计算重构光谱分析仪研究进展

光谱测量广泛应用于科学研究及工业生产中，而传统光谱仪因体积庞大难以满足众多应用需求。近年来，快速发展的计算重构光谱分析仪因其具有紧凑小巧、高分辨率和大测量带宽等优势而成为研究热点。光波经过计算重构光谱分析仪后所产生的光斑图案与波长存在一一对应关系，因此采取合适的解调算法可以从生成的光斑图案中重构入射光谱信息。目前计算重构光谱仪已能实现am量级光谱分辨率以及数百nm的测量带宽。本综述介绍了目前各类型计算重构光谱分析仪的工作原理以及性能指标，探讨了不同类型计算重构光谱分析仪的优缺点，分析了进一步提升性能指标的方法，展示了一些基于计算重构光谱分析仪的应用，以及展望了其未来发展前景。     

布拉格反射波导双光束边发射半导体激光器

报道1种在垂直远场方向上产生2个极窄的稳定对称光斑多量子阱边发射半导体激光器,在其有源区两侧设计布拉格反射波导结构.制备100μm条宽的边发射激光器,在垂直方向±33.4°附近实现2个稳定的7.2°对称的近圆形光斑,对器件镀膜后进行测试,在连续和脉冲工作条件下分别得到1.40,2.26 W的输出,器件的特征温度可达到91K.     

自动机运动规律图像特征点的提取方法研究

本文通过分析高速图像非接触法自动机运动参数测试系统采集图像的数据特点,利用光斑区域预测法,预测光斑在图像序列中的区域,确定处理的矩阵范围,实现了数据的快速处理;研究了针对自动机运动规律的反射光斑图像特征点的处理算法,图像经中值滤波后,采用算子边缘检测及生长、填充后,用亚像素识别技术中灰度重心法,进行了光斑中心定位。     

采用自适应补偿的无人机姿态测量

根据合作目标的单站姿态测量原理,结合实际大气湍流条件下激光光束的漂移及扩展效应,提出利用补偿和定位后的激光光斑质心确定无人机外部姿态的方法.通过计算单帧激光光斑中心提取单位时间内激光光斑质心组成的外围轮廓特征点,并将其构成多边形.以多边形图像质心为参照,建立姿态测量自适应补偿模型.计算结果表明,当目标距离为3 km时,采用模拟退火算法迭代解算并对结果进行自适应补偿,得到的姿态角误差最大值为0.221°,说明自适应补偿技术的姿态测量算法具有较高的姿态测量精度和收敛性.     

基于全息存储的激光光束质量研究

介绍了光束质量评价体系中光束质量因子,相关度及标准偏差等评价指标,研究了全息存储过程中半导体激光器的光束质量,比较光束经过平面镜以及分光镜之后,光束相关度及标准偏差变化情况,发现光束经过光学器件之后,相关度均下降,标准变差增大。实时采集了激光光束经过扩束、准直、聚焦之后,光斑强度变化对比图,焦点前光束光斑强度属于高斯型分布,进行存储再现图像信息更清晰、亮度也较大。同时存储介质置于焦点前的存储系统设计也有利于全息存储系统的小型化发展。     

激光辅助切削温度场的三维有限元仿真

激光加热的温度场受材料性参数、工件几何形状、激光器功率、光斑形状及移动速度的影响，分析激光辅助立铣淬硬钢的工况，提出简化的计算模型，进而将非稳态传热方程化为稳态的传热控制方程，应用三维有限元法，对激光流动加热45^#钢的温度场进行了仿真，经过对不同光斑形状、移动速度、光斑温度对温度场的影响，归纳了激光加热的特点，对激光辅助加工工艺参数的选择提出了建议。     

双端热透镜Z型固体激光腔图解分析

采用传播圆图解方法研究了具有双端热透镜的Z型折叠固体激光腔的工作特性,得到了谐振腔各腔臂中的光模参数bt1,bt2,b2及光斑尺寸wt1,wt2,w2随激光介质的热动力参数1/ft1及1/ft2的变化关系;结果表明通过合理选择参数可对腔的热稳定范围及基模光斑尺进行调控,其关键参数是对称的第1、3臂的长度l01 f1(或l02 f2),其值越小,腔的热稳定区越宽,同时激光晶体处的基模光斑越小.第2臂中的参数δ对热稳区宽度没有明显影响,但δ值越大,对应的光斑半径wt1及wt2也越大.     

自散焦晶体中空间二次谐波的产生机理

在掺Fe浓度为0.025%,厚度为1.06mm的自散焦LiNbO3∶Fe晶体中发现了阵列光束与写入晶格相互作用,表现为双光束、3光束、4光束和6光束全部发生光斑分裂.通过对一维和二维光子晶体的二次谐波现象的理论计算,证明了空间二次谐波是产生光斑分裂的原因,并且发现满足相位匹配条件能够提高二次谐波的产生效率.     

光热反射技术测量材料热扩散率的一种新方法

提出一种利用调制光热反射(MPR)技术测量固体材料热扩散率的新方法.通过比较待测样品与已知热扩散率材料幅频特性的差异,得到待测样品的热扩散率.理论分析表明,在利用MPR频响法测量材料热扩散率时,该方法无需测量泵浦和探测光斑半径的大小,可有效地避免泵浦和探测光斑半径的测量误差对热扩散率测量的不利影响.实验结果说明了上述方法的可行性.     

蓝绿激光束在海水中光斑扩散规律的研究

从蓝绿激光束在海水中的散射和吸收规律出发,运用能量守恒定律,研究了蓝绿激光束在海水中的能量扩散过程,导出了篮绿激光束光斑大小随海水水质参数和深度变化的解析公式,详细讨论了光斑大小与衰减系数和海水参数之间的关系,对已有的解析公式进行了有效地修正,对已取得的实验数据进行了正确阐释.研究结果对海洋探测和海洋激光雷达的研制有一定参考意义.