关于二氧化碳激光外差探测的若干问题

在研究 CO_2激光外差通讯技术的过程中,我们曾于1976年冬到1978年夏先后多次进行 CO_2光外差试验,并在此基础上进行过 CO_2激光腔外 GaAs 强度调制通话试验及腔内 PZT 调频12路载波通话室内联试。本文讨论有关光外差探测的若干理论和实际问题。     

腔内磁光调制激光系统的输出特性

从磁光调制器在激光腔内的基本特性出发,详细分析了带反馈的腔内磁光调制(IMOM)激光器系统的输出特性,得到了输出具有多稳态的结论,并讨论了输出的不稳定性和混沌行为。根据大量的数值计算结果,文章系统地分析了各系统参量对输出特性的影响,同时还探讨了气体激光增益介质的作用,得到了输出功率的分叉图。     

10.6μm激光通信腔内调制技术

本成果对10.6μm激光腔内声光连续波调制和声光脉冲调制进行了研究,在世界上首次发现了腔内连续波调制带宽的进一步提高受到等离子体固有振荡频率的限制,这一发现对气体激光器腔内连续波调制技术的研究具有重要的理论价值,为腔内脉冲调制技术的研究奠定了技术基础。并首次将临界工作状态(菲涅尔系数小于1)半外腔激光器的设计用于声光调Q。     

二氧化碳激光大气数字通信体制研究

CO_2激光大气数字通信在国外六十年代末期就开始了研究,并且做出了一些实验和实用性系统.我国由于受器件、技术限制,未能作这方面的工作.根据国内实际水平,我们完成了强度调制、直接探测体制的 PCM 一次群 CO_2激光大气通信实验系统,并对其进行了理论分析和性能测试.根据测试结果提出了改进建议.从理论上分析,系统信噪比的估算式为:     

腔内电光调制激光系统的混沌模拟

采用数值模拟的方法讨论了带反馈的腔內电光调制激光系统功率输出的分叉和混沌行为,得到了输出功率随控制参数变化的分叉图,和一些定量结果。     

激光软波导传输理论研究

主研人员王瑞峰吴晓航张晓军洪永和李军建本成果对10.6μm 激光软波导传输理论进行了深入研究,在国际上首先对激光器设计中提出了综合波导理论模型及利用金属波导合成激光功率和压缩光束的新思想,并据此做出了:线偏振 CO_2激光器、TE_(?)模 CO_2激光器、激光功率合成器、带有相应矩形波导的楔形耦合器等四种器件,从而验证了所提出的上述新理论的正确性.该四种     

Nd:GdYVO4与Nd:YVO4的激光倍频特性比较

在相同实验条件下,采用V型折叠腔对比了Nd:GdYVO4和Nd:YVO4两种晶体的腔内倍频特性。利用KTP腔内倍频,在泵浦功率为6.71W时分别获得了1.69W和1.46W的稳定倍频绿光输出,光-光转换效率分别达到25.2%和21.8%。比较得出,由于Nd:GdYVO4晶体良好的导热性,在大功率激光泵浦条件下,Nd:GdYVO4/KTP获得了更好的倍频激光输出。     

腔内射频位相调制腔增强特性研究

本文从F－P腔及电光调制器的基本特性出发，分析了具有位相调制器的腔内调制特性；数值计算表明，腔内位相调制在某些频率处具有腔增强效应，在某些频率处不具有腔增强效应。     

稀有同位素~(13)CO_2激光器——激光雷达新光源

描述了稀有同位素~(13)CO_2激光器的特性和应用。在国内首次报道了研制的一台同位素~(13)CO_2激光器,输出单模、偏振,总共25条激光谱线,最大输出功率大于3W。     

双机械振子光机械系统的电磁诱导透明

考虑1个腔场中包含2个可移动镜子的腔光机械系统,可移动的镜子可以看成机械振子,该系统同时被2束经典激光场驱动,则在腔场与2个机械振子之间、腔场与经典激光场之间都会产生相互作用。利用平均场近似条件,写出系统算符平均值的时间演化方程,从而得到系统的稳态解;为了直观形象,数值模拟了系统输出的探测场随失谐的变化关系。模拟结果表明:当2个机械振子振动频率不同时,此系统出现双电磁诱导透明现象;同时发现,在所选取的参数范围内,腔场之间的有效耦合能够控制透明窗口的宽度,有效耦合系数越大,透明窗口越宽。     

He-Ne激光腔内位相调制的增强效应

本文首次报导了以电光射频位相调制光谱技术为基础，对有源腔内位相调制增强的机理进行了理论和实验的研究结果。数值计算得到了腔内调制存在腹增强效应。在调制频率为10MHz时，理论腔增强倍数为9倍，并在实验上获得了验证。     

10.6微米CO_2激光通信机光学天线设计

国外有关10.6微米CO_2激光通信实验系统均采用非球面光学天线,如文献[1、2]等。本文报导了采用“球面卡塞格仑望远鏡系统”,作为CO_2激光通信机的发射与接收天线。计算及测试结果表明,其性能仍可滿足使用者的要求。从而避免了使用难于加工和造价昂贵的非球面系统,降低了成本,便于推广应用。     

苹果机在激光通信中的应用

本文叙述了微型机Apple-Ⅱ作为CO_2激光大气传输特性测试系统的一个分机,如何运用汇编和BASIC语言来完成数据采集和数据处理的功能。这在当前Apple-Ⅱ多作为个人游戏机和科学计算绘图等用途的情况下,提供了这种机器实际应用的另一个重要方面。     

光泵腔式NH_3分子亚毫米波激光器最佳工作参数的理论研究

通过求解量子系统的密度矩阵方程 ,采用迭代法计算了光泵腔式NH3分子亚毫米波激光的输出功率密度 .在此基础上 ,对光泵腔式亚毫米波激光的工作参数进行了深入地理论研究 ,结果表明最佳工作气压与腔的功率反射系数、样品管的长度及泵功率密度等工作参数之间是相互制约的 ,同时与参与激光过程的能级有关 .     

相对论速调管中调制腔的三维设计

根据二维模拟中电子束在调制腔中所需要的微波场,采用三维电磁场模拟软件进行调制腔的三维设计。在相对论速调管放大器中输入微波的馈入调制腔内,其作用场为TM01模;由于调制腔需要从外部馈入微波,通常为一种较复杂的三维结构。通过三维带电子束的电磁场模拟,验证了三维设计调制腔在给定输入功率条件下对电子束的调制效率及其三维设计。     

脉内调制特性的中频解调分析

在分析中频解调原理的基础上,讨论了雷达情报侦察系统中脉內调制特性的分析方法。此外,就影响对不同的复杂雷达信号的脉内调制特性分析的因素进行了讨论。计算机模拟结果证明:在中频上解调分析雷达信号的脉內调制特性是简单可行的。     

10.6μmCO_2激光通信机天线的簡易調整技术

国外有关CO_2激光通信实验系统的资料对光学天线的调节很少讨论。本文报导了采用10.6μmCO_2激光通信机的球面卡塞格仑发射天线的主、副镜偏离共焦的方法,在不增大天线外形尺寸的条件下,可提高天线的增益,以及提出确保偏离精度的调整方法。用常规的内调焦平行光管、550平行光管和热释电探测器来实现发射、接收和瞄准望远镜三光轴的平行,而不必用任何可见光激光源或300mm以上口径的平行光管。     

染科激光治癌系统

染料激光治癌系统完全采用国产元器件及染料;并采用了具有较高稳定性及易于调谐的腔结构;并自行设计加工染料喷咀装置。样机的主要指标为:使用 RB 染料,在红光(6300(?)附近)获得78mW 的激光输出,转换效率为9.75%,达到了国内外临床应用的要求范围。同时还发表了三篇有价值的论文,对腔型设计及 Ar~+激光模式变化有独特的见解并进行了详细的研究。     

10.6微米CO_2激光通信的前景

在目前具有实用价值的各个激光波段中,以处在中红外的10.6微米CO_2激光的波长为最长。多年来,对这个波段的激光通信是否值得发展颇有争论。本文根据成电CO_2激光通信小组在1975年至1977年于成、渝、京地区所作试验的结果,以及有关资料,说明了10.6微米这一波段的特点,指出这个波段有发展价值,并论述了其发展前景。     

熔石英损伤修复形貌对光场调制的标量衍射理论研究

熔石英表面损伤对于传输光场以及光学系统有诸多不利影响,CO2激光修复技术可以提高损伤阈值,有效地消除或减轻损伤对光路的影响.本文利用数学仿真工具MATLAB和标量衍射理论针对大尺寸高斯以及圆锥类型修复形貌(非蒸发和蒸发修复)对光调制的影响进行相应的模拟仿真计算,获得修复形貌对传输光场的调制作用以及被调制光场在修复元件下游的衍射传输情况.本研究以355nm激光为激发波长进行相应的仿真计算,分别探讨了两种修复形貌对入射光场调制的异同以及该光场被调制后对下游光传输的影响.结果表明,CO2蒸发与非蒸发技术对损伤修复形貌的光场传输有着不同的影响,传输光场的调制度随着形貌的宽深比(半径R-深度L)不同而变化.因此,适当控制修复形貌及尺寸可在有效提高熔石英激光损伤阈值的同时避免调制光强过大对下游光学元件的再次损伤,以保证激光装置稳定运行.