利用光反馈多模激光器结合滤波器产生平坦混沌

提出了一种利用多模激光器结合滤波器产生频谱平坦、无低频能量缺失的宽带混沌信号产生.实验分析和对比了光反馈法布里-珀罗混沌半导体激光器滤波前后的多模及单模信号的频谱特性.结果显示,相较于多模混沌信号,单模混沌信号的低频部分能量提升了25 dB,实现了3 dB带宽为6 GHz的平坦混沌产生.进一步理论研究表明,单模混沌信号低频成分能量获得显著提升的物理本质在于多模激光器模式竞争.

光注入多模半导体激光器的混沌及其同步

为了在光纤通信中实现多模同步传输以提高通信容量,构建了一个光注入多模半导体激光器开环混沌通信系统,并利用MATLAB数值仿真了系统的同步性能。结果表明,选取合适的系统参量,多模半导体激光器混沌通信系统能够实现完全同步;发射激光器和接收激光器对应模式可以实现完全同步,而且系统对内部参量失配具有较好的容忍性。

多模1064nm光纤激光器实现一维远失谐光晶格

采用1064 nm多模30 W连续光纤激光器,搭建了一个周期为25μm的一维远失谐光学晶格势场.对铷原子进行磁光阱装载和偏振梯度冷却,实现了铷冷原子团在光晶格中的装载.借助于短程飞行时间法,测量晶格中冷原子温度为20μK,为下一步实现量子信息存储实验奠定了基础.

一种多模FP激光器BOTDR系统的建模分析

根据相干检测理论提出了一种基于多模法布里-珀罗激光器的光纤瑞利与布里渊散射自外差检测的布里渊光时域反射计传感系统,分析了该系统提高光纤受激布里渊散射阈值和瑞利与布里渊散射自外差检测的原理,推导出系统信噪比表达式,分析了纵模数与布里渊谱峰值功率、谱宽和系统信噪比、温度及应变测量准确度之间的关系,并进行了计算.结果表明,选用纵模间隔为0.141nm的多模法布里-珀罗激光器时,随着纵模数的增加,在25km光纤末端系统信噪比、温度和应变测量准确度均得到了较大提升,当纵模数为19时,温度和应变测量准确度分别达到最佳值3.81℃和86.69με.

含滤波器多模光纤激光器有效反射率的分析

基于改善多模光纤激光器输出光束质量目的,提出了其含有抑制高阶模输出的光纤滤波器的理论模型.运用模式耦合理论,对此模型进行了理论分析,导出了滤波器与端面反射镜构成系统有效反射率的表达式.并根据其表达式作了数值模拟,结果为:对于含滤波器的多模光纤激光器,其高阶模的有效反射率较小,低阶模的有效反射率较大.结论表明,在多模光纤激光器系统中设置一个光纤滤波器,使得低阶模比高阶模更容易起振,可以有效地改善其输出光束的质量,为实验研究提供了一定的理论依据.

8.6W掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的研究

采用多模大功率半导体激光器泵浦掺Yb双包层D型光纤 ,详细研究了输出功率与泵浦功率的关系 ,获得了 1.0 9μm ,功率为 8.

双纵模激光热稳频光源

介绍一种双纵模激光器的稳频装置原理及其电源电路。对稳频机理进行了理论分析，并说明具体调整方法。该光源采用新的热稳频原理，在普通的全内腔ＨｅＮｅ激光器上获得了与塞曼型稳频激光器同一量极的稳频精度，具有成本低，稳频装置简单的特点。它的拍频频率为６５０ＭＨｚ，稳定度为１×１０－７１×１０－８，用作双频激光干涉仪光源。

基于多模二极管激光吸收光谱的氧气浓度测量

可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高灵敏度、高选择性和快速响应等特点,被广泛应用于环境监测、工业生产监控和生物医疗等众多领域。为克服传统TDLAS技术成本高以及长时间工作过程中由于中心波长偏移造成的稳定性差等问题,提出了利用多模二极管激光关联光谱和谐波检测技术实现氧气浓度在线监测的研究。以Fabry-Perot(FP)激光器为光源,通过对760nm附近氧气分子的多条吸收谱线的探测,实现了对氧气浓度的测量。输出光束被分光系统分成两路信号,分别经过样品池和测量池,双路接收采集含有气体浓度信息的光信号送后级处理,通过测量信号和参考信号之间的相关性及比例关系对氧气浓度进行反演,其中关联光谱技术和谐波检测技术被用于提高系统稳定性和信噪比。结果表明,在1个大气压条件下,系统的探测极限为280ppm·m,对同一样品在30min内的30次连续测量的标准偏差为0.056%,表明了系统良好的稳定性。该系统在软、硬件上的设计可以满足氧气的在线监测,且系统稳定性高、装置简单、易用,便于复杂环境应用。

基于可调谐多模二极管激光吸收光谱的二氧化碳浓度测量

可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）具有高分辨率、高灵敏度和快速测量等特点，是气体探测中的主流技术。使用多模二极管激光器作为光源，将多模二极管激光吸收光谱技术与关联光谱技术相结合有助于提高测试可靠性和稳定性，同时还可有效解决单模二极管激光器长时间工作时中心波长随外界温度或机械特性的变化而发生偏移的问题。以1570nrn多模二极管激光器为光源，利用多模二极管激光关联光谱和波长调制的气体测量技术（TMDL-COSPEC-WMS），通过计算待测气体和参考池气体之间二次谐波信号峰值高度之间的关系，实现了对二氧化碳浓度的测量。实验中二氧化碳浓度测量范围在0．6％～30％之间，计算结果表明，二氧化碳浓度与真实浓度值之间具有良好的线性关系，其线性度为0．9987，线性拟合的斜率为1．061±0．0168。对二氧化碳与氮气混合气体的连续测量结果表明，系统的探测极限达到335ppm·m，对同一样品在20min内的20次连续测量的标准偏差为0．0367％，表明了系统良好的稳定性，所有测量结果都显示了系统用于二氧化碳气体监测的有效性。

不锈钢基体多模CO_2激光熔覆工艺研究

采用多模CO2激光器在不锈钢表面进行激光熔覆,研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层微观组织和界面形状的影响。研究表明,离焦量(聚焦镜高度)、扫描速度和激光功率变化将影响激光熔覆层高度和宽度,以及熔化深度。激光熔覆层的宽度为激光线能量和光斑直径的函数,其线性回归方程为W1=AD(1-90VS/P),其相关系数R=0.9976。多模激光熔覆可通过调节离焦量得到界面熔合完整、熔覆质量良好的熔覆层。

一种测量激光光强按角度分布的新方法

提出了一种新的测量方法,用于测量近似点光源或线光源在相同半径处光强按角度的分布。测量系统由旋转装置、角度探测系统和光强探测系统三部分组成。利用该系统对多模光纤耦合激光器光强分布进行了实际测量。结果表明,采用高斯光束形式可以较好地描述该光束光强的远场分布,由拟合曲线得出的光强按角度分布规律与实验所用光纤数值孔径相符,进一步说明了该实验方法的可信性与可靠性。

基于多模激光吸收光谱的CO浓度高灵敏度测量

为提高多模激光吸收光谱技术的探测灵敏度,采用1 570nm多模二极管激光器为光源,以程长为100m的离散镜片型多通池作为气体吸收池,将多模二极管激光关联光谱技术、波长调制技术和长程吸收技术相结合,建立了一套具有高检测灵敏度和高稳定性的气体分子光谱测量系统。实验中将多模激光分成两束,一束作为参考光通过已知目标气体浓度的参考池,另一束通过混有待测气体的测量池,测量光信号和参考光信号被同时探测和解调。通过计算待测气体和参考池气体之间二次谐波信号峰值高度之间的关系,反演出CO的浓度。利用该装置测量了CO气体在1 570nm附近的近红外吸收光谱。实验表明,CO浓度测量值与真实浓度值之间具有良好的线性关系,线性度为0.9995,平均偏差为1.19%,对CO的探测极限为37.3×10-6,对同一样品在30min内的30次连续测量的标准偏差为0.839%,表明了系统良好的稳定性。

1570nm附近多模二极管激光吸收光谱CO浓度测量

提出了一种多模二极管激光吸收光谱测量系统,该系统以发射谱稳定的多模二极管激光器作为光源,结合长程吸收技术和谐波检测技术,通过对1570nm CO分子多条吸收谱线的探测,实现了对CO浓度(即指体积分数)的测量。实验在室温和20.265kPa(即0.2个标准大气压)条件下进行,通过配置不同的CO-N2混合气体,对一系列不同浓度的样品气体进行了测量。测量前通过9种不同浓度的CO-N2混合气体对系统进行定标,获得定标公式,用得到的定标公式进行CO浓度的反演。结果表明,在CO体积分数低于10%的情况下,浓度测量值与已知值一致性较高,平均偏差为2.57%;通过对CO体积分数为0.5%的混合气体测量信号进行分析,得到系统对CO的探测极限为3.03×10-5。该系统可以满足CO的在线监测,且稳定性高、灵敏度高,实验装置简单、易用。

Digital Communication Using Multi-mode Chaotic Lasers

The digital communication in a system of two multi-mode solid state chaotic lasers is investigated theoretically. If the usual method working well in a single-mode laser system is applied to a multi-mode laser system, the memory effect of the two nearest digits can cause high rate of mistakes when the digits are decoded through the subtraction of receiver output from the transmittal. By introducing the deviations of two nearest maximum and minimum fluctuationsof the signal to decode the digit, the message can be decoded correctly. Also, this communication method does not critically depend on the quality of the chaotic synchronization of the two multi-mode lasers.

一种波分复用无源光网络的ROF基站上行链路及其系统

成果描述：本发明公开了一种波分复用无源光网络的ROF基站上行链路及其系统，属于光通信领域。本发明的上行链路包括一个光耦合器，用于将下行链路中的信号耦合出一小部分输入多模激光器，一注入锁模多模激光器，用于产生模间距为毫米波频率的双模锁模光信号，上行信号通过对多模激光器进行调制直接加载到双模锁模光信号上进行传输，本发明的系统包括一个中心站和若干个包括上述上行链路的基站。

基于多模激光关联光谱的甲烷气体检测技术

为提高多模激光吸收光谱的灵敏度,将多模二极管激光关联光谱、长程吸收技术和波长调制光谱结合,建立了一套具有高检测灵敏度和高稳定性的气体检测系统。采用1 675 nm多模激光器作为光源,以光程为100 m的离散镜片型多通池作为气体吸收池,利用甲烷的2ν_3泛频带吸收谱线,通过计算待测气体和参考气体的二次谐波信号峰值之间的关系,实现了对CH_4气体的测量。实验在室温和20.265 kPa(即0.2个标准大气压)条件下进行,CH_4浓度范围为1.00×10^(-5)-1.10×10^(-2)。实验结果表明,CH_4浓度测量值与真实值之间具有良好的线性关系,其线性度为0.997,系统的测量准确度为3.50%,对浓度为2.60×10^(-6)的气体样品在30 min内的连续测量表明系统稳定度优于2.53%。本方法具有操作简单、稳定性好、灵敏度高和环境适应性强等优点,在工业过程控制和环境监测中具有广阔的应用前景。

ADIABATIC APPROXIMATION IN A MULTIMODE LASER THEORY

The adiabatic approxination developed for stochastic differential equations is generalized to a multimode laser theory. A general formula of the multimode laser equation is derived. The single-mode and two-mode laser eqnations investigated in most theoretocal analyses and experimental measurements are the first order approximation of the theoty.