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红外 2012年第2期33卷 8-12页

作者：竹孝鹏刘继桥刁伟峰毕德仓周军陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

研制了一套用于大气风速测量的1.064μm全固态相干激光雷达系统。该系统采用种子注入Nd:YAG脉冲单频激光器作为光源。激光的脉冲能量为0.5 mJ,脉冲宽度(FwHM)为80 ns。利用40 m处的转轮进行了硬靶速度校正实验(速度测量误差的方差为0.23... 详细信息

研制了一套用于大气风速测量的1.064μm全固态相干激光雷达系统。该系统采用种子注入Nd:YAG脉冲单频激光器作为光源。激光的脉冲能量为0.5 mJ,脉冲宽度(FwHM)为80 ns。利用40 m处的转轮进行了硬靶速度校正实验(速度测量误差的方差为0.23 m/s),并对大气视向风速进行了测量(探测距离可到达400 m)。在对系统进行初步优化后,获得了30～870 m的视向风速分布曲线。

关键词：激光雷达多普勒相干测风雷达

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高功率全光纤激光器及其被动相干组束技术研究

高功率全光纤激光器及其被动相干组束技术研究

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第二十届全国激光学术会议

作者：周军何兵漆云凤刘厚康刘驰薛宇豪郝丽云楼祺洪陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

高功率光纤激光器是以稀土掺杂双包层光纤为工作介质、以半导体激光为泵浦源的一种新型全固态激光器件,具有光束质量好、效率高、易于散热、结构紧凑、能耗低等特点,已成为激光焊接、激光切割等工业应用的重要激光光源.随着高功率半导...

高功率光纤激光器是以稀土掺杂双包层光纤为工作介质、以半导体激光为泵浦源的一种新型全固态激光器件,具有光束质量好、效率高、易于散热、结构紧凑、能耗低等特点,已成为激光焊接、激光切割等工业应用的重要激光光源.随着高功率半导体激光技术、双包层光纤制备技术和高效率泵浦耦合技术的发展,单根光纤激光器的输出功率不断提高.目前,美国IPG公司单根光纤激光已经实现了万瓦级的近单模连续输出.然而,由于光纤中的非线性效应、光纤端面激光损伤、热效应等因素的制约,单根光纤激光器的输出功率受到一定限制.将多个高功率光纤激光组成阵列,以实现各路激光的功率合成是获得更高功率激光输出的有效途径.光纤激光阵列的相干组束技术可以在提升激光输出功率的同时,保持良好的激光光束质量,是目前国际上高功率激光技术领域的研究热点.本文报道了我们上海光机所在高功率全光纤激光器和光纤激光被动相干组束技术方面的研究进展.在高功率全光纤激光器研究方面,在光纤光栅等核心部件制备的基础上,所研制的全光纤激光器实现了1.2kW的单模激光输出,并实现了千瓦级全光纤激光器的工程化.对基于光反馈环形腔技术的光纤激光被动相干组束进行了理论和实验研究,采用自行研制的窄谱线光纤放大器模块,建立了4路、7路、8路高功率光纤放大器的相干组束系统,获得了千瓦级相干耦合激光功率输出.建立了脉冲光纤激光被动锁相的实验装置,实现了2路纳秒级光纤放大器的光反馈环形腔被动锁相,获得了平均功率507 mW,脉宽9.7nm、重频2.023 MHz的相干功率输出.

关键词：

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全光纤相干多普勒测风激光雷达的研究进展

全光纤相干多普勒测风激光雷达的研究进展

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第一届全国环境光学学术会议

作者：竹孝鹏刘继桥毕德仓刁伟峰刘源朱小磊陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海 201800

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全球大气温室气体探测星载激光雷达研究

全球大气温室气体探测星载激光雷达研究

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上海市红外与遥感学会第十八届学术年会

作者：刘继桥谢杨易李世光李环环马秀华朱小磊陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海 201800

星载积分路径差分吸收激光雷达是高精度（1ppm）测量全球CO2 柱线浓度的有效方法，文中结合基本工作原理分析了CO2 柱线浓度反演技术方法，并优化了工作波段和工作波长。分析了选择波段激光频率稳定性、激光带宽和激光光谱纯度激光雷达... 详细信息

星载积分路径差分吸收激光雷达是高精度（1ppm）测量全球CO2 柱线浓度的有效方法，文中结合基本工作原理分析了CO2 柱线浓度反演技术方法，并优化了工作波段和工作波长。分析了选择波段激光频率稳定性、激光带宽和激光光谱纯度激光雷达雷达发射源参数变化导致CO2 柱线浓度测量误差，并给出了优化的设计参数。研究了积分路径差分吸收激光雷达实现双波长脉冲发射激光的技术方法，并给出了实验验证结果，实现了1.572μm 波段单脉冲能量大于50mJ 激光输出。

关键词：二氧化碳激光雷达积分路径差分吸收激光频率稳定性光学参量振荡放大

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高功率散热技术及高功率光纤激光放大器

高功率散热技术及高功率光纤激光放大器

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第二十届全国激光学术会议

作者：代守军何兵周军赵纯中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

双包层光纤涂覆层的热损伤是高功率连续光纤激光器运转的主要限制因素之一,我们对高功率连续光纤激光器中的热效应进行研究,并对于仅由于涂覆层的热损伤引起的功率极限给出了理论模拟.同时进行了千瓦级光纤激光器中无源光纤与增益光纤... 详细信息

双包层光纤涂覆层的热损伤是高功率连续光纤激光器运转的主要限制因素之一,我们对高功率连续光纤激光器中的热效应进行研究,并对于仅由于涂覆层的热损伤引起的功率极限给出了理论模拟.同时进行了千瓦级光纤激光器中无源光纤与增益光纤熔点的冷却的理论与实验研究上.对于不同的冷却结构分别测量光纤与热沉之间的热接触电阻,并提供了有效的散热方案实现热量的有效传导.采用新型散热技术,基于主振荡功率放大(MOPA)结构,研制出1080nm千瓦级全光纤激光器样机,在种子光功率132 W,泵浦光功率1.26 kW时,实现了1.11 kW的放大激光功率输出,熔点表面温度温升为0.0214K/W,最高功率时熔点表面温度为327K (54℃),符合长期稳定运行的要求,运行过程中没有非线性效应和热损伤现象出现.

关键词：激光器光纤激光热接触电阻高功率

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高功率单频全光纤级联放大器中自脉冲现象的产生机理及抑制技术研究

高功率单频全光纤级联放大器中自脉冲现象的产生机理及抑制技术研...

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第二十届全国激光学术会议

作者：郝丽云漆云凤刘驰周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

自脉冲行为是制约光纤激光器功率提高的关键因素之一，可以在激光总输出平均功率不是很高是情况下，引起系统内部光纤和光学器件的损坏.本功文研究了1064 nm波段单频连续高功率全光纤级联放大器中自脉冲现象的产生机理及抑制措施.首先... 详细信息

自脉冲行为是制约光纤激光器功率提高的关键因素之一，可以在激光总输出平均功率不是很高是情况下，引起系统内部光纤和光学器件的损坏.本功文研究了1064 nm波段单频连续高功率全光纤级联放大器中自脉冲现象的产生机理及抑制措施.首先，搭建了一套高功率连续单频全光纤级联放大器，通过实验研究观察到仅在20W量级的方法激光输出功率下就产生了重复频率在3.5 MHz的自脉冲现象.为了抑制自脉冲产生，通过模拟仿真构建了基于速率方程的自脉冲理论模型，分析得到产生MHz量级自脉冲的主要原因是二级隔离器的输出耦合端面端与主放大器的输出端面之间形成腔振荡.通过改进实验系统，破坏两个端面形成腔反馈条件，有效的将自脉冲产生的阈值提高到百瓦量级.

关键词：激光器全光纤放大器单频自脉冲

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最大概似法在多普勒激光测风雷达中的应用研究

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光学仪器 2012年第5期34卷 28-33页

作者：靳笑晗汪岳峰竹孝鹏刘继桥刁伟峰陈卫标军械工程学院电子与光学工程系河北石家庄050003 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

为了从相干多普勒测风激光雷达的微弱气溶胶后向散射信号中高效、准确地提取多普勒频移信息,得到最接近CRB极限的无偏估计,利用气溶胶后向散射信号统计特性,建立了相干多普勒激光雷达仿真模型,并用最大概似法(ML)推导了在功率谱宽度已... 详细信息

为了从相干多普勒测风激光雷达的微弱气溶胶后向散射信号中高效、准确地提取多普勒频移信息,得到最接近CRB极限的无偏估计,利用气溶胶后向散射信号统计特性,建立了相干多普勒激光雷达仿真模型,并用最大概似法(ML)推导了在功率谱宽度已知情况下多普勒频率的估计算法。利用1.54μm全光纤相干激光雷达系统获得风场测量数据,用ML算法进行多普勒频移估计,并将结果与传统的周期图最大值法(PM)所得结果进行比较。对比表明,ML算法与PM算法的数据处理结果有较好的一致性,并且ML算法的多普勒频率探测能力更优。

关键词：最大概似法(ML) 多普勒频移估计激光雷达周期图最大值法(PM)

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基于高速伪随机码调制和光子计数激光测距技术

基于高速伪随机码调制和光子计数激光测距技术

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上海市红外与遥感学会第十八届学术年会

作者：杨芳张鑫贺岩陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海，201800 中国科学院研究生院，北京，100049 上海电力学院计算机与信息工程学院，上海，200090 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海，201800 中国科学院研究生院，北京，100049 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海，201800

构建了一套基于高速伪随机码调制和光子计数技术的激光测距实验系统,系统采用10 阶M 序列伪随机码调制1550nm 光纤激光器和具有3 级热电制冷能力的InGaAs/InP 单光子探测器。利用光纤延时方法进行了测距性能的验证实验，在激光器调制速... 详细信息

构建了一套基于高速伪随机码调制和光子计数技术的激光测距实验系统,系统采用10 阶M 序列伪随机码调制1550nm 光纤激光器和具有3 级热电制冷能力的InGaAs/InP 单光子探测器。利用光纤延时方法进行了测距性能的验证实验，在激光器调制速率为622MHz，伪随机码序列长度1.64us 和探测器探测效率10％时，当入射到探测器的信号光的平均功率为-76.1dBm 时，得到22.1dB 的系统信噪比和0.95cm 的测距精度，为实际系统验证提供了技术参考。

关键词： pseudorandom modulation photon counting laser ranging InGaAS/InP single photondetector

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高功率光纤激光阵列被动相干组束技术研究

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光学学报 2011年第9期31卷 251-259页

作者：周军何兵薛宇豪漆云凤刘驰丁亚茜刘厚康李震楼祺洪中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

对高功率光纤激光的被动相干组束技术进行了理论和实验研究。介绍了几种典型的被动相干组束技术,并对其功率可提升性进行了分析。详细报道了课题组在光反馈环形腔结构光纤激光相干组束方面的研究进展,研究分析了该相干组束技术的输出光... 详细信息

对高功率光纤激光的被动相干组束技术进行了理论和实验研究。介绍了几种典型的被动相干组束技术,并对其功率可提升性进行了分析。详细报道了课题组在光反馈环形腔结构光纤激光相干组束方面的研究进展,研究分析了该相干组束技术的输出光谱特性和路数可提升性,建立了4路和8路高功率光纤放大器的相干组束系统,并分别实现了1062和1090 W的相干耦合激光输出。

关键词：激光技术光纤激光相干组束环形腔

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大功率空间全固态激光器高效传导冷却技术研究

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中国激光 2011年第7期38卷 93-97页

作者：刘丹谢可迪马秀华朱小磊陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

采用全新设计的大功率微重力热管,对大功率空间全固态激光器实施高效传导冷却,实现了对激光放大器废热的有效耗散,获得高光束质量、高功率的激光输出。鉴于激光板条放大器的主要热源为抽运激光二极管(LD)叠层及板条增益介质,实验设计了... 详细信息

采用全新设计的大功率微重力热管,对大功率空间全固态激光器实施高效传导冷却,实现了对激光放大器废热的有效耗散,获得高光束质量、高功率的激光输出。鉴于激光板条放大器的主要热源为抽运激光二极管(LD)叠层及板条增益介质,实验设计了新型放大器散热结构,分别采用单通道和并行双通道微重力热管对两级串接放大器进行散热实验。结果表明,两级放大器热沉的温度均可稳定在设定的LD工作温度范围内,获得平均功率大于20 W,放大倍数大于20倍,光束质量因子M2x,M2y控制在1.42和1.31的激光脉冲输出。

关键词：激光器空间激光器传导冷却热管传输板条放大器

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