可调谐掺铥双包层光纤激光器实验研究

利用785 nm激光二极管作为泵浦源,对长度为4.5 m,纤芯直径为20μm,内包层截面为D形的掺铥双包层光纤进行可调谐实验研究.通过使用闪耀光栅作为选频元件,利用后向Littrow结构,获得波长在2μm附近最大105 nm范围内的可调谐输出,且在可调谐范围内,各激光光谱线宽均约2.2 nm.结果表明,可调谐波长范围除与光纤荧光谱有关外,还与闪耀光栅特性参数直接相关.

双程前向结构掺铒光纤光源稳定性的实验研究

为了获得高稳定的光纤陀螺掺铒光纤光源,理论分析了平均波长受温度变化的影响因素,实验研究了双程前向(DPF)结构掺铒光纤光源平均波长温度稳定性。主要通过优化铒纤长度来减小铒纤的本征温度系数对光源稳定性的影响,优化泵浦功率使其引起平均波长的变化达到最小。最终获得了掺铒光纤光源在双程前向结构下的优化铒纤长度12.2m和优化泵浦功率150mW,对比分析了包括优化铒纤长度在内的三个长度下,不同泵浦功率对光源的平均波长、输出功率和谱宽的影响;测量了不同长度铒纤的本征温度系数,获得了平均波长稳定性为-0.452ppm/°C的双程前向光纤光源。

光子晶体光纤的耦合技术

光子晶体光纤与普通单模光纤的低损耗熔接是影响光子晶体光纤实用化的重要技术。针对自行设计的光子晶体光纤,对其与普通单模光纤的熔接损耗机制进行了理论和实验研究。首先分析了影响熔接损耗的主要因素,然后理论计算了光子晶体光纤与普通单模光纤之间的耦合损耗,最后采用常规电弧放电熔接技术对光子晶体光纤与单模光纤的熔接损耗进行了实验研究,通过优化放电参数,使熔接损耗可以降到0.7dB以下,满足了实际应用的要求。该方法为其他类型的光子晶体光纤与普通单模光纤的熔接提供了借鉴。

基于纹理识别的图像鉴伪技术研究

提出了一种基于纹理特征识别的国徽图像鉴伪技术。先通过模板匹配对二值化后的国徽图像外沿进行定位,并根据圆圈的中心位置确定左右两个纹理特征比较明显的识别区域,然后采用共生矩方法进行纹理识别。实验结果表明,纹理特征惯性矩能很好地反映国徽图像中网格的清晰度,具有对真钞和假钞较好的可区分性,鉴伪识别率近94%,此方法对钞票鉴伪行之有效。

调Q掺Yb大模面积光子晶体光纤激光器研究

利用掺Yb大模面积双包层光子晶体光纤和声光调制器(AOM)研制了调Q光子晶体光纤激光器．在65 kHz的重复频率下,得到了最大平均功率为2．5 W,脉冲宽度(FWHM)120 ns,峰值功率320 W,单脉冲能量38．5μJ的调Q单模激光脉冲,激光中心波长为1 038．4 nm．分析介绍了实验中出现的多脉冲现象和激光脉冲重复频率的演化及其原因．

中红外掺铥光纤激光器光束特性研究

采用热释电探测器阵列法,测量分析自行研制的输出波长为2.02μm、输出功率为0.6W的中红外掺铥光纤激光器光束质量,得到水平方向的光束质量为1.16,垂直方向的光束质量为1.22.实验表明,该方法精度高,且简捷高效.

大功率衍射极限准连续1.34μm激光器研究

采用两台大功率光纤输出半导体激光器端面泵浦两块Nd∶GdVO4晶体,以声光Q开关作为腔内调制元件,用对称结构双晶体串接平行平面谐振腔.在注入泵浦功率为66W,重复频率为100kHz时,获得10W的大功率准连续1.34μm激光输出,斜率效率为18.3%,脉冲宽度为96ns,激光输出光束发散角约为衍射极限的2倍.

双程前向近高斯型掺铒超荧光光纤光源的实验研究

研究了输出谱型为近高斯型的掺铒超荧光光纤光源,分析了高斯型光谱的自相干函数和影响平均波长稳定性的因素.采用双程前向光源结构,通过选择铒纤长度获得高斯型光谱输出,同时调节泵浦功率来优化铒纤的本征温度系数对光源的影响,得到铒纤长度10.05 m,泵浦功率为172 mW时,整体光路（除半导体泵浦激光器及其驱动电源）在全温-40℃~60℃测试条件下平均波长稳定性为66.651 ppm的近高斯型掺铒光纤光源.

脉冲红光泵浦Cr∶LiSAF激光器输出特性研究

采用671nm红光泵浦Cr∶LiSAF激光晶体,实现中心波长为849nm,调谐范围为820～890nm,脉冲宽度为100ns,重复频率为11kHz的激光输出.该系统阈值功率为24mW,激光输出最大平均功率可达60mW,此时泵浦功率为521mW.使用电荷耦合器(charge coupled devices,CCD)探测器及图像采集系统,观察并记录了输出光光斑.通过调节晶体及输出镜使光斑的形状和个数发生变化,针对输出光斑为1～3个点的情况进行详细研究,分析不同情况下的输出特性.实验结果表明,激光输出功率和光斑之间的最大距离会随泵浦功率的增加而递增.

双端泵浦掺铥光纤激光器的实验研究

实验研究了半导体激光器双端泵浦的掺铥双包层光纤激光器,获得了最大功率为4.72 W的连续激光输出,在该输出功率下的中心波长为1 997.6 nm并且光谱范围较宽。实验中所采用两个半导体激光器泵浦源的最大入纤功率分别为11.48 W和8.74 W,对应中心波长分别为790.1 nm和787.2 nm。激光器斜率效率为33%。实验分析得出决定耦合系统耦合效率的主要环节是入纤过程中的损耗,包括光纤端面的不理想以及泵浦聚焦光斑与光纤不匹配。实验也证明影响功率提高的关键因素还在于输出端二色镜对激光的透过率和掺杂浓度一定下的增益光纤长度。

基于卷积运算的纸币红外图像斑马线特征提取

提出利用卷积运算方法对纸币红外图像特征之——斑马线结构特征进行了提取,与数学形态学、canny边缘检测等特征提取结果进行了比较,并在MATLAB环境下编程实现。实验结果表明,在红外防伪点较难清晰成像的情况下,分析特征固有频率,设计了合适的卷积核,利用图像水平投影和信号卷积运算能够克服光源不均匀及纸币新旧不同带来的识别困难,将红外图像的弱目标特征提取出来,算法简单,应用性强,鉴伪效果好。

微型塑料双联齿轮的超声波焊接工艺

利用飞秒激光切割结合微细电阻滑焊制备三维金属微双联直齿轮模腔:在厚度为20μm的0Cr18Ni9不锈钢箔上,在230mW的飞秒激光功率、50μm/s的切割速度和1.5μm的切割补偿量下获得二维微结构;之后在0.22V的焊接电压,20N的焊接力和10ms的放电时间下,利用微细电阻滑焊对多层二维微结构进行热扩散焊接叠加拟合而成具有曲面特征的微型腔。将平均粒径100μm的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)塑料粉末充填入微双联齿轮型腔,在超声波塑料焊接机上设定不同的工艺参数进行成型实验表明,焊接压强为0.2MPa,焊接时间为2.5s,保压时间为0.2s,熔体能快速填充模腔,得到表观形状复制率较好的微塑件。

宽带太赫兹波光束轮廓和频率分布特性(英文)

利用刀口法在透射式太赫兹时域光谱系统中对脉冲太赫兹波的光束轮廓和能量的轴向分布进行测量.通过快速傅里叶变换,可以获得太赫兹脉冲的频率分布.实验结果显示,脉冲太赫兹光斑的能量符合高斯分布.实验测量到的太赫兹光斑大小与理论基本吻合,证明刀口法可用于宽带激光光束测量.该结果为太赫兹成像以及太赫兹技术在其他领域的应用奠定了基础.

微结构光纤表面等离子体共振传感器研究

采用有限元法模拟微结构光纤表面等离子体共振传感器.计算其共振波长和强度,为证实表面等离子体共振的产生,对比不同位置处传导模的分布.环形大孔中液体样品的折射率提高后,共振波长向长波移动,且共振峰值强度增大.该微结构光纤表面等离子体传感器对折射率变化的灵敏度达到10-4.

掺铒光纤光源的数值模拟及软件实现

从铒离子在玻璃基质的能级结构出发,分析掺铒光纤光源工作机理,建立光纤光源物理模型,即泵浦光和信号光沿铒纤的传播方程.将荧光光谱划分为10个波长带,模拟算法的核心为求解21维常微分方程的边值问题.采用打靶法将常微分方程的边值问题转化为初值问题,使用龙格-库塔法求解,用Visual C++编程实现.该数值模拟算法及软件实现对掺铒光纤放大器和激光器的研究提供了借鉴.

定制非周期极化LiNbO_3中多频率THz波的产生(英文)

描述一种非周期极化结构晶体中多频率太赫兹辐射波的产生.在此非周期结构的LiNbO3超晶格中,基于飞秒脉冲二阶非线性光学整流效应,模拟多频率模式的太赫兹波形.通过选择最佳畴宽度,得到转换效率基本相等的3个主要太赫兹频率模式.该方法对多频率模式的个数无限制,且有助于多频率激光器中超晶格晶体的设计.

反射式连续波太赫兹成像系统(英文)

采用1.89 THz的连续太赫兹波作为光源,124×124像素的热释电相机作为探测器,论证两种加入及未加入分光片的简易太赫兹反射成像装置.为评估这两套系统的性能,分别利用其对一枚人民币5角硬币进行成像.实验结果表明,与没有插入分光片的系统相比,插入分光片的系统可解决成像畸变问题,成像质量较高.

基于改进梯度方向直方图的人民币识别(英文)

提出一种基于改进梯度方向直方图和支持向量机分类器的人民币识别方法.利用人民币红外图像中斑马线特征进行真伪识别,通过Fisher准则进行特征块选择实现梯度方向直方图特征的降维.针对斑马线防伪图案进行实验.结果表明,该方法能克服红外图像中的背景干扰和噪声,得到较好鉴伪结果.

一维太赫兹光滤波器的模拟与制作(英文)

模拟并制作了基于光子带隙结构的一维太赫兹光滤波器.通过人工叠加方式制作一维周期性结构,以聚乙烯或聚四氟乙烯作为高折射率材料,用钻有圆孔的合金片作为空气层,利用太赫兹时域光谱技术测量样品在0.1～0.9 THz波段的透射谱.根据理论模拟结果,利用聚乙烯设计制作中心波长为0.3 THz的带阻滤波器,结构周期为400μm,占空比为0.5.测量的3 dB带宽为0.08 THz,与模拟结果0.07 THz基本吻合.

1064nm波长双向泵浦的S波段掺铥石英光纤放大器(英文)

研究了1064nm波长双向泵浦的掺铥石英光纤放大器(TDSFA),测量了信号开关增益随泵浦功率和信号波长的变化情况.在最大入纤功率1400mW泵浦下,放大器在1 485～1 517 nm的较宽范围内具有放大能力,最大增益3.76dB.分析表明,弱的基态吸收和强的激发态吸收限制了放大器增益的进一步提高,表明上转换泵浦的TDSFA是可行的.