检索结果-内蒙古大学图书馆

科技视界 2019年第8期 8-10,14页

作者：李昱伍巧凤贺理王明星孙诗炎张芸孙琦黄轲中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213

混响室的统计建模是研究混响室内电磁场特性的重要手段。利用混响室概率统计模型,结合蒙特卡洛模拟方法,能够实现对混响室内随机场环境快速有效的建模和分析。针对基于模式叠加理论的混响室概率统计模型,给出了其蒙特卡洛模拟步骤,对蒙... 详细信息

混响室的统计建模是研究混响室内电磁场特性的重要手段。利用混响室概率统计模型,结合蒙特卡洛模拟方法,能够实现对混响室内随机场环境快速有效的建模和分析。针对基于模式叠加理论的混响室概率统计模型,给出了其蒙特卡洛模拟步骤,对蒙特卡洛模拟过程中涉及的可变参数,包括:搅拌器位置数、工作频率、模式权重系数等进行研究,计算并分析了这些参数变化对仿真结果产生的影响,得到的结论可为模式叠加方法重构混响室场环境提供指导。

关键词：模式叠加蒙特卡洛模拟混响室参数变化

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微片Nd∶YAG涡旋光激光器研究

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光学学报 2022年第21期42卷 174-182页

作者：连天虹杨磊朱家华刘健宁邢俊红刘芸焦明星西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048

在涡旋光激光器中,同阶次的两个相反手性模式通常呈现叠加输出。建立了同阶次相反手性模式的部分相干叠加模型,实验研究了在连续和被动调Q运行下相反手性模式的叠加特性。在低功率泵浦下,连续运行时两个手性的模式相干叠加形成花瓣状光... 详细信息

在涡旋光激光器中,同阶次的两个相反手性模式通常呈现叠加输出。建立了同阶次相反手性模式的部分相干叠加模型,实验研究了在连续和被动调Q运行下相反手性模式的叠加特性。在低功率泵浦下,连续运行时两个手性的模式相干叠加形成花瓣状光斑,两个模式的初相位差决定了花瓣光斑节线的方向,而调Q运行时花瓣节线的方向随脉冲序列随机变化。在高功率泵浦下,相反手性模式形成非相干叠加,此时光斑虽然为圆环状,但是光束不具有涡旋相位,这是模式激烈竞争下相位的随机变化导致的。通过倾斜输出镜和被动调Q对手性进行控制,产生了功率分别为0.88、0.85、0.79 W的LG_(0,±1)模、LG_(0,±2)模、LG_(0,±3)模连续涡旋光束和重复频率为12.6 kHz、脉冲宽度为28.6 ns、峰值功率为1.33 kW的LG_(0,±1)脉冲涡旋光束。

关键词：激光器固体激光器涡旋光模式叠加手性控制

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艾里涡旋及其衍生光场

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量子电子学报 2022年第1期39卷 50-63页

作者：潘婧王豪付星柳强清华大学精密仪器系北京100084 光子测控技术教育部重点实验室北京100084

艾里光束作为一种具有自加速特性的无衍射光束,在光镊、光学成丝、成像、表面等离子激发等众多领域都具有应用潜力。而在艾里光束基础上引入涡旋项可以丰富光场特性,同时利用艾里光束特性与涡旋相位特性为光场分布调谐提供了更大的灵活... 详细信息

艾里光束作为一种具有自加速特性的无衍射光束,在光镊、光学成丝、成像、表面等离子激发等众多领域都具有应用潜力。而在艾里光束基础上引入涡旋项可以丰富光场特性,同时利用艾里光束特性与涡旋相位特性为光场分布调谐提供了更大的灵活性,也引入了更多的动力学演化特性。以直角坐标和极坐标系下艾里光束的特性与应用为切入口,系统介绍了各类艾里涡旋的参数调谐与演化特性,包括直角坐标和极坐标系下单个艾里涡旋在各个情况下的演化特性、产生方式与应用,以及直角坐标和极坐标系下的艾里涡旋叠加光束的奇特性质等,为系统了解艾里涡旋参数及动力学特性提供参考,进而为产生具有更加丰富性质的光场打下基础,对扩大艾里涡旋的实际应用领域具有指导意义。

关键词：波动光学艾里光束艾里涡旋模式叠加动力学演化轨道角动量结构光

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蓝光半导体激光器单管模式特性与空间合束研究

蓝光半导体激光器单管模式特性与空间合束研究

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作者：刘松嘉华中科技大学

学位级别：硕士

450 nm波长的蓝光半导体激光器是近年来国际重要发展趋势,具有广泛的应用前景,但是如何获得高功率、高光束质量蓝光半导体激光器是目前主要创新方向。本文研究了蓝光单管模式特性以及基于蓝光单管的空间合束,主要工作如下。(1)基于半导... 详细信息

450 nm波长的蓝光半导体激光器是近年来国际重要发展趋势,具有广泛的应用前景,但是如何获得高功率、高光束质量蓝光半导体激光器是目前主要创新方向。本文研究了蓝光单管模式特性以及基于蓝光单管的空间合束,主要工作如下。 (1)基于半导体激光器谐振腔盒式模型,推导模式结构、探究测量方法。三维模式通过光栅转化为具有波长和空间位置信息的λx平面二维模式,表现为多个纵模组按波长排列、每个纵模组内p阶侧模的近场模式结构;经过傅里叶变换转换为双峰结构的远场模式。选用OSRAM的447 nm单管PLPT9 450LB＿E,设计模式测量仿真与实验,准直系统中非球面镜f=4.51 mm,望远镜结构两平凸透镜焦距分别为f=50 mm、f=300 mm,分光系统中双光栅刻线数为1800 lp/mm,聚焦镜f=1000 mm;远场变换的柱面镜和平凸透镜焦距都为f=400 mm,对近场模式傅里叶变换。仿真分光效果为0.1nm波长间隔分离了1 mm间距。 (2)搭建模式测量实验装置,研究蓝光模式结构,发现模式重叠。蓝光单管近场模式符合多个纵模组内p阶侧向模式结构,但相邻纵模组的侧模重叠,双峰远场模式验证了模式重叠。0.32 A阈值电流下,纵模组内p=2阶侧模与它相邻纵模组的p=4阶侧模重叠,p=1阶侧模与它相邻纵模组的p=3阶侧模重叠。3 A额定工作电流下,p>4阶模式被激发,高阶模式重叠难以分辨,但仍具有明显空间规律。 (3)研究了模式能量分布变化规律。单管0.32 A阈值电流下,在不同模式间能量周期性转移现象明显;电流从0.32 A增大至3 A,纵模组在0.32 A电流下激发的若干起始纵模组右侧不断增多,能量峰值不断右移,产生光谱展宽和波长漂移。 (4)进一步开展蓝光空间合束研究。基于5 W单管PLPT9 450LB＿E,研究一体化准直镜后快慢轴光束质量参数BPP,仿真设计3×10合束结构,实验获得99 W蓝光输出,光纤芯径200μm、数值孔径0.22NA,总耦合效率约77.3%。进一步可通过偏振合束和光纤合束获得更高功率。

关键词：蓝光半导体激光器模式测量模式叠加 TO单管空间合束光纤耦合

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部分相干光的产生及特性研究

部分相干光的产生及特性研究

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作者：夏玉宁苏州大学

学位级别：硕士

近年来,具有复杂空间相干结构的部分相干光束已在大气传输和与物质的相互作用中呈现出与传统部分相干光束不同的新奇特性,在光束整形、超分辨率成像、光学加密、微粒操控和图像传输等领域具有良好的应用前景。本文主要开展了具有复杂空... 详细信息

近年来,具有复杂空间相干结构的部分相干光束已在大气传输和与物质的相互作用中呈现出与传统部分相干光束不同的新奇特性,在光束整形、超分辨率成像、光学加密、微粒操控和图像传输等领域具有良好的应用前景。本文主要开展了具有复杂空间相干结构部分相干光束的实验产生和传输特性的研究。首先,我们回顾了部分相干光束的研究发展现状,指出开展复杂空间相干结构的部分相干光束实验产生和光束传输特性研究的意义。接着介绍本文的理论基础,包括用于计算部分相干光束传输特性的广义柯林斯衍射积分公式和构建物理上可实现部分相干光束的非负正定性条件及基于该条件的部分相干光束的三种非相干叠加表示。其次,引入随机相位屏方法产生具有复杂空间相干结构的动态可调的部分相干光。该方法基于光束交叉谱密度的独立随机场的非相干叠加形式,利用空间光调制器加载全息图序列实现对应的独立随机场并对其产生的瞬时光强进行时间积分产生目标光束。使用该方法我们不仅可以在远场产生具有特定形状光强分布、抗湍流的动态可调部分相干光,而且可以产生光束参数可调的同时携带扭曲和涡旋两种相位的扭曲拉盖尔高斯部分相干光。为了克服随机相位屏方法产生具有复杂空间相干结构部分相干光束积分时间长的缺点,基于光束交叉谱密度的非正交模叠加形式,利用伪模法合成了光束参数可调的扭曲拉盖尔高斯部分相干光并通过实验验证了涡旋相位和扭曲相位对光束传输特性和自修复特性的影响:正扭曲因子会增强被遮挡光束光强空间分布和空间相干度的自修复特性,从而有效提高测量拓扑荷的可靠性。

关键词：部分相干光相干结构模式叠加光束整形自修复特性

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复杂涡旋结构光场的产生方法

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中国激光 2020年第5期47卷 104-118页

作者：柳强潘婧万震松申艺杰张恒康付星巩马理清华大学精密仪器系北京100084 光子测控技术教育部重点实验室北京100084

涡旋光是一种携带轨道角动量、相位面呈螺旋状分布的新型结构光场,在量子纠缠、量子通信、光学微操控等领域已经获得了广泛应用。随着研究的深入,具有比传统涡旋光更复杂的拓扑结构、相位奇点、轨道角动量和偏振奇点的结构光场的产生,... 详细信息

涡旋光是一种携带轨道角动量、相位面呈螺旋状分布的新型结构光场,在量子纠缠、量子通信、光学微操控等领域已经获得了广泛应用。随着研究的深入,具有比传统涡旋光更复杂的拓扑结构、相位奇点、轨道角动量和偏振奇点的结构光场的产生,吸引了众多研究人员的兴趣。从固体激光腔内直接激发产生空间结构光和腔外调控得到空间结构光出发,分别介绍了离轴泵浦加像散转换、调制元件调制波形、泵浦整形三种腔内方法,以及空间光调制器光场定制、模式叠加、超构表面微结构设计的三种腔外方法,并分析比较了几种方法的优缺点,展望了未来空间涡旋结构光场的发展趋势。

关键词：几何光学空间结构光离轴泵浦像散转换泵浦整形模式叠加超构表面

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微片Nd:YAG涡旋光激光器研究

微片Nd:YAG涡旋光激光器研究

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作者：杨磊西安理工大学

学位级别：硕士

通过环形光泵浦,在微片介质中直接激发涡旋光场是近年来涡旋光研究中的一个热点。这种方法设计的涡旋光激光器,具有结构简单稳定,集成度高,输出涡旋光束质量较高的优点。而微片涡旋光激光器中,若不对相反手性模式提供足够损耗差异,通常... 详细信息

通过环形光泵浦,在微片介质中直接激发涡旋光场是近年来涡旋光研究中的一个热点。这种方法设计的涡旋光激光器,具有结构简单稳定,集成度高,输出涡旋光束质量较高的优点。而微片涡旋光激光器中,若不对相反手性模式提供足够损耗差异,通常会产生叠加,从而输出混合模式。本论文主要研究了微片涡旋光激光器中混合模式的叠加特性,并通过控制手性,成功产生了单一手性连续以及脉冲涡旋光输出。建立了同阶次相反手性模式的叠加模型,对模式叠加行为进行了理论分析,定义了模式之间的互相关度,解释了各模式间相干叠加与非相干叠加的产生原因。当谐振腔对称性较好时,两个相反手性模式稳定输出,二者相干叠加形成花瓣状光斑。对实际激光器,由于空间竞争,两个模式通常呈现此起彼伏的竞争过程,不具有恒定的初相位及初相位差,输出为二者部分相干叠加或非相干叠加。设计了微片Nd:YAG涡旋光激光器系统,实验研究了在连续和被动调Q状态下相反手性模式的叠加特性。小功率泵浦下,两个手性的模式相干叠加形成“花瓣”状光斑,两个模式的初相位差决定了“花瓣”的取向,且在调Q时“花瓣”取向因相位差的随机变化产生跳跃。在高功率泵浦下,相反手性进行非相干叠加,此时光斑虽然为圆环状,但光束不具有涡旋相位,这是由于模式激烈竞争下相位的随机变化导致的。实验中混合模式叠加特性与叠加模型较为符合。通过倾斜输出镜和被动调Q晶体控制手性,产生了功率分别为0.88W、0.85W、0.79W的LG0,±1、LG0,±2、LG0,±3模连续涡旋光束以及重复频率12.6 kHz,脉宽28.6 ns,单脉冲能量0.038 mJ,峰值功率1.33 kW的LG0,±1模脉冲光束。

关键词：涡旋光固体激光器手性控制模式叠加

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部分相干光通过双缝和随机介质后的光场统计特性研究

部分相干光通过双缝和随机介质后的光场统计特性研究

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作者：吕晗苏州大学

学位级别：硕士

近年来,部分相干光束受到了广泛的关注。研究人员不仅从理论上构建,并在实验上产生了各种不同类型的部分相干光束,并研究了它们在复杂光学系统和湍流介质中的传输特性。本文主要通过数值模拟以及实验研究对部分相干光通过双缝或者随机... 详细信息

近年来,部分相干光束受到了广泛的关注。研究人员不仅从理论上构建,并在实验上产生了各种不同类型的部分相干光束,并研究了它们在复杂光学系统和湍流介质中的传输特性。本文主要通过数值模拟以及实验研究对部分相干光通过双缝或者随机介质后的光场统计特性进行研究。理论和实验研究表明,在杨氏干涉实验中,与狭缝宽度相比,具有足够大的横向相干宽度的光,最初均匀关联的部分相干光通过双缝传输后转换为非均匀关联的光;研究了修正复洛伦兹-高斯关联光束在海洋表面大气中的光强分布、质量因子及光束发散角等统计特性随大气环境变化的传输规律。第一章,简述部分相干光的发展,以及部分相干光在双缝和随机介质(湍流大气)传输的研究背景。第二章,简单介绍了本文相关的基础知识,首先是描述部分相干光二阶光场统计特性的物理量—交叉谱密度,然后介绍了高斯-谢尔模光束及其传输公式,最后介绍产生高斯-谢尔模光束的三种模式叠加表示,并简述这三种方法的异同。第三章,从理论和实验两方面研究了高斯-谢尔模光束通过双缝后衍射光场的相干度分布。经研究发现:入射光为完全非相干光时,衍射场仅取决于x2与x1的差,为谢尔模型。入射光为完全相干光时,得到|μ(x1,x2)|=1,意味着光场是空间相干的。当狭缝尺寸小于或等于光源相干宽度时,受双缝干涉的影响,均匀关联的高斯-谢尔模光束在空间上的相干度分布变得不均匀。第四章,研究了修正复洛伦兹高斯关联光束在海洋大气湍流中的传输特性。利用扩展的惠更斯-菲涅耳积分导出了谱密度的传播公式,公式表明,得到的谱密度是只依赖于湍流、衍射效应和光束相干度的高斯函数乘积的傅里叶变换。数值结果表明,在没有湍流的情况下,远场中MCLGC光束的谱密度将由初始的高斯分布逐渐转变为类艾里分布,而在湍流的作用下,类艾里分布将变得模糊。对于足够强的湍流,可以预测其谱密度在远场将恢复到准高斯分布。此外,还利用Wigner分布函数导出了修正复洛伦兹相关光束在海洋湍流中的均方根(RMS)波束宽度、发散角和M2因子的解析表达式。结果表明:随着湍流强度的增加或内标尺度的减小,RMS波束宽度和M2因子显著增加,而外标尺度对这两个量几乎没有影响。第五章,对本论文进行总结,并对未来的发展进行展望。

关键词：部分相干光模式叠加双缝大气湍流

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基于光子晶体微腔的OAM模产生和调控

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南京晓庄学院学报 2019年第6期35卷 14-17页

作者：熊志刚南京晓庄学院电子工程学院

光子可以同时具有自旋角动量和轨道角动量(orbital angular momentum,OAM),而OAM模在信息光学等领域中有着广泛的潜在应用。文章中利用二维平板光子晶体微腔的本征模和连续单色点光源之间的模式叠加来产生OAM模。通过调节点光源的位置,... 详细信息

光子可以同时具有自旋角动量和轨道角动量(orbital angular momentum,OAM),而OAM模在信息光学等领域中有着广泛的潜在应用。文章中利用二维平板光子晶体微腔的本征模和连续单色点光源之间的模式叠加来产生OAM模。通过调节点光源的位置,获得了拓扑荷为+1和-1的OAM模。这种基于光子晶体微腔的OAM模产生和调控机制,能够在不改变光子晶体微腔设计参数的情况下,仅通过改变光源的参数,就能产生不同的OAM模。

关键词：光子晶体微腔模式叠加 OAM模

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基于谐振腔内非均匀介质耦合效应的矩阵计算

引用

中国激光 2017年第11期44卷 1-7页

作者：雷健王英陈培锋华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074

基于谐振腔内的非均匀介质对激光横模的耦合作用,提出了一种用于计算谐振腔内稳定振荡模式的矩阵算法。激光横模在谐振腔内往返传播时,其能量在非均匀介质的作用下发生耦合,原本不相干的模式逐渐变得相干。经多次往返传播后,各横模将按... 详细信息

基于谐振腔内的非均匀介质对激光横模的耦合作用,提出了一种用于计算谐振腔内稳定振荡模式的矩阵算法。激光横模在谐振腔内往返传播时,其能量在非均匀介质的作用下发生耦合,原本不相干的模式逐渐变得相干。经多次往返传播后,各横模将按一定的能量比例线性叠加,形成稳定振荡的模式。给出了非均匀介质耦合效应的耦合矩阵,并将往返传播的激光场表示成向量形式,用矩阵计算的方法对介质前后的光场变化进行计算。建立了一个稳定平凹腔模型,对谐振腔内激光场的传播进行了矩阵计算,在不同条件下计算得到了多个稳定振荡模式,计算结果与理想模式符合得很好。该研究在一定程度上证明了非均匀介质耦合效应的存在,并提供了一种新的快速计算谐振腔内稳定振荡模式的方法。

关键词：激光光学激光横模矩阵计算模式叠加耦合效应

来源：评论

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