离器永磁系统的理论研究与优化

基于Halbach阵列永磁体的特点以及光隔离器对磁场的需求,设计了两种适用于高功率隔离器的永磁系统,分析了其磁场分布、磁场非均匀性对隔离度的影响,研究了磁体装配误差对磁场的影响。研究结果表明:通过引入斜向磁化永磁体,选择合适的磁化角度和磁体长度,可以提高永磁体的磁场强度,大幅度减小旋转器所需磁光晶体长度;受磁场非均匀性影响的隔离度与磁光晶体的孔径、长度以及入射激光的光斑半径有关,当晶体长度一定时,减小晶体半径和入射光的半径可以显著提高隔离度。在入射光半径为1.5mm、磁光晶体半径5mm时,对应的隔离度分别为105.8dB和45.4dB。

基于激光多普勒测速雷达自相关检测算法研究

为提高车载激光多普勒测速低信噪比时的测速精度,同时保持较好的实时性,基于自相关检测算法在车载激光多普勒测速中的应用进行了理论与实验研究。从速度估计的克拉美罗下限(CRLB)出发,将自相关后信噪比与采样点数的关系和频域内信噪比估计相结合;不同原始信号的信噪比,可以选取最优重数和采样点数以便对信号进行自相关处理,从而减小计算量,实现系统信噪比和探测概率的提高。仿真和实验结果表明,在信噪比不低于-10dB时,二重自相关可以使系统速度估计精度接近CRLB。

科技活动中大学生创新教育的方法与实践

针对工科院校高年级学生,通过创新教育的目标定位,分析面临的主动性缺失的问题,一方面提出在科技活动中进行创新教育,包含三个层次的内容:一是明确创新的实质内容不是创造,关键在于创新智慧;二是有针对性的科技活动的研究规划和研究内容分解;三是教师作为指导者和促进者的重要作用。另一方面在指导学生进行科技活动的过程中有针对性地建立一种互动学习模式,该模式的特点:一是以兴趣为起点,发挥学生的主体性;二是教师作为指导者和促进者,发现学生的差异,并善于应用;三是以创建和谐氛围为中心,在相互的合作过程中寻求创新。

高功率光隔离器的热效应分析与优化

为提高光隔离器在高功率激光条件下的工作性能,基于琼斯理论研究了隔离器的热致退偏效应,设计了一种外置补偿晶体的隔离器,着重分析了隔离器隔离度及热透镜效应随入射光功率的变化规律。结果表明:通过调整氟化钙晶体的晶轴方向和长度,隔离器的热致退偏和热透镜效应可以得到有效抑制。在100 W激光条件下,外置补偿晶体后隔离度提高了16.3 d B,功率损耗降低8%。研究结果可优化设计隔离器结构,有效提升高功率隔离器的隔离度并减小功率损耗。

具有径向补偿永磁系统的高功率法拉第隔离器

基于磁场设计原理及法拉第隔离器对高功率的需求,提出了一种具有径向补偿特性的永磁系统(RCPMS),分析了其磁场分布不均匀度对激光偏振态旋转角度(LPR)的影响,以及LPR的变化对法拉第隔离器性能的影响。研究结果表明,在RCPMS中,LPR的变化量减小至未补偿情况下的20%,FI的退偏度降低了10倍,这对于FI应用在高功率激光系统具有重要意义。

课程思政在创新思维方法课程中的设计与应用

新时代提高科技创新能力是在日趋激烈的国际竞争中把握自己的命运的必要手段。在创新思维及创新能力培养的相关课程和实践环节得到普遍发展的当下,实施将创新思维与立德树人紧密结合,扎根通识及专业课程教学的全过程,成为教学改革中的一个突出特色。该文在创新思维方法课程中同步实现创新与立德树人的目标,高校教师与学生的基本素质与能力需求出发,阐明高等学校创新教育的特点和需求。并在创新思维方法课程中进行以人文关怀为核心,从企业到学校再到竞赛,不同类型大咖引领;因势利导课程思政的设计,在实际应用中取得一定的成绩。

“互联网+”背景下创新能力培养在激光系列课程中的实践

在“互联网+”背景下信息高度发达的时代,积极开展“激光原理与技术”“神奇的激光世界”“激光技术及应用“”Principle and application of lasers”等系列课程的教学改革,不断探索在激光系列课程教学环节中培养学生创新能力和深入思考理解问题和分析问题的能力;增加学生与教师进行专题的研讨,解决了激发“互联网+”时代学生的学习兴趣问题;达到了学生创新意识和创新能力的培养与提升的目的:以学生之间讨论、合作等方式全方位培养与提升学生的能力;课堂气氛活跃,学生参与教学活动积极踊跃,且学生反映教学效果好。

大模面积掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的实验研究

本文研究了在连续泵浦和脉冲泵浦两种情况下,大模面积(LMA)掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性 采用连续泵浦,在最大泵浦功率为10. 4W时,得到了平均功率4. 6W、中心波长1. 09μm的准连续激光输出采用脉冲泵浦,得到了脉宽小于50ns、峰值功率为5. 3kW、重复频率为5kHz、单脉冲能量为0. 26mJ的稳定的调Q脉冲输出。

可编程微波光纤延迟线时延特性分析与测量

本文采用激光器、光调制器、可编程光纤延时阵列及光探测器等构成了新型的微波光纤延迟线系统,对系统的发射、传输和接收三个组成模块进行了理论分析,建立了各模块及系统的数学模型,对系统的传输特性和时延特性进行了仿真。结果表明,此类微波光纤延迟线可视为线性系统。并采用矢量网络分析仪对系统进行了实测,幅频特性和相频特性在合理频带范围内均接近于理想情况,群时延测量结果与理论计算一致,延时精度达到10ps以内。

激光多普勒测速系统自适应阈值检测算法

信号检测是激光多普勒测速(LDV)系统实现高精度的关键技术,针对LDV中微弱多普勒信号的检测,本文从噪声在频域中的统计特性出发,对多普勒信号进行带阻滤波,结合雷达的恒虚警(CFAR)检测技术,设计了基于频域的单元平方和自适应阈值检测算法以解决在低信噪比(SNR)的环境中LDV的信号检测问题,提高LDV的信号探测能力,同时降低其虚警概率。仿真与实验的结果表明:该算法与固定阈值相比可以在SNR为-12 d B时实现信号的完全检测,保持低虚警概率,运算简单,工程适用性强。

高功率双包层光纤激光器温度分布的数值分析

对高功率光纤激光器热效应问题进行了理论研究,在分析热效应产生原因的基础上,建立了一套双包层光纤激光器稳态温度分布模型,数值模拟了光纤轴向和径向的温度分布,得出了不同的光纤长度、截面半径和制冷条件下光纤端面中心温度随激光输出功率的变化关系.结果表明,单根光纤在输出千瓦级激光情况下对光纤端面附近区域沿轴向制冷将显著降低热效应的影响.

基于FPGA数字相位调制光外差激光稳频系统设计

为了实现中心波长为1064nm的单频光纤激光器的稳频,采用相位调制光外差(PDH)激光稳频技术,搭建稳频系统光路。分析了相位调制光外差稳频信号以及误差信号特征;设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字式解调和反馈控制电路,在FPGA中实现对相位调制光外差稳频信号的数字解调,再经数模转换器输出获得误差信号。结果表明,在FPGA中能成功实现对相位调制光外差信号的解调,经Allan方差计算,频率漂移的方差值可达10-11,即所设计的数字系统实现了较高的稳频精度。

双包层掺Yb^(3+)光纤激光器的关键技术

大功率光纤激光器作为第三代激光器的代表,在激光加工和激光武器方面有着重要应用。介绍了掺Yb3+光纤激光器的发展历程,理论上分析了光纤激光器的泵浦阈值和输出功率,讨论了实验过程中涉及到的大功率LD泵浦、光纤耦合和双包层光纤等关键技术,为同类激光器的改进设计和深入研究提供参考。

双二色镜腔的国产掺Yb^(3+)双包层光纤激光器

国产双包层光纤对泵浦光不能实现有效吸收,从而导致剩余泵光过多的现象,本文采用了双二色镜的腔结构,研究了国产D型内包层掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性,得到了无剩余泵光的激光脉冲输出,中心波长为1．076μm,平均功率为604 nw．

Littman光栅外腔可调谐Yb^(3+)双包层光纤激光器

本文对LD泵浦的光栅外腔可调谐双包层Yb^(3+)光纤激光器进行了实验研究.采用Littman外腔结构,研究了Yb^(3+)光纤激光器的调谐特性。输出激光调谐范围42 nm,谱线宽度0.08 nm,最大输出功率达到了460 mW,斜率效率约30％.并对其输出光功率随波长的变化进行了观测和分析.