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2019年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：钱传鹏余婷刘晶叶锡生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

3-5μm中波和8-12μm长波红外激光波长处于大气窗口波段,在激光医疗、激光雷达、环境监测和光电对抗等领域具有广阔的应用前景,因此对中长波红外激光器的研究具有重要应用价值。本文对常用的非线性光学晶体进行了介绍,并对基于这些晶体... 详细信息

3-5μm中波和8-12μm长波红外激光波长处于大气窗口波段,在激光医疗、激光雷达、环境监测和光电对抗等领域具有广阔的应用前景,因此对中长波红外激光器的研究具有重要应用价值。本文对常用的非线性光学晶体进行了介绍,并对基于这些晶体的中长波红外固体激光器研究进展进行了综述,最后对中长波红外固体激光器的未来发展方向等进行展望。

关键词： 3-5μm 8-12μm 非线性频率转换中长波红外固体激光器

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光谱合成激光阵列指向偏差的光束特性分析

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红外与激光工程 2018年第1期47卷 88-93页

作者：柏刚沈辉杨依枫赵翔张璟璞何兵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 中国科学院大学北京100049 南京先进激光技术研究院江苏南京210038 南京中科神光科技有限公司江苏南京210038

保持良好光束质量的输出对实际光谱合成系统的构建至关重要。从理论上研究光纤激光阵列指向偏差对合成系统光束特性的影响,修正了带有指向偏转角激光队列的入射光场,结合光谱合成的光传输模型和统计学分析,讨论了合成激光光束质量随均... 详细信息

保持良好光束质量的输出对实际光谱合成系统的构建至关重要。从理论上研究光纤激光阵列指向偏差对合成系统光束特性的影响,修正了带有指向偏转角激光队列的入射光场,结合光谱合成的光传输模型和统计学分析,讨论了合成激光光束质量随均匀分布随机扰动的变化规律。仿真结果表明,指向偏差对合成系统的输出特性影响显著,当激光队列的最大偏转角仅为0.05°时,合成系统的光束质量就会退化到(6.49±1.73)。为实现合成光束亮度的定标放大,逐步扩展激光队列的阵列规模,合成系统光束质量的变化会逐渐趋于稳定,以变化稳定时的阵列规模(30路子光束)作为参考,拟合M2因子随最大指向偏转角的变化趋势。

关键词：光谱合成光纤激光队列指向偏差光束质量

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外腔振荡式光纤激光光谱合成系统

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红外与激光工程 2018年第1期47卷 75-80页

作者：张璟璞杨依枫赵翔柏刚何兵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 中国科学院大学北京100049 南京先进激光技术研究院江苏南京210038 南京中科神光科技有限公司江苏南京210038

光谱合成技术是一种有效的突破单根光纤激光器输出极限,得到更高亮度的激光输出的方法。介绍了一种外腔振荡式单路光源的光纤激光光谱合成方案,相比于现行的主振荡功率放大(Master Oscillator Power-Amplifier,MOPA)式单路光源的单光栅... 详细信息

光谱合成技术是一种有效的突破单根光纤激光器输出极限,得到更高亮度的激光输出的方法。介绍了一种外腔振荡式单路光源的光纤激光光谱合成方案,相比于现行的主振荡功率放大(Master Oscillator Power-Amplifier,MOPA)式单路光源的单光栅合成方案,具有结构紧凑、阵列规模扩展能力强的优点。对该方案进行建模,分析了合成系统中不同波长的单路激光光源的位置关系,并对系统中的光纤排布、转换透镜像差等因素对合成效果的影响进行了仿真计算。搭建实验系统进行了初步的实验验证,与理论结果能够吻合。对下一代光谱合成系统的构建以及光学元件的选择具有重要的指导意义。

关键词：光谱合成光纤激光光纤振荡器衍射光栅

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基于门控光子计数的地基中间层磁场探测技术

基于门控光子计数的地基中间层磁场探测技术

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2019年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：范婷威董金岩崔淑珍冯衍周田华中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室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

远程探测中间层的地磁场将为测绘地球岩石圈磁场,监测与极光相关的磁扰动,以及对极地地区的电离层电流进行长期连续测量提供有力的工具。本文基于门控光子计数和直接频率扫描,利用中间层钠原子的自旋进动进行了远程磁场测定。门控光子... 详细信息

远程探测中间层的地磁场将为测绘地球岩石圈磁场,监测与极光相关的磁扰动,以及对极地地区的电离层电流进行长期连续测量提供有力的工具。本文基于门控光子计数和直接频率扫描,利用中间层钠原子的自旋进动进行了远程磁场测定。门控光子计数技术在背景光抑制方面具有独特优势,并且有实现高度可分辨磁场测量的潜力。该技术利用强度调制激光束对中间层钠原子进行光抽运,使用地基大孔径望远镜收集荧光回波以推断磁场。在丽江观测站进行的实验验证了该项技术,测到了磁光共振曲线。

关键词：光子计数中间层磁场探测

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Ho:YAP激光抽运磷锗锌晶体光学参量振荡实验研究

Ho:YAP激光抽运磷锗锌晶体光学参量振荡实验研究

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2019年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：刘晶余婷赵开祺王建磊孟佳钱传鹏胡烽施翔春叶锡生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大学理学院中国科学院大学

磷锗锌(ZGP)晶体具有非线性系数大、透光范围宽、热导率和损伤阈值高等优点,适合在高功率、大能量中红外光参量振荡(OPO)中应用,因此基于ZGP晶体的OPO成为目前国内外的研究热点。本文采用的非线性晶体ZGP尺寸为6mm×6mm×25 mm,... 详细信息

磷锗锌(ZGP)晶体具有非线性系数大、透光范围宽、热导率和损伤阈值高等优点,适合在高功率、大能量中红外光参量振荡(OPO)中应用,因此基于ZGP晶体的OPO成为目前国内外的研究热点。本文采用的非线性晶体ZGP尺寸为6mm×6mm×25 mm,I类相位匹配,切割角54.9°。以声光调Q的Ho:YAP激光作为抽运源,其最大输出激光平均功率22W,脉冲宽度21 ns,重频20 kHz,输出波长2.1μm,采用平平腔OPO结构,获得10.7 W的中红外激光输出,光光转换效率为46.8%,斜率效率为52%,光束质量为1.8倍衍射极限。

关键词：非线性光学中红外激光光学参量振荡磷锗锌

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红外非线性晶体BaGa4Se7及其OPO/OPA性能研究进展

红外非线性晶体BaGa4Se7及其OPO/OPA性能研究进展

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2019年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：赵开祺余婷刘晶钱传鹏施翔春叶锡生曹清上海大学理学院中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室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

本文主要介绍红外非线性晶体BaGaSe的基本结构、物理性质、非线性效应相关参数大小及其在光参量振荡和光参量放大方面的研究进展。该晶体非线性系数较大(d和d分别为24.3pm/V、-20.6pm/V)、透光范围宽（0.47-18μm）、激光损伤阈值较高（... 详细信息

本文主要介绍红外非线性晶体BaGaSe的基本结构、物理性质、非线性效应相关参数大小及其在光参量振荡和光参量放大方面的研究进展。该晶体非线性系数较大(d和d分别为24.3pm/V、-20.6pm/V)、透光范围宽（0.47-18μm）、激光损伤阈值较高（557MW/cm@1.064μm/5ns/1Hz）、双折射系数适中（0.07@1.064μm）,且具有一致熔融的特点,通过Bridgman-Stockbarger法可生长出大口径的单晶棒,因此是一种具有广阔应用前景的新型红外非线性晶体。目前,已经有多个研究机构开展了BaGaSe-OPO/OPA理论与实验研究。

关键词：非线性光学材料 BaGa4Se7 中长波红外激光光学参量振荡器与放大器

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实体CPC对太阳能激光器聚光效果的影响

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激光杂志 2019年第12期40卷 1-5页

作者：范纹彤王荣聪李亚莎刘雁王谦周军丁福康欧洺余石小涛三峡大学理学院湖北宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 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 三峡大学三峡库区生态环境教育部工程研究中心湖北宜昌443002

为了探究以焦距为1200 mm,尺寸为1400 mm×1050 mm的菲涅尔透镜为一级聚光器,实体CPC为二级聚光器的太阳能激光器聚光系统中实体CPC对聚光效果的影响,利用TracePro光学软件模拟分析了实体CPC不同填充材料,最大接收半角,与菲涅尔透... 详细信息

为了探究以焦距为1200 mm,尺寸为1400 mm×1050 mm的菲涅尔透镜为一级聚光器,实体CPC为二级聚光器的太阳能激光器聚光系统中实体CPC对聚光效果的影响,利用TracePro光学软件模拟分析了实体CPC不同填充材料,最大接收半角,与菲涅尔透镜的距离,以及上下端截取比对聚光效率和光斑均匀性的影响。结果表明:采用实体CPC能有效地提高总的聚光效率,填充材料为F13的实体CPC的最高聚光效率能达到64.1%,比全反射CPC的最大聚光效率高13.7%,但是光斑的均匀性有所下降。

关键词：太阳能激光器实体复合抛物面聚光器聚光效率均匀性

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基于镀金膜反射式衍射光栅的激光光谱合成

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中国激光 2017年第9期44卷 199-204页

作者：陈颖杨依枫郑也陈晓龙刘恺何兵吴庆彪上海建桥学院机电学院上海201306 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

为基于反射式衍射光栅实现多波长光束阵列光谱合成,采用自研的镀金膜反射式衍射光栅作为色散元件,对两束波长分别为1064nm和1080nm的单模光纤激光束进行光谱合成,探索了合成系统的光学结构和光束质量等方面的优化措施,实现了合成功率为1... 详细信息

为基于反射式衍射光栅实现多波长光束阵列光谱合成,采用自研的镀金膜反射式衍射光栅作为色散元件,对两束波长分别为1064nm和1080nm的单模光纤激光束进行光谱合成,探索了合成系统的光学结构和光束质量等方面的优化措施,实现了合成功率为13.64 W、合成效率为91.9%及合成光束质量为1.53的高亮度输出,并对色散面内的光束质量退化及其影响因素进行了评估。

关键词：光纤光学光纤激光器光谱合成衍射光栅光束质量

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国产机载激光雷达测深系统的波形处理方法

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激光与光电子学进展 2018年第8期55卷 59-68页

作者：黄田程陶邦一贺岩胡善江俞家勇李强朱云峰尹国清黄海清朱乾坤龚芳国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 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 山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 中国海监南海航空支队广东广州510310

综合了已有的机载激光雷达测深系统的波形处理方法。基于国产多通道海洋激光雷达波形数据的多通道优势,运用去卷积、数值拟合和信号滤波等波形处理方法,针对不同类型的波形,提出了一套适用于国产硬件的波形处理方法。该方法可保证回波... 详细信息

综合了已有的机载激光雷达测深系统的波形处理方法。基于国产多通道海洋激光雷达波形数据的多通道优势,运用去卷积、数值拟合和信号滤波等波形处理方法,针对不同类型的波形,提出了一套适用于国产硬件的波形处理方法。该方法可保证回波位置提取的稳健性。

关键词：遥感激光雷达测深系统波形处理波形分类去卷积数值拟合信号滤波

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机载激光测深系统与船载移动测量系统数据配准方法研究

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激光与光电子学进展 2018年第8期55卷 12-19页

作者：田茂义王延存俞家勇贺岩曹岳飞吕德亮胡善江杨忠朱霞石先高山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 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 青岛秀山移动测量有限公司山东青岛266590 杭州中科天维科技有限公司浙江杭州310016 中国海监南海航空支队广东广州510310

机载激光测深系统能够快速、高效地测量浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域,能够提供近岸全覆盖50m水深测量;船载移动测量系统可以获得近岸浅海水底地形数据及近岸岛礁精细三维激光点云,二者数据在测量区域以及测量范围上具有一... 详细信息

机载激光测深系统能够快速、高效地测量浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域,能够提供近岸全覆盖50m水深测量;船载移动测量系统可以获得近岸浅海水底地形数据及近岸岛礁精细三维激光点云,二者数据在测量区域以及测量范围上具有一定的互补性。文中采用一种基于曲率特征点的改进迭代最近点(ICP)算法,将国产机载测深系统和船载移动测量系统获取的机载激光测深数据、多波束数据、三维激光扫描数据进行配准融合。结果表明,通过将二者数据进行配准融合,可以实现陆地、浅海区域海陆地形的全面精准描述、海陆基准统一,有助于海岛礁地形地貌认识、水下目标物探测及发现等。

关键词：数据配准曲率特征点 ICP算法机载激光测深系统船载移动测量系统

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