检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2025年第2期52卷 11-18页

作者：刘凌宇张志祥王利潘峰刘强谢静张攀政中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 上海激光电源设备有限责任公司上海201821

高功率脉冲氙灯是高功率激光装置放大器的重要组件之一,其放电可靠性直接影响装置激光输出能量的稳定性。实验揭示了氙灯两端的峰值振荡电压对氙灯放电成功率的直接影响,提出并实验验证了通过适当增加放电回路缆线长度、优化主放电电感... 详细信息

高功率脉冲氙灯是高功率激光装置放大器的重要组件之一,其放电可靠性直接影响装置激光输出能量的稳定性。实验揭示了氙灯两端的峰值振荡电压对氙灯放电成功率的直接影响,提出并实验验证了通过适当增加放电回路缆线长度、优化主放电电感处的并联电阻大小、在氙灯两极并联小电容三种方法有效提高峰值振荡电压,进而提高氙灯放电可靠性的技术方案,为高功率激光装置提升氙灯放电可靠性和输出能量稳定性提供了参考。采用上述方法,放大器工作电压为14 kV时对应的氙灯峰值振荡电压从优化前的26.9 kV提升到34 kV,理论氙灯放电成功率达到100%。

关键词：高功率脉冲氙灯高功率激光装置氙灯放电峰值振荡电压放电可靠性

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基于表面热透镜的单透镜测量光学薄膜吸收技术研究

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中国激光 2025年第1期52卷 58-64页

作者：花艳李大伟韩玉晶刘晓凤赵元安济南大学物理科学与技术学院山东济南250022 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院强激光材料重点实验室上海201800

吸收损耗是光学薄膜元件的重要性能参数之一,高效、准确测量光学薄膜的吸收损耗对于研制高性能、低损耗的光学薄膜元件至关重要,其中表面热透镜法是最常用的吸收测量手段。采用表面热透镜技术的测量装置可以分为分光路与共光路两种,其... 详细信息

吸收损耗是光学薄膜元件的重要性能参数之一,高效、准确测量光学薄膜的吸收损耗对于研制高性能、低损耗的光学薄膜元件至关重要,其中表面热透镜法是最常用的吸收测量手段。采用表面热透镜技术的测量装置可以分为分光路与共光路两种,其中分光路装置测量精度高,但光路复杂且调节难度大,同时易受环境影响,共光路装置简单、易调节,但装置参数固定、测量精度相对较低。针对该问题提出了共光路装置的改进设计,通过泵浦光束与探测光束平行入射的方式并利用透镜聚焦实现了二者焦斑的重合。基于改进技术搭建了单透镜测量装置并对光学薄膜样品进行了测量,测量结果与分光路装置较为接近。单透镜设计在保证分光路装置优势的前提下简化了装置、节省了成本,减少了调试环节、降低了调试难度,并在一定程度上消除了环境对装置的影响,对于保证吸收测量准确度、制备低损耗高性能的光学薄膜元件具有重要意义。

关键词：光学薄膜吸收损耗表面热透镜光热形变

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Cr:ZnS晶体激光放大特性实验研究

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激光与光电子学进展 2025年

作者：范梦瑶刘晶王雨辰樊雨晴贺振兴余婷戴博叶锡生上海理工大学光电信息与计算机工程学院中国科学院上海光学精密机械研究所王之江激光创新中心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中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光材料重点实验室

本文设计和搭建了一套可调谐Cr:ZnS主振荡功率放大（Cr:ZnS-MOPA）激光器实验装置。振荡器采用四镜折叠腔结构，在泵浦功率3.4 W时，实现了输出功率350 mW、中心波长2393 nm的连续激光输出。采用反射光栅，获得了2075-2625 nm的可调谐... 详细信息

本文设计和搭建了一套可调谐Cr:ZnS主振荡功率放大（Cr:ZnS-MOPA）激光器实验装置。振荡器采用四镜折叠腔结构，在泵浦功率3.4 W时，实现了输出功率350 mW、中心波长2393 nm的连续激光输出。采用反射光栅，获得了2075-2625 nm的可调谐激光输出，调谐范围为550 nm，其在峰值波长2450 nm处光谱半峰全宽（FWHM）为1.2 nm。采用振荡器作为种子源，实验研究了不同掺杂浓度国产Cr:ZnS晶体的放大特性并进行了对比分析，结果表明，采用吸收系数3.3 cm-1、尺寸2×4×8 mm3的Cr:ZnS晶体可获得最佳增益输出，其放大倍数为3.3。采用两级放大器对小信号可调谐种子源进行放大，最大获得功率51.7 mW、中心波长2275 nm的激光输出。

关键词：激光放大器 2-3μm中波红外激光器 Cr:ZnS激光晶体可调谐激光

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基于点到线共焦的暗场激光散射表面缺陷检测

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激光与光电子学进展 2025年第3期62卷 193-201页

作者：常凯王硕程莹钧田志彭卢荣胜谢兴龙董敬涛合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理重点实验室

面向透明光学元件表面缺陷高速、高灵敏度的检测需求，针对现有暗场散射点共焦成像技术扫描效率低以及线共焦成像技术散射光串扰的问题，通过部分打破成像物镜的物-像共轭约束，设计了一种由柱状椭面镜和线阵光纤束组合的暗场散射光点-... 详细信息

面向透明光学元件表面缺陷高速、高灵敏度的检测需求，针对现有暗场散射点共焦成像技术扫描效率低以及线共焦成像技术散射光串扰的问题，通过部分打破成像物镜的物-像共轭约束，设计了一种由柱状椭面镜和线阵光纤束组合的暗场散射光点-线共焦收集装置，突破了数值孔径和视场相互制约的瓶颈，将线视场从毫米量级大幅提升至百毫米量级。设计了一种高速激光线扫描策略，在元件表面每一瞬间只产生一个激光光斑，避免了缺陷散射光的串扰。在此基础上，开发出具有光学断层能力的点-线共焦暗场激光散射测头，其具备分离透明光学元件前、后表面散射光的能力。实验结果表明：该测头的有效线视场达100 mm，散射光收集均匀性达80.7%；对于2 mm厚的透明元件，后表面缺陷散射光抑制信噪比可达14.1 dB；在8 mm/s的扫描速度下系统具备800 mm2/s的扫描效率，横向分辨率为20μm,1.16μm宽的划痕缺陷的散射信号信噪比可达10.9 dB，品质因子为6.9 cm-2·s-1·μm-1。

关键词：暗场散射表面缺陷检测线扫描共聚焦

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基于实时STF-VCFIR滤波器系统的OFDR谐波噪声消除

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中国激光 2025年第2期52卷 170-177页

作者：帅禄玮叶蕾李璇王照勇高侃叶青中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 上海中科神光光电产业有限公司上海201815

随着光频域反射计(OFDR)探测精度(<-100 dB)的提高,谐波噪声对探测的干扰逐渐增大,可能会导致OFDR系统出现传感误差或者误判。在传统的信号处理中,可以采用滤波器对谐波噪声进行消除;但是OFDR信号具有时变特性,传统滤波器无法完全消... 详细信息

随着光频域反射计(OFDR)探测精度(<-100 dB)的提高,谐波噪声对探测的干扰逐渐增大,可能会导致OFDR系统出现传感误差或者误判。在传统的信号处理中,可以采用滤波器对谐波噪声进行消除;但是OFDR信号具有时变特性,传统滤波器无法完全消除谐波噪声。鉴于此,本课题组提出了一种实时短时频率-可变系数有限长脉冲响应(STF-VCFIR)滤波器系统。该系统通过测量辅助干涉仪信号的短时频率、动态调节滤波器系数、对探测信号进行实时滤波处理,改善了传统滤波器导致的谐波泄漏的缺点,大幅降低了噪声的影响。最终通过实验证明了该系统可在实时处理的同时实现对谐波噪声的消除。与无滤波系统相比,该系统对谐波噪声的最大消除可达8 dB以上,使得谐波噪声降低到-102.7 dB以下,达到与噪声均值相同的水平,减小了将谐波噪声误判为反射点的概率,提高了系统判别的准确性。

关键词：光纤传感技术光频域反射计(OFDR) 现场可编程门阵列(FPGA) 实时处理可变系数滤波器噪声消除

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时空二维Kalman解卷绕与Φ-OTDR协同的水声多目标探测(特邀)

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红外与激光工程 2025年第4期54卷 315-325页

作者：吴金懿王照勇刘依凡陈义赐陈柏琦宋菲菲李璇皮浩洋叶青高侃蔡海文瞿荣辉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上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入... 详细信息

水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入了时空二维Kalman算法,充分利用Φ-OTDR探测数据的时间域和空间域的二维连续性,突破了相位卷绕特性对动态范围与系统重复频率的限制,确保了多类型目标信息的高保真探测。进一步地,通过非消声水池实验验证了时空二维Kalman算法的可行性,并分析了遥控潜水器(ROV)、仿生鱼和模拟潜水员等多类型目标的频谱特性。实验结果表明,ROV为连续信号,频率范围为200~1700 Hz,频谱图中存在等频率间隔排列(24 Hz)的线谱;仿生鱼的信号间隔为0.5 s,对应仿生鱼的鱼尾摆动周期,频率范围为1500~1700 Hz;模拟潜水员信号间隔为0.25 s,对应氧气瓶气泡喷吐周期,频率范围为150~400 Hz。该技术为多类型水声目标探测和鉴别提供了重要技术手段,有望推动水下目标探测与海洋监测的发展,拓展Φ-OTDR的应用领域。

关键词：相位敏感光时域反射计水下多类型目标探测时空二维Kalma n算法相位卷绕特性

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连续热源加载下二维热扩散长度的数值模拟与测量

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强激光与粒子束 2025年第5期37卷 19-28页

作者：花艳李笑玲韩玉晶刘晓凤李大伟赵元安帅坤王焜济南大学物理科学与技术学院济南250022 上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院强激光材料重点实验室上海201800

热扩散系数是大能量、高功率激光系统中光学元件的重要参数,关系到元件的抗激光损伤性能,但现有热扩散系数测量方法在多维热传导情况下的测量结果误差较大,且热扩散长度是热扩散系数测量的基础,因此采用有限元法仿真了热源连续加热下的... 详细信息

热扩散系数是大能量、高功率激光系统中光学元件的重要参数,关系到元件的抗激光损伤性能,但现有热扩散系数测量方法在多维热传导情况下的测量结果误差较大,且热扩散长度是热扩散系数测量的基础,因此采用有限元法仿真了热源连续加热下的二维热传导并总结了热扩散长度与热扩散系数及加热时间之间的关系规律,据此提出了热源连续加热下测量二维热扩散长度的模型与方法。首先采用有限元分析建立模型仿真了一维热传导情况下的热扩散长度与热扩散系数的关系式并与数值解析表达式比较,二者符合较好,验证了使用连续热源与热扩散长度求解热扩散系数的可行性;之后扩展到二维热扩散情况,并讨论了热损失、样品厚度和热源加载时间对结果的影响;最后给出了实际测量方案,并给出提升测量精度措施。该工作为方便准确地测量材料或元件的热扩散长度提供思路,对制备高功率、大能量激光系统元件具有重要意义。

关键词：连续热源热扩散系数热扩散长度有限元法

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MBE同质外延生长Sn掺杂β-Ga_(2)O_(3)(010)薄膜的电子输运性质研究

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人工晶体学报 2025年第2期54卷 244-254页

作者：张子琦杨珍妮况思良魏盛龙徐文静陈端阳齐红基张洪良厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室厦门361005 杭州光学精密机械研究所杭州311421 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室上海201800

本文研究了利用分子束外延技术生长的非故意掺杂(UID)和锡掺杂的β-Ga_(2)O_(3)同质外延薄膜的电子输运性质。薄膜载流子浓度范围为3.2×10^(16)至2.9×10^(19) cm^(-3),载流子浓度为3.2×10^(16) cm^(-3)的非故意掺杂薄膜... 详细信息

本文研究了利用分子束外延技术生长的非故意掺杂(UID)和锡掺杂的β-Ga_(2)O_(3)同质外延薄膜的电子输运性质。薄膜载流子浓度范围为3.2×10^(16)至2.9×10^(19) cm^(-3),载流子浓度为3.2×10^(16) cm^(-3)的非故意掺杂薄膜显示出优异的室温迁移率,为125 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),在80 K时的峰值迁移率为875 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),达到了当前MBE生长的Ga_(2)O_(3)薄膜的先进水平。利用温度相关霍尔测试表征同质外延薄膜的电子输运性质,计算得到锡掺杂剂的激活能为76.2 meV。通过散射模型的拟合计算,分析了这一系列同质外延薄膜的电子散射性质,在低温到高温过程中,来自本征缺陷的电离杂质散射及晶体中阴阳离子库仑力的极性光学声子(POP)散射限制了迁移率的增长。

关键词： β-Ga_(2)O_(3) 外延薄膜掺杂激活能迁移率输运性质

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氧化镓异质衬底集成技术研究进展

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人工晶体学报 2025年第3期54卷 470-490页

作者：瞿振宇徐文慧江昊东梁恒硕赵天成谢银飞孙华锐邹新波游天桂齐红基韩根全欧欣中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050 上海科技大学信息科学与技术学院上海201210 哈尔滨工业大学(深圳) 微纳光电信息系统理论与技术工业和信息化部重点实验室深圳518055 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室上海201800 杭州光学精密机械研究所杭州311421 西安电子科技大学微电子学院西安710071

超宽禁带氧化镓在高功率和射频器件领域显示出巨大发展潜力。然而,氧化镓固有的极低热导率和p型掺杂困难问题限制了其器件性能和结构设计。异质集成是突破单一材料性能极限,变革提升器件性能的关键技术。本文综述了异质外延、机械剥离... 详细信息

超宽禁带氧化镓在高功率和射频器件领域显示出巨大发展潜力。然而,氧化镓固有的极低热导率和p型掺杂困难问题限制了其器件性能和结构设计。异质集成是突破单一材料性能极限,变革提升器件性能的关键技术。本文综述了异质外延、机械剥离和离子束剥离转移三种氧化镓异质集成技术的最新研究进展,重点对比分析不同集成技术在材料质量、电学和热学特性及器件性能等方面的优缺点,并针对衬底种类、界面成键方式、过渡层厚度对纵向散热和电子输运的影响进行探讨。同时,本文对当前氧化镓异质集成技术所面临的挑战进行分析,并对氧化镓异质集成技术未来的发展趋势进行展望,旨在唤起国内氧化镓异质集成衬底相关研究,推动氧化镓异质集成器件开发,加快推进氧化镓材料和器件产业化应用。

关键词：氧化镓异质衬底集成异质外延机械剥离离子束剥离转移热管理

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三倍频多孔SiO2减反膜表面包覆研究

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中国激光 2025年第6期 161-169页

作者：沈斌李海元谢兴龙张旭熊怀中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理重点实验室中国科学院大学材料与光电研究中心

涂制多孔SiO2减反膜的大口径光学元件是大型高功率激光装置中的重要组成部分，并且对三倍频多孔SiO2减反膜的凃制需求尤甚。针对装置运行过程中常见的有机污染物及水分子对膜层的影响，通过表面包覆工艺制备了优化的三倍频多孔SiO2减反... 详细信息

涂制多孔SiO2减反膜的大口径光学元件是大型高功率激光装置中的重要组成部分，并且对三倍频多孔SiO2减反膜的凃制需求尤甚。针对装置运行过程中常见的有机污染物及水分子对膜层的影响，通过表面包覆工艺制备了优化的三倍频多孔SiO2减反膜（3AR+5MR），并将其与采用传统的氨水及六甲基二硅氨烷化学气氛处理工艺制备的三倍频多孔SiO2减反膜（3AR）进行了性能对比。结果表明：对于3AR+5MR膜层，其初始透过率峰值大于99.5%@370 nm，利用1-on-1方法测试得到的零概率激光损伤阈值为18.9 J/cm2（355 nm,8.8 ns），表面粗糙度为9 nm，水膜接触角达到近120°，各项性能均与传统的3AR膜层相当；在耐污抗湿能力方面，3AR+5MR膜层的性能稳定性优于3AR膜层，各项基础性能退化得较慢；3AR+5MR膜层的制备效率较3AR膜层有显著提升，可以满足新建高功率激光装置对溶胶凝胶SiO2减反膜元件产能提质增效的需求。

关键词：溶胶凝胶减反膜 SiO2 三倍频稳定性

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