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二元光学元件制作误差分析与模拟 被引量:20
1
作者 徐平 张晓春 +4 位作者 郭履容 郭永康 周祥 杜春雷 周明宝 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第6期833-838,共6页
从标量衍射理论出发,首先从理论上计算出多台阶二元光学元件发生深度误差时衍射效率的解析式;然后以4台阶和8台阶闪耀光栅为例,对二元光学元件套刻制作中的主要误差及其这些误差之间的相互影响进行了系统的分析和计算机模拟研究,模... 从标量衍射理论出发,首先从理论上计算出多台阶二元光学元件发生深度误差时衍射效率的解析式;然后以4台阶和8台阶闪耀光栅为例,对二元光学元件套刻制作中的主要误差及其这些误差之间的相互影响进行了系统的分析和计算机模拟研究,模拟结果给实际制作提供了重要理论指导和实验参数。 展开更多
关键词 二元 光学元件 误差分析 闪耀光栅
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谱合成光束特性的模拟分析 被引量:19
2
作者 张艳 张彬 祝颂军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期4590-4595,共6页
建立了光束谱合成的传输模型.应用光线追迹方法,将闪耀光栅引起的相位变化用槽间光程差和槽内光程差来表示,建立了光束倾斜入射到光栅时相位变化的计算模型.利用衍射积分方法,给出了阵列光源各子光束经谱合成系统后输出光场的解析表达式... 建立了光束谱合成的传输模型.应用光线追迹方法,将闪耀光栅引起的相位变化用槽间光程差和槽内光程差来表示,建立了光束倾斜入射到光栅时相位变化的计算模型.利用衍射积分方法,给出了阵列光源各子光束经谱合成系统后输出光场的解析表达式.依据光束非相干叠加的原理,计算得到合成光束的光强分布.在此基础上,利用强度二阶矩方法,分别计算了阵列光束和合成光束的M2因子,并定量分析了谱合成系统参数对合成光束特性的影响.研究结果表明:通过谱合成系统合成光束的M2因子与单个子光束的M2因子相近;随着变换透镜焦距的增加,各子光束中心波长的间距减小,从而使合成光束谱宽减小;阵列单元的封装误差对合成光束的光强分布影响相对较小,而整个阵列的对准误差则对合成光束的光强分布存在明显影响. 展开更多
关键词 光束谱合成 阵列光源 闪耀光栅 光束质量
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用于ICF的分频光栅的耦合波分析 被引量:13
3
作者 陈德伟 王炜 李永平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期433-437,共5页
用严格的耦合波理论分析用于分频的闪耀光栅验证标量理论结果的实用性 .计算结果同标量理论结果进行比较表明 ,在提高光栅分辨力的现有指标情况下 ,闪耀光栅具有良好的分频效果 .
关键词 耦合波 闪耀光栅 截断误差 ICF 分频光栅 惯性约束核聚变
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双光栅纯转动拉曼测温激光雷达单色仪的光学设计 被引量:14
4
作者 苏嘉 张寅超 +5 位作者 赵曰峰 刘玉丽 洪光烈 赵培涛 屈凯峰 谢军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期94-98,共5页
纯转动拉曼测温激光雷达中采用双光栅单色仪结构的优点是能提供优于10^-7抑制比,能够很好地抑制瑞利-米氏散射,得到纯度很高的转动拉曼谱,并且能够提高光的透射率,具有长期稳定性,但双光栅单色仪的光路结构复杂一直是系统中的难点。首... 纯转动拉曼测温激光雷达中采用双光栅单色仪结构的优点是能提供优于10^-7抑制比,能够很好地抑制瑞利-米氏散射,得到纯度很高的转动拉曼谱,并且能够提高光的透射率,具有长期稳定性,但双光栅单色仪的光路结构复杂一直是系统中的难点。首先对两种光栅光路结构进行讨论,得出光纤对称式光栅光路结构对于光栅效率的利用要优于光纤直线排列式光路结构,并通过对光栅公式和转动拉曼光谱公式结合,推导出光栅闪耀级次和衍射角关系方程。当光栅常数为600line/mm时,其第5级为最佳闪耀级次。 展开更多
关键词 激光技术 雷达 温度测量 闪耀光栅 光学设计
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闪耀光栅原理及其应用 被引量:13
5
作者 张发国 喻洪麟 《重庆文理学院学报(自然科学版)》 2008年第1期48-51,共4页
近几年,随着硅微加工技术的迅速发展和制作硅光栅技术的提高,闪耀光栅的制作变得更为容易[1,15].由于闪耀光栅具有零级分光的特性,使得它的应用研究日益成为人们关注的焦点.文章在阐述闪耀光栅原理之后,介绍了目前国内外闪耀光栅在单色... 近几年,随着硅微加工技术的迅速发展和制作硅光栅技术的提高,闪耀光栅的制作变得更为容易[1,15].由于闪耀光栅具有零级分光的特性,使得它的应用研究日益成为人们关注的焦点.文章在阐述闪耀光栅原理之后,介绍了目前国内外闪耀光栅在单色仪、精密测量、激光整形、显示技术、光通信等方面的应用情况[5,6,10,15,16,18-20],并就其未来的发展做了展望. 展开更多
关键词 闪耀光栅 单色仪 MEMS 光开关
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面向小行星探测的可见-红外光谱成像光学系统 被引量:12
6
作者 杨福臻 陈新华 +2 位作者 赵知诚 刘全 沈为民 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期151-158,共8页
设计了一种用于小行星探测的宽波段可见-红外Offner型光谱成像光学系统。该系统的工作波段覆盖0.4~2.7μm,其可见-近红外(VNIR)通道(0.4~1.0μm)和短波红外(SWIR)通道(1.0~2.7μm)的F数分别为6和3。通过求解及优化初始结构,设计完成的... 设计了一种用于小行星探测的宽波段可见-红外Offner型光谱成像光学系统。该系统的工作波段覆盖0.4~2.7μm,其可见-近红外(VNIR)通道(0.4~1.0μm)和短波红外(SWIR)通道(1.0~2.7μm)的F数分别为6和3。通过求解及优化初始结构,设计完成的光学系统点列图直径小于单个像元尺寸,且在Nyquist频率处的调制传递函数(MTF)值不小于0.51。为改善系统的光谱响应,满足宽波段成像的需求,系统中的凸面光栅被分成两个具有不同周期的区域,分别工作在VNIR通道和SWIR通道。根据光学设计结果,开展原理样机研制并进行性能测试。测试结果表明,研制得到的光学系统成像质量良好,满足设计指标要求。 展开更多
关键词 光学设计 空间探测 光谱成像仪 凸面光栅
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同步辐射球面闪耀光栅的研制 被引量:8
7
作者 徐向东 洪义麟 +4 位作者 霍同林 周洪军 陶晓明 傅绍军 张允武 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期248-250,共3页
A spherical blazed grating (SBG) of 1200l/mm was successfully fabricated for the Seya Namioka monochromator of photochemistry experiment station at National Synchrotron Radiation Laboratory with the holographic ion be... A spherical blazed grating (SBG) of 1200l/mm was successfully fabricated for the Seya Namioka monochromator of photochemistry experiment station at National Synchrotron Radiation Laboratory with the holographic ion beam technique. In addition to the general process, the photoresist ashing technique is developed for achieving good quality gratings. 展开更多
关键词 离子束刻蚀 光刻胶灰化 同步辐射 球面闪耀光栅
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微型MOEMS阿达玛变换近红外光谱仪 被引量:11
8
作者 张智海 莫祥霞 +1 位作者 郭媛君 王伟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1975-1979,共5页
提出一种运用微光机电系统(micro-opto-electro-mechanical systems,MOEMS)闪耀光栅,动态产生阿达玛变换模版的微型近红外光谱仪。它具有体积小、价格低、扫描速度快等突出优点。分析了这种新型近红外光谱仪的结构和工作原理,通过对MO... 提出一种运用微光机电系统(micro-opto-electro-mechanical systems,MOEMS)闪耀光栅,动态产生阿达玛变换模版的微型近红外光谱仪。它具有体积小、价格低、扫描速度快等突出优点。分析了这种新型近红外光谱仪的结构和工作原理,通过对MOEMS闪耀光栅编程,动态生成了63阶阿达玛模版。实验得到的光谱波形与岛津光谱仪测量结果吻合。检测波长范围为900-1 500 nm,分辨率为19 nm,单次扫描时间2.4s,信噪比为44.67∶1,光路尺寸为70 mm×130 mm,总体重量〈1 kg,符合实时、便携的要求。 展开更多
关键词 近红外光谱仪 阿达玛变换 微光机电系统 闪耀光栅
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闪耀全息光栅离子束刻蚀工艺模拟及实验验证 被引量:10
9
作者 吴娜 谭鑫 +1 位作者 巴音贺希格 唐玉国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1904-1912,共9页
依据特征曲线法推导了非晶体表面的离子束刻蚀模拟方程,结合全息光栅的刻蚀特点开发出离子束刻蚀模拟程序,并通过实验数据分析并优化了非晶体材料刻蚀速率与离子束入射角的关系方程,最后利用离子束刻蚀实验对所开发的离子束刻蚀模拟程... 依据特征曲线法推导了非晶体表面的离子束刻蚀模拟方程,结合全息光栅的刻蚀特点开发出离子束刻蚀模拟程序,并通过实验数据分析并优化了非晶体材料刻蚀速率与离子束入射角的关系方程,最后利用离子束刻蚀实验对所开发的离子束刻蚀模拟程序进行了实验验证。调节掩模与基底材料的刻蚀速率比为2∶1至1∶2,制作了线密度为1 200l/mm,闪耀角为~8.6°,非闪耀角为34°~98°的4种闪耀光栅,与刻蚀模拟程序的结果进行对比,模拟误差<5%;控制离子束刻蚀时间为6~14min,制作了线密度为1 200l/mm,闪耀角为~8.6°,顶角平台横向尺寸为0~211nm的6种光栅,与刻蚀模拟程序的模拟结果进行对比,模拟误差<1%。比较实验及离子束刻蚀模拟结果表明,离子束刻蚀模拟程序获得的模拟刻蚀轮廓曲线与实际刻蚀轮廓曲线的误差<5%;模拟刻蚀截止点与实际刻蚀截止点误差<1%。实验表明,提出的模拟方程可以准确地描述不同工艺过程和工艺参数对最终刻蚀结果的影响,进而可预知和控制离子束刻蚀过程。 展开更多
关键词 闪耀光栅 全息光栅 衍射效率 刻蚀模拟 离子束刻蚀
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紫外全息闪耀光栅的制作 被引量:10
10
作者 谭鑫 李文昊 +1 位作者 巴音贺希格 齐向东 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1536-1542,共7页
通过理论计算研究了影响闪耀光栅衍射效率的因素,并利用离子束刻蚀模拟程序模拟刻蚀闪耀光栅来确定闪耀光栅的制作参数。以理论计算的闪耀光栅参数为依据,以刻蚀模拟程序为指导,基于全息-离子束刻蚀工艺制作了闪耀波长分别为250nm和330... 通过理论计算研究了影响闪耀光栅衍射效率的因素,并利用离子束刻蚀模拟程序模拟刻蚀闪耀光栅来确定闪耀光栅的制作参数。以理论计算的闪耀光栅参数为依据,以刻蚀模拟程序为指导,基于全息-离子束刻蚀工艺制作了闪耀波长分别为250nm和330nm,光栅尺寸分别为85mm×85mm,60mm×60mm,线密度均为1200lp/mm的闪耀光栅。第一种光栅闪耀角为8.54°,非闪耀角为72°,其250nm波长自准直入射时的-1级衍射光衍射效率约为81%;第二种光栅闪耀角为11.68°,非闪耀角为74°,330nm波长自准直入射时的-1级衍射光衍射效率约为80%。实验结果表明,提出的方法可以在制作闪耀光栅的过程中实现对闪耀角的精确控制,获得的实验结果与理论计算结果符合较好。利用该方法能够在大尺寸基底上获得衍射效率>75%的紫外闪耀光栅。 展开更多
关键词 闪耀光栅 紫外光栅 衍射效率 刻蚀模拟
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基于相控阵雷达模型的液晶光束偏转波控方法研究 被引量:10
11
作者 杜升平 黄永梅 +1 位作者 付承毓 郭弘扬 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期581-586,共6页
针对闪耀光栅模型光束偏转角度数量分布有限的缺点,提出一种基于相控阵雷达模型的液晶光束偏转波控方法。该方法控制液晶电极间相位差,通过改变液晶电极间相位差控制出射光波束方向。使用傅里叶光学方法推导该模型最大偏转角度、光束偏... 针对闪耀光栅模型光束偏转角度数量分布有限的缺点,提出一种基于相控阵雷达模型的液晶光束偏转波控方法。该方法控制液晶电极间相位差,通过改变液晶电极间相位差控制出射光波束方向。使用傅里叶光学方法推导该模型最大偏转角度、光束偏转角度与电极间调制相位关系以及衍射效率和偏转角度的关系。实验证明该方法可实现任意分辨角的光波束扫描,在0.15°光束扫描范围内实现优于20μrad的连续光束偏转。 展开更多
关键词 液晶 相控阵 闪耀光栅 傅里叶光学
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高精度测温拉曼激光雷达光谱仪的光学设计 被引量:8
12
作者 刘洋 张天舒 +3 位作者 赵雪松 项衍 邓潘 吕立慧 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1904-1909,共6页
为了抑制边缘纯转动拉曼光谱成像偏差,提出了一种高精度测温拉曼激光雷达光谱仪光学系统设计。该系统利用非球面透镜组对光谱仪成像球差进行校正,针对光谱仪10mm/nm的线分辨率要求,采用双光栅结构设计并对测温拉曼光谱仪各参数进行光线... 为了抑制边缘纯转动拉曼光谱成像偏差,提出了一种高精度测温拉曼激光雷达光谱仪光学系统设计。该系统利用非球面透镜组对光谱仪成像球差进行校正,针对光谱仪10mm/nm的线分辨率要求,采用双光栅结构设计并对测温拉曼光谱仪各参数进行光线追迹,拟合得到双光栅的入射角、准直镜焦距和聚焦镜焦距的最优值。将拟合最优化结果代入Zemax软件进行优化分析,结果显示单个成像光谱成像宽度控制在0.771 5mm,间隔0.1nm的纯转动连续光谱成像中心间隔可以达到1mm,满足了线阵探测器对成像质量的要求。通过计算在J=6级的纯转动拉曼后向散射信号对瑞利-米散射信号实现了108抑制,达到了高精度纯转动拉曼激光雷达测温的目的,解决了目前双光栅光谱技术无法达到提取355nm波段纯转动拉曼高光谱精度的要求,对测温拉曼激光雷达的技术发展有着深远的意义。 展开更多
关键词 拉曼激光雷达 双光栅光谱仪 闪耀光栅 线分辨率
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双闪耀光栅的计算机设计与制作方法 被引量:1
13
作者 徐平 杜春雷 +2 位作者 郭永康 郭履容 唐继跃 《应用激光》 CSCD 北大核心 1996年第1期22-24,共3页
提出一种用计算机设计制作的双闪耀光栅,是在闪耀光栅和双频光栅基础上发展起来的一种新型光学元件,是由微闪耀光栅列阵组成的、兼有闪耀光栅和双频光栅的优良特性。
关键词 全息双频光栅 双闪耀光栅 光学元件 CAD
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改善外腔半导体激光器调谐特性的新方法 被引量:5
14
作者 徐惠真 邱怡申 徐斌 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第6期975-977,共3页
基于原有的Littman结构外腔半导体激光器,提出采用一种新的光学方法来实现波长调谐。该方法采用了包含一个旋转楔形棱镜的“光杠杆”系统来降低调谐的机械要求,提高波长选择精度。通过选择不同的楔形棱镜顶角和光线入射角,机械要求... 基于原有的Littman结构外腔半导体激光器,提出采用一种新的光学方法来实现波长调谐。该方法采用了包含一个旋转楔形棱镜的“光杠杆”系统来降低调谐的机械要求,提高波长选择精度。通过选择不同的楔形棱镜顶角和光线入射角,机械要求可以降低1~2个数量级,波长选择精度也得到相同量级的提高。该方法使Littman结构外腔半导体激光器的调谐特性得到极大的改善,并大大降低了震动的敏感性。 展开更多
关键词 外腔半导体激光器 波长调谐 闪耀光栅
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大面积图案化电场增强薄膜的设计及制备研究 被引量:3
15
作者 孙伟 洪瑞金 +1 位作者 陶春先 张大伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第23期137-142,共6页
采用有限时域差分(FDTD)法仿真了不同闪耀光栅结构上的银(Ag)薄膜模型。在633 nm的激发光下,闪耀光栅上周期为1/1200 mm、厚度为15 nm的Ag薄膜模型产生了较强的局域表面等离子体共振(LSPR)效应。利用机械刻划工艺和电子束蒸发镀膜工艺... 采用有限时域差分(FDTD)法仿真了不同闪耀光栅结构上的银(Ag)薄膜模型。在633 nm的激发光下,闪耀光栅上周期为1/1200 mm、厚度为15 nm的Ag薄膜模型产生了较强的局域表面等离子体共振(LSPR)效应。利用机械刻划工艺和电子束蒸发镀膜工艺成功制备了这种Ag光栅薄膜,从而大幅降低了图案化电场增强薄膜的制备成本和难度。利用该电场增强Ag薄膜,基于表面增强拉曼散射(SERS),对亚甲基蓝染料进行检测,SERS信号强度增强,与FDTD仿真结果吻合。同时,基底不同位置处的主要特征峰强度的相对标准偏差(RSD)值都小于17%,薄膜表现出良好的均匀性和再现性。 展开更多
关键词 薄膜 局域表面等离子体共振 有限时域差分法 金属薄膜 闪耀光栅 表面增强拉曼散射
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改善MEMS闪耀光栅衍射效率的研究 被引量:7
16
作者 李四华 吴亚明 韩晓峰 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期24-27,37,共5页
研究了在硅材料上利用MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)的各向异性腐蚀技术制备 闪耀光栅。采用氧化削尖工艺去除光栅制备过程中掩膜在闪耀面上留下的平台,得到一个连续的闪耀面;同时对闪耀面进行表面抛光,改善闪耀面的粗糙度,... 研究了在硅材料上利用MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)的各向异性腐蚀技术制备 闪耀光栅。采用氧化削尖工艺去除光栅制备过程中掩膜在闪耀面上留下的平台,得到一个连续的闪耀面;同时对闪耀面进行表面抛光,改善闪耀面的粗糙度,减小对入射光的散射。理论分析和实验测试证明,该工艺方法能够将MEMS闪耀光栅的衍射效率提高10%左右。 展开更多
关键词 闪耀光栅 各向异性腐蚀 表面抛光 氧化削尖
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闪耀光栅阵列用于半导体激光器列阵光束整形 被引量:6
17
作者 郑春艳 郑国兴 +1 位作者 周崇喜 杜春雷 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B04期62-66,共5页
介绍了半导体激光器列阵的光束整形理论,设计并制作了由两个闪耀光栅阵列构成的整形光学系统,理论计算表明该系统能将激光器快、慢轴方向的光参数积变为5.7 mm·mrad和8.9 mm·mrad。在整形实验中测得变换后快、慢轴方向的光参... 介绍了半导体激光器列阵的光束整形理论,设计并制作了由两个闪耀光栅阵列构成的整形光学系统,理论计算表明该系统能将激光器快、慢轴方向的光参数积变为5.7 mm·mrad和8.9 mm·mrad。在整形实验中测得变换后快、慢轴方向的光参数积分别为12 mm·mrad和9.5 mm·mrad,经透镜聚焦后能够实现与芯径200μm,数值孔径0.22的光纤耦合。 展开更多
关键词 激光技术 光束整形 闪耀光栅 半导体激光器列阵 衍射光学器件 光纤耦合
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纳米测量精度光栅传感器研究综述 被引量:3
18
作者 马修水 费业泰 +2 位作者 陈晓怀 李桂华 权继平 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第9期69-72,共4页
概括分析了光栅纳米测量中双光栅测量系统、炫耀光栅测量系统、基于误差修正技术的光栅纳米测量系统、基于二次莫尔条纹原理的纳米光栅测量系统的测量原理,介绍了纳米测量精度光栅传感器研究的关键技术。
关键词 光栅纳米测量 双光栅测量系统 炫耀光栅 误差修正技术 二次莫尔条纹
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闪耀透射光栅衍射规律的分析和验证 被引量:3
19
作者 黄元申 过军军 盛斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3012-3019,共8页
基于标量理论研究了不同槽形角,不同刻线密度的透射式闪耀光栅对使用波段的影响,推导了闪耀透射光栅的衍射光能量分布规律。分析证明了透射闪耀光栅在衍射能量最强方向上衍射光的衍射角与入射光的入射角之间的关系满足Snell定律。给出... 基于标量理论研究了不同槽形角,不同刻线密度的透射式闪耀光栅对使用波段的影响,推导了闪耀透射光栅的衍射光能量分布规律。分析证明了透射闪耀光栅在衍射能量最强方向上衍射光的衍射角与入射光的入射角之间的关系满足Snell定律。给出了入射角、衍射角与槽形角之间的关系式,研究了不同刻线密度和槽形角条件下衍射光能量分布的规律。对闪耀透射光栅进行了测量和比较,结果表明:已有闪耀透射光栅测量的结果与理论计算数据相吻合。制备了聚二甲基硅氧烷(PDMS)可调谐闪耀透射光栅,应用研究的理论公式测量了该闪耀透射光栅在拉伸与自由状态下的闪耀波长和光栅刻线密度,结果显示其波长测量误差在5nm以内。拟合了光栅的等效槽形,验证了实时监测PDMS光栅槽形和刻线密度随拉力大小变化的规律。 展开更多
关键词 透射光栅 闪耀光栅 衍射效率 闪耀角 闪耀波长
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基于双增益芯片合束的超宽带可调谐中红外激光器 被引量:2
20
作者 马宇航 吴昊 +8 位作者 李再金 张建伟 张星 陈超 宁永强 曲轶 彭航宇 秦莉 王立军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期149-154,共6页
设计了一种基于双增益芯片合束的超宽带可调谐中红外激光器,该激光器以Littrow结构为基础,采用中心波长分别为4.0μm和4.6μm的两个量子级联增益芯片提供光增益,通过4.2μm低通高反分束片合束后,将增益光入射到300 lines/mm的闪耀光栅... 设计了一种基于双增益芯片合束的超宽带可调谐中红外激光器,该激光器以Littrow结构为基础,采用中心波长分别为4.0μm和4.6μm的两个量子级联增益芯片提供光增益,通过4.2μm低通高反分束片合束后,将增益光入射到300 lines/mm的闪耀光栅形成光反馈,两个量子级联增益芯片通过交替互补的工作方式实现了3~5μm的超宽谱调谐。在25℃温控和303 mA注入电流下,该激光器在34.54°~46.50°的闪耀光栅旋转角度下工作,波长调谐范围为3779~4836 nm(包括179 nm波长调谐空白区间),最大输出光功率为14.12 mW,边模抑制比为20 dB。该激光器具有结构紧凑、调谐范围超宽的优点,可为研制便携式模块化的中红外激光器提供参考。 展开更多
关键词 激光器 量子级联激光器 闪耀光栅 可调谐 Littrow
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