检索结果-内蒙古大学图书馆

激光技术 2024年第4期48卷 572-577页

作者：钟尚殷邓勇张书练南通大学机械工程学院南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了研究微片激光器的光回馈效应的调制方式对激光器光灵敏度的影响,采用不同调制电压、频率驱动压电陶瓷(PZT)来调谐微片激光器外腔的方法,观察光回馈条纹幅值和灵敏度的变化情况,并结合复合腔等效模型进行了数值仿真和分析。结果表明... 详细信息

为了研究微片激光器的光回馈效应的调制方式对激光器光灵敏度的影响,采用不同调制电压、频率驱动压电陶瓷(PZT)来调谐微片激光器外腔的方法,观察光回馈条纹幅值和灵敏度的变化情况,并结合复合腔等效模型进行了数值仿真和分析。结果表明,增大PZT调制频率,使其越靠近激光器的弛豫振荡频率,光放大效果越明显,输出幅值和PZT调制频率具有相同变化趋势;PZT调制频率不变,将140 mA抽运电流调小至出光阈值电流约100 mA,弛豫振荡峰值会逐渐靠近PZT移频调制量,能主动放大回馈光,增益可高达105;光灵敏度与PZT移频量相对弛豫振荡峰值的距离有关,两者越接近,光灵敏度则越强;经PZT调制的激光回馈系统相对声光调制,有降低成本、易于调节的优势。该研究为联动调节抽运电流和PZT调制量获得幅值合适、噪声小的光回馈条纹提供了参考。

关键词：激光光学激光回馈弛豫振荡抽运电流压电陶瓷调制

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以激光回馈干涉技术提高砷化镓和蓝宝石晶体的折射率测量精度

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红外与激光工程 2022年第3期51卷 304-310页

作者：袁春宇曹阳邓勇张书练南通大学机械工程学院江苏南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

砷化镓和蓝宝石晶体已经广泛应用于红外领域、光电领域和军事设备,因此两种材料的折射率测量对光学设计、计量检测和工业应用具有重要意义。为提高两种材料折射率的测量精度,采用微片激光回馈干涉技术同时测量折射率和厚度。此系统结合... 详细信息

砷化镓和蓝宝石晶体已经广泛应用于红外领域、光电领域和军事设备,因此两种材料的折射率测量对光学设计、计量检测和工业应用具有重要意义。为提高两种材料折射率的测量精度,采用微片激光回馈干涉技术同时测量折射率和厚度。此系统结合外差调制和准公共路径对空气气流和振动进行补偿,因此具有高灵敏度、高精度和高稳定性的特点,特别是同时测量性以及仅需将样品加工成薄片状而非棱柱形。实验结果表明,砷化镓和蓝宝石晶体 (在寻常光下) 的折射率测量精度提高到10^(-3)和 10^(-4),且厚度的精度均为 10^(-4)mm。

关键词：砷化镓蓝宝石回馈干涉折射率精度

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半外腔Nd:YAG和Nd:YVO_(4)微片固体激光器的腔调谐特性研究

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应用光学 2023年第2期44卷 437-443页

作者：陈伟光邓勇张书练南通大学机械工程学院江苏南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

微片固体激光器具有体积小、寿命长等优点,是精密测量仪器的重要光源。构建了平-平、半外腔的Nd:YAG和Nd:YVO_(4)微片激光器,通过控制压电陶瓷伸缩改变激光器的谐振腔长,同时使用F-P扫描干涉仪和波长计观察纵模和波长。研究了这2种微片... 详细信息

微片固体激光器具有体积小、寿命长等优点,是精密测量仪器的重要光源。构建了平-平、半外腔的Nd:YAG和Nd:YVO_(4)微片激光器,通过控制压电陶瓷伸缩改变激光器的谐振腔长,同时使用F-P扫描干涉仪和波长计观察纵模和波长。研究了这2种微片固体激光器的腔调谐特性,包括腔长与光功率的关系,激光纵模扫过出光带宽过程的光功率和单、双纵模变化的规律。实验结果表明:腔调谐过程中单、双纵模交替出现,腔长和泵浦电流共同影响激光器的输出模式和光功率。

关键词： Nd:YAG Nd:YVO_(4) 腔调谐特性输出模式光功率

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两相对旋转的四分之一波片的激光回馈效应

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应用激光 2024年第2期44卷 138-143页

作者：吴爱华王健邓勇张书练南通大学机械工程学院江苏南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为解决激光回馈在测量较小双折射元件的相位延迟时存在锁区的问题,研究组合1/4波片在He-Ne激光器回馈外腔中的回馈效应,通过在回馈外腔中放入两片1/4波片,旋转其中一片波片,改变两波片的快慢轴夹角,会产生偏振跳变现象。实验发现,当两... 详细信息

为解决激光回馈在测量较小双折射元件的相位延迟时存在锁区的问题,研究组合1/4波片在He-Ne激光器回馈外腔中的回馈效应,通过在回馈外腔中放入两片1/4波片,旋转其中一片波片,改变两波片的快慢轴夹角,会产生偏振跳变现象。实验发现,当两波片的快慢轴的夹角改变时,偏振跳变现象一直存在并且跳变点的位置在改变,即组合波片相位延迟可以实现连续变化。当两波片的快慢轴夹角在0°~90°范围内变化时,5次重复实验发现,组合波片的等效相位延迟可从19.79°变化至160.06°,重复测量最大偏差为0.6°,最大标准差为0.25°。组合波片可应用到激光回馈测量微小双折射元件测量当中,作为偏置元件为测量系统调制出所需补偿的相位延迟。

关键词：激光回馈组合波片偏振跳变相位延迟

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充单同位素Ne的HeNe激光器的一种模式竞争与跳变

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红外与激光工程 2022年第4期51卷 209-213页

作者：王琦钱永明张书练南通大学机械工程学院江苏南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

在一支HeNe激光器腔长增大的过程中观察了其偏振态的变化,发现它的一种偏振态表现为常亮,另一种偏振态表现为常暗,只有换模时,后者才有机会振荡但又会迅速熄灭,同时它们的光强功率也呈反向变化,这说明两种偏振态的模存在强烈的竞争,且... 详细信息

在一支HeNe激光器腔长增大的过程中观察了其偏振态的变化,发现它的一种偏振态表现为常亮,另一种偏振态表现为常暗,只有换模时,后者才有机会振荡但又会迅速熄灭,同时它们的光强功率也呈反向变化,这说明两种偏振态的模存在强烈的竞争,且在换模过程中发生了模式跳变,目前尚无对这种现象的具体报道。研究了激光器两种正交模式在腔长调谐时的纵模特性及两种偏振态的光强调谐曲线在频差调整前后的变化,由分析可知:增益介质仅为单同位素Ne是引起两种正交模式偏振异常的原因,并阐述了单同位素Ne对模式竞争的影响。

关键词：频率分裂 HeNe激光器单同位素Ne 模式竞争

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固体微片Nd∶YAG激光器的偏振跳变效应研究

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激光技术 2023年第5期47卷 627-631页

作者：陈浩楠邓勇张书练南通大学机械工程学院南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了研究基于激光回馈的偏振跳变效应与相位延迟间的内在联系,采用微片Nd∶YAG激光器(中心波长1064 nm)为光源,回馈腔内置两个相对旋转的λ/4波片改变相位延迟,在调谐回馈腔长的过程中研究了激光器的光强输出和偏振态变化。结果表明,随... 详细信息

为了研究基于激光回馈的偏振跳变效应与相位延迟间的内在联系,采用微片Nd∶YAG激光器(中心波长1064 nm)为光源,回馈腔内置两个相对旋转的λ/4波片改变相位延迟,在调谐回馈腔长的过程中研究了激光器的光强输出和偏振态变化。结果表明,随着回馈腔内相位延迟增大,偏振跳变点的凹陷逐渐加深,两个偏振态的光强调制波形宽度趋于相同;当回馈腔中相位延迟为90°时,两正交偏振态在一个强度调制周期内持续时间相同,每一次偏振跳变对应回馈腔长改变λ/4。此不同相位延迟下偏振跳变点的变化规律,为1064 nm波长下的波片相位延迟测量提供了潜在方法,同时相位延迟对激光器输出光强曲线的整形、为激光回馈条纹(自混合干涉条纹)的光学细分提供了依据。

关键词：激光光学偏振跳变微片激光器外腔双折射回馈

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加力型频率分裂激光器的频率差热漂移

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红外与激光工程 2021年第2期50卷 75-81页

作者：王琦钱永明张书练南通大学机械工程学院江苏南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

频率差可调的加力型频率分裂氦氖激光器具有广阔的应用前景,目前鲜有关于该激光器频率差热漂移的具体报道,但它是一个重要的应用指标,特别是在光刻机用干涉仪中需要重点关注。采用弹性加力法对双折射-塞曼氦氖双频激光器进行频率差赋值... 详细信息

频率差可调的加力型频率分裂氦氖激光器具有广阔的应用前景,目前鲜有关于该激光器频率差热漂移的具体报道,但它是一个重要的应用指标,特别是在光刻机用干涉仪中需要重点关注。采用弹性加力法对双折射-塞曼氦氖双频激光器进行频率差赋值,详细观察了频率差在开机漂变阶段、过渡阶段及稳定阶段状态的变化过程,给出了频率差对开机时间的曲线。实验表明稳频作用下的频率差的稳定性优于23 kHz/h,重复性优于130 kHz。此外还就不同结构或材料的弹性加力元件对频率差的影响进行了对比分析,实验表明系统温度分布的均匀性和稳定性对频率差热漂移起重要作用。

关键词：弹性加力氦氖激光器频率差热漂移

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基于温度闭环反馈的He-Ne激光器热稳频系统

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激光技术 2022年第6期46卷 755-759页

作者：缪鑫王琦邓勇张书练南通大学机械工程学院南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了提升激光回馈测量系统中He-Ne激光器的性能,解决激光回馈镜不断移动时频率无法使用传统方法稳定的技术问题,采用基于温度反馈控制激光器管体温度的闭环被动稳频的方法,进行了理论分析和实验验证,研究了不同管体温度与环境温度差值... 详细信息

为了提升激光回馈测量系统中He-Ne激光器的性能,解决激光回馈镜不断移动时频率无法使用传统方法稳定的技术问题,采用基于温度反馈控制激光器管体温度的闭环被动稳频的方法,进行了理论分析和实验验证,研究了不同管体温度与环境温度差值下频率稳定性。结果表明,系统最佳温差为25.6℃;在此温差条件下稳频后,He-Ne激光器波长波动范围达10^(-4),即频率稳定性达到1.61×10^(-7),功率漂移量低于3.20%。该系统可以根据环境温度的变化调节稳频温度点,并且稳频结构简单,满足激光回馈一般应用系统稳定性的要求。

关键词：激光技术稳定性温度闭环控制频率

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激光回馈半钢化玻璃应力双折射测量技术

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激光技术 2020年第3期44卷 371-376页

作者：马响邓勇张书练南通大学机械工程学院南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了快速准确地测量半钢化玻璃的应力双折射大小,实时监测产品质量,结合半经典理论与三镜腔理论模型,研究了基于激光回馈效应的半钢化玻璃应力双折射自动测量技术。测量装置由精密光学元件及运动平台组合搭建,由偏振光低电平的占空比自... 详细信息

为了快速准确地测量半钢化玻璃的应力双折射大小,实时监测产品质量,结合半经典理论与三镜腔理论模型,研究了基于激光回馈效应的半钢化玻璃应力双折射自动测量技术。测量装置由精密光学元件及运动平台组合搭建,由偏振光低电平的占空比自动判断样品主应力方向,测量效率较高;采用降低输入电压变化梯度的方法,将输出电压控制在较小的范围内波动,提高了压电陶瓷位移稳定性。结果表明,样品应力双折射的大小由调谐曲线上一个偏振跳变周期内偏振跳变点的位置决定,多次测量的最大偏差为6.1nm/cm,标准差低于2.0nm/cm。该技术具有测量周期短、精度高且重复性好等特点,适用于实际生产中。

关键词：激光技术正交偏振半钢化玻璃应力双折射

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迭代最小二乘法气体光谱自动水汽差减算法

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光谱学与光谱分析 2019年第1期39卷 20-25页

作者：王昕吕世龙陈夏北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

傅里叶红外光谱法具有测量速度快、信噪比高、检测范围广等优势,在针对污染源废气排放的快速检测及长时间在线监测中具有巨大的发展潜力。水汽是红外光谱污染气体检测中的主要干扰物,影响NOX,SO_2等重要污染物的检测,差减水汽背景谱消... 详细信息

傅里叶红外光谱法具有测量速度快、信噪比高、检测范围广等优势,在针对污染源废气排放的快速检测及长时间在线监测中具有巨大的发展潜力。水汽是红外光谱污染气体检测中的主要干扰物,影响NOX,SO_2等重要污染物的检测,差减水汽背景谱消除光谱中水汽干扰可提高这些污染物的检测精度,具有重要意义。气体光谱中水汽吸收峰由于受到水分子团簇、仪器线型函数等影响,通过数值方法对其计算的误差较大;为此,水汽背景谱一般需采用同一台光谱仪实测获得。主要有两种方法:第一种是通过反复调节水汽/氮气混合气中的水汽浓度,使水汽背景谱中的水汽吸收峰与污染气体光谱中水汽吸收峰相同,此方法耗时较长,且受环境条件制约很难在现场检测中使用;第二种方法是预先测量不同浓度的水汽光谱,在检测污染气体时选取两幅与污染气体光谱中水汽吸收峰最为接近且将其夹在中间的水汽光谱作为参考谱,使用这两幅参考谱线性拟合与污染气体光谱中水汽吸收峰相同的水汽背景谱,此方法可获得高度近似的水汽背景谱,但当前缺乏相关自动算法妨碍了其在快速自动消除水汽干扰方面的应用。为此,提出一种选取水汽参考谱及拟合水汽背景谱的自动算法,用于自动差减消除水汽干扰。在参考谱选取中,使用污染气体光谱依次减去浓度由低至高的水汽光谱,依据差减后光谱中水汽吸收峰所在波数的吸光度正负性来选取参考谱。在水汽背景谱计算中,基于迭代最小二乘法逐步剔除光谱中受污染物吸收峰干扰的波数,采用剩余波数上的数据拟合水汽背景谱,使其与污染气体光谱中水汽吸收峰相一致。使用水汽背景谱对污染气体光谱进行差减即可消除污染气体光谱中的水汽干扰。对含有NO_2的污染气体光谱进行了差减消除水汽干扰实验,结果表明所提出的自动算法可快速准确消除水汽干扰;NO_2在消除水汽干扰后可由其位于1 629cm^(-1)的强吸收峰检测,相比消除水汽干扰前使用不受水汽干扰的位于2 917cm^(-1)的弱吸收峰检测,其检出限得到了大幅提高。

关键词：污染气体检测水汽干扰傅里叶红外光谱最小二乘法

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