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基于可调谐FP滤波器的光纤光栅解调系统 被引量:34
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作者 李营 张书练 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期237-240,共4页
为了进一步提高光纤光栅解调系统的性能,提出和研究了一种新颖的基于可调谐FP(FabryPerot)滤波器的光纤光栅解调技术,并以此为基础构建了探测系统。系统使用一个固定波长的参考光纤光栅作为波长参考元件,通过对传感光纤光栅与参考光纤... 为了进一步提高光纤光栅解调系统的性能,提出和研究了一种新颖的基于可调谐FP(FabryPerot)滤波器的光纤光栅解调技术,并以此为基础构建了探测系统。系统使用一个固定波长的参考光纤光栅作为波长参考元件,通过对传感光纤光栅与参考光纤光栅的波长测量与差值运算,消除了可调谐FP滤波器腔长漂移对测量精度的影响。给出压电陶瓷电压对应的伸长量,有效地减小了压电陶瓷非线性对测量的影响,提高了光纤光栅波长的测量精度。在测量范围内,最大非线性偏差为0.5%。 展开更多
关键词 光纤光栅 非线性 二次函数 可调谐F-P滤波器
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自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展 被引量:8
2
作者 张书练 刘刚 +1 位作者 朱钧 李岩 《自然科学进展》 北大核心 2005年第7期788-798,共11页
对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述.首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍,然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统.文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法,模跳测量法,合成波长测量法,拍频测量法,... 对自混合干涉系统的位移测量研究进展进行了综述.首先对自混合干涉的发展概况进行了介绍,然后着重介绍了基于自混合干涉系统的位移测量系统.文中将基于自混合干涉的位移测量技术分为条纹计数法,模跳测量法,合成波长测量法,拍频测量法,光回馈水平差异测量法,分区细分法.条纹计数法最易于实现,系统最简单,但分辨率低,一般为半个光波长.模跳测量法利用跳模原理进行测量,分为开环和闭环模跳测量法两类,所对应的分辨率分别为40和50 nm.合成波长测量法则利用双激光器同时回馈时两激光器光强条纹相位差异实现位移测量,测量速度和范围相对于传统单激光器相位测量法大大提高.拍频测量法利用光回馈引起激光器频率变化的现象对位移进行测量,系统的分辨率为5nm.光回馈水平差异测量法巧妙运用透镜实现系统不同水平的光回馈, 实现系统的分辨率为20nm.分区细分法则利用双频激光器中两垂直偏振光光强曲线交叉变化的特点,对条纹交叉结果进行分区,能实现分辨率为八分之一光波长.文中同时对各种测量方法的原理进行了介绍,对各自系统的优缺点也进行了评述. 展开更多
关键词 自混合干涉效应 应用 位移测量技术 位移测量系统 干涉系统 分辨率 相位测量法 垂直偏振光 双频激光器 光回馈 发展概况 研究进展 波长测量 频率变化 测量速度 测量方法 计数法 水平差 光波长 条纹 细分法 分区 相位差
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波段外脉冲激光对锗材料热冲击效应的数值研究 被引量:12
3
作者 姜楠 牛燕雄 +4 位作者 张书练 张雏 杨海林 唐芳 陈燕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期481-484,共4页
强激光辐照锗材料可造成材料的破坏。对波段外脉冲激光辐照锗材料进行了理论研究,建立了激光辐照锗材料的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,对不同能量密度下波段外激光辐照锗材料的瞬态温度场和应... 强激光辐照锗材料可造成材料的破坏。对波段外脉冲激光辐照锗材料进行了理论研究,建立了激光辐照锗材料的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,对不同能量密度下波段外激光辐照锗材料的瞬态温度场和应力场分布进行了数值模拟计算,得到了材料最易损伤的位置和材料的损伤阈值以及锗材料的损伤阈值与激光参数之间的关系。分析结果表明:热应力损伤在锗材料的脉冲强激光损伤中占据主导地位,锗材料出现热应力损伤的激光能量密度小于出现熔融损伤的激光能量密度,应力损伤主要集中在光斑中心区域并体现为压应力损伤。 展开更多
关键词 激光破坏 锗材料 热冲击效应 温度场 热应力场
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高功率激光对光电器件的热—力破坏效应 被引量:6
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作者 牛燕雄 张书练 +1 位作者 姚建铨 黄峰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2007年第9期32-42,共11页
热-力破坏效应是导致光电器件激光损伤的重要因素。以激光与材料相互作用机理为基础,建立了激光辐照光学材料、光电器件的热-力学模型,并对其温度场分布和热应力场分布进行了解析求解。在此基础之上,对激光对K9玻璃、类金刚石薄膜、胶... 热-力破坏效应是导致光电器件激光损伤的重要因素。以激光与材料相互作用机理为基础,建立了激光辐照光学材料、光电器件的热-力学模型,并对其温度场分布和热应力场分布进行了解析求解。在此基础之上,对激光对K9玻璃、类金刚石薄膜、胶合透镜和HgCdTe探测器的热-力破坏效应进行了数值分析和实验研究。 展开更多
关键词 激光物理 激光辐照效应 温度场 热应力场 激光损伤
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圆偏振光偏振复用激光通讯系统 被引量:6
5
作者 朱钧 张书练 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期78-79,99,共3页
提出了一种采用圆偏振光的偏振复用通讯系统。其基本设想是信号光在空间中以左旋和右旋圆偏振光的形式进行传播,在接收端将这两种偏振光区分并分别接收。本文详细论证了在两个相对运动点之间采用圆偏振光实现偏振复用激光通讯的可行性。
关键词 激光束通讯 偏振复用 圆偏振光 激光
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多脉冲激光辐照皮肤组织的光热效应实验研究 被引量:7
6
作者 牛燕雄 陈燕 +4 位作者 唐芳 杨会钗 张雏 姜楠 杨海林 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期137-142,共6页
通过实验测定了离体乳猪皮肤组织在多脉冲Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,重点研究了激光辐照能量密度、脉冲重复频率以及波长对皮肤组织温升分布的影响。研究结果表明:皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照能量密... 通过实验测定了离体乳猪皮肤组织在多脉冲Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,重点研究了激光辐照能量密度、脉冲重复频率以及波长对皮肤组织温升分布的影响。研究结果表明:皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照能量密度、脉冲激光的重复频率以及波长密切相关;在激光辐照时间为40s的情况下,同一波长同一频率时组织温度随能量密度的增加而增大,波长1064nm、重复频率10Hz时的安全光剂量阈值为1118.19mJ/cm2;同一波长同一能量密度时,组织温度随脉冲激光重复频率的增加而增大;同一能量密度同一频率时,波长为1064nm的多脉冲激光辐照皮肤组织时的光热效应较532nm波长明显。 展开更多
关键词 激光安全 多脉冲激光 猪皮肤组织 温度测量 光热效应
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引入激光回馈的双光束干涉效应的研究 被引量:5
7
作者 刘刚 张书练 +1 位作者 朱钧 李岩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期470-472,共3页
提出了一种引入He Ne激光回馈的双光束干涉系统 ,并在理论和实验两方面进行了研究。实验中对系统中的干涉信号及激光器尾光功率变化同时进行探测。发现当干涉仪的主回馈镜移动时 ,激光器尾光信号是正弦形波形 ,而干涉仪输出的是以双峰... 提出了一种引入He Ne激光回馈的双光束干涉系统 ,并在理论和实验两方面进行了研究。实验中对系统中的干涉信号及激光器尾光功率变化同时进行探测。发现当干涉仪的主回馈镜移动时 ,激光器尾光信号是正弦形波形 ,而干涉仪输出的是以双峰为一个周期的信号 ,双峰中一峰总是高于另一峰 ,并且当主回馈镜移动方向改变时 ,同一周期中两峰出现的顺序也随之改变。对实验现象进行了理论分析 ,并模拟出干涉信号及激光自身功率的变化曲线。理论分析及模拟结果与实验结果完全吻合。讨论了利用发现的现象进行测量的可行性 。 展开更多
关键词 自混合干涉 光回馈 判向 HE-NE激光器
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烟幕对激光干扰效果的数值模拟研究 被引量:6
8
作者 杨海林 牛燕雄 +3 位作者 沈学举 武东生 张鹏 姜楠 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期513-516,共4页
为了实现烟幕对激光制导武器有效的干扰,采用数值计算的方法,以布格-朗伯定律为数学基础,应用Vander Hulst近似计算方法,推导出了不同烟幕微粒参量对不同入射激光的干扰效果。数值计算结果表明,针对不同的激光波长,存在一个最佳的烟幕... 为了实现烟幕对激光制导武器有效的干扰,采用数值计算的方法,以布格-朗伯定律为数学基础,应用Vander Hulst近似计算方法,推导出了不同烟幕微粒参量对不同入射激光的干扰效果。数值计算结果表明,针对不同的激光波长,存在一个最佳的烟幕微粒参量,使对激光的干扰效果达到最佳。该研究对利用烟幕对激光制导武器实施有效干扰及干扰效果评估有重要的参考价值。 展开更多
关键词 激光光学 烟幕干扰 数值模拟 消光系数
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激光Z扫描技术研究进展及其应用 被引量:4
9
作者 杨海林 牛燕雄 +4 位作者 沈学举 张鹏 姜楠 陈燕 唐芳 《军械工程学院学报》 2007年第5期50-54,共5页
简要介绍了Z扫描技术的原理,分别从扩大应用范围、提高测量灵敏度以及激光Z扫描技术理论基础等方面对其近年来的发展进行了综述,并介绍了激光Z扫描技术在测量非线性材料的非线性折射率、非线性吸收系数以及其它方面的应用。
关键词 激光Z扫描 非线性光学 非线性吸收 非线性折射
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腔调谐过程中激光器中两垂直偏振光的回馈特性 被引量:5
10
作者 刘刚 张书练 +2 位作者 徐亭 朱钧 李岩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期4701-4709,共9页
腔调谐过程中同时对HeNe激光器进行光回馈,设定回馈镜驱动信号的周期远小于腔调谐信号的周期,此时便获得腔调谐过程中谐振腔中两垂直偏振光的回馈信号.回馈的形式分为仅垂直光回馈、仅平行光回馈以及两光同时回馈三种情况.当两光同时回... 腔调谐过程中同时对HeNe激光器进行光回馈,设定回馈镜驱动信号的周期远小于腔调谐信号的周期,此时便获得腔调谐过程中谐振腔中两垂直偏振光的回馈信号.回馈的形式分为仅垂直光回馈、仅平行光回馈以及两光同时回馈三种情况.当两光同时回馈时,两模式间的模竞争较弱,两光回馈曲线有一定的相位差,该相位差小于180°,两光总体波动幅度变化趋势相反.当仅单偏振光回馈时,两模式间的模竞争较强,两光回馈曲线始终反相,而且两光波动幅度变化趋势相同,此时可以将两光强度信号相减以实现成倍提高回馈信号幅度,从而提高系统灵敏度.尤其仅垂直光回馈时,两光各自光强波动幅值都较大,并且在较大的增益曲线范围内保持光强波动幅值无明显变化,该特性可用于提高回馈系统的抗干扰能力,减少因激光功率漂移而引起的错误计数. 展开更多
关键词 自混合干涉 光回馈 模竞争 位移测量 垂直偏振光 腔调谐 激光器 特性 系统灵敏度 驱动信号
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1319nm连续激光辐照皮肤组织的光热效应实验研究 被引量:4
11
作者 陈燕 牛燕雄 +4 位作者 唐芳 杨会钗 张雏 姜楠 杨海林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1259-1263,共5页
实验测定了离体人皮肤组织在1319nm连续Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,研究了激光辐照功率密度和作用时间对皮肤组织温升分布的影响.结果表明,皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照功率密度以及作用时间密切相关;... 实验测定了离体人皮肤组织在1319nm连续Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,研究了激光辐照功率密度和作用时间对皮肤组织温升分布的影响.结果表明,皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照功率密度以及作用时间密切相关;激光输出功率密度15.80W/cm2时安全辐照时间阈值为120s,功率密度48.92W/cm2时安全辐照时间阈值为6s. 展开更多
关键词 激光安全 连续激光 离体人皮肤 温度测量 光热效应
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多脉冲激光对胶合透镜热破坏效应研究 被引量:1
12
作者 牛燕雄 禹烨 +3 位作者 段晓峰 张鹏 武东生 王秀生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期4478-4482,共5页
具有一定强度的激光辐照胶合透镜时可造成透镜的破坏.建立了多脉冲激光与材料相互作用的一维非稳态温度场模型,计算了瞬态温度场分布,并对胶合透镜前表面的熔融和胶合材料的软化进行了数值模拟研究.利用频率为10Hz,脉冲宽度为200ns,峰... 具有一定强度的激光辐照胶合透镜时可造成透镜的破坏.建立了多脉冲激光与材料相互作用的一维非稳态温度场模型,计算了瞬态温度场分布,并对胶合透镜前表面的熔融和胶合材料的软化进行了数值模拟研究.利用频率为10Hz,脉冲宽度为200ns,峰值功率为20MW的CO2激光对胶合透镜进行辐照实验研究.实验表明,当激光辐照时间为12s时,胶合透镜前表面发生熔融破坏;当照射时间为30s时,胶合材料发生软化并出现彩色斑纹,透镜完全破坏,理论分析与实验结果相符. 展开更多
关键词 胶合透镜 激光辐照 激光破坏
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方形波导激光器的反射耦合研究 被引量:2
13
作者 朱钧 陈钰清 王静环 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期34-38,共5页
针对方形波导激光器的反射耦合问题提出了一种采用柱面反射镜的新型耦合方式。应用衍射理论详细推导了柱面反射镜和球面反射镜对方形波导激光器的耦合效率。通过数值计算分别得到采用球面反射镜时,EH11模和EH21模的耦合效率对反射镜曲... 针对方形波导激光器的反射耦合问题提出了一种采用柱面反射镜的新型耦合方式。应用衍射理论详细推导了柱面反射镜和球面反射镜对方形波导激光器的耦合效率。通过数值计算分别得到采用球面反射镜时,EH11模和EH21模的耦合效率对反射镜曲率半径R的关系曲线,以及采用柱面反射镜时EH11模,EH21模和EH12模的耦合效率曲线。通过对比,得到波导口到反射镜距离d较小的时候,柱面反射镜对EH11模具有与球面反射镜接近的耦合效率。同时相对球面反射镜,柱面反射镜对EH21模和EH12模具有更强的抑制作用。在d较大时,相对球面反射镜柱面反射镜对EH21模的抑制作用将会变得更强,而对EH12模的抑制作用将会减弱。 展开更多
关键词 激光技术 反射耦合 衍射 波导激光器 正方形波导 柱面反射镜
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连续激光辐照皮肤组织的热效应解析计算研究 被引量:2
14
作者 陈燕 沈学举 +3 位作者 牛燕雄 张雏 姜楠 杨海林 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期147-150,154,共5页
具有一定强度的激光辐照皮肤组织时可造成组织的破坏。建立了激光与皮肤组织相互作用的二维非稳态温度场模型,在柱坐标系下采用积分变换法精确求解了平顶和高斯分布的连续激光辐照皮肤组织的热传导方程,得到瞬态温度场分布,并以氦氖激... 具有一定强度的激光辐照皮肤组织时可造成组织的破坏。建立了激光与皮肤组织相互作用的二维非稳态温度场模型,在柱坐标系下采用积分变换法精确求解了平顶和高斯分布的连续激光辐照皮肤组织的热传导方程,得到瞬态温度场分布,并以氦氖激光辐照皮肤组织为例,数值模拟了皮肤组织在激光作用下的温度分布。研究结果表明:皮肤组织径向温度分布与入射激光光束的光强分布相似,激光与组织热效应在很大程度上取决于激光参数,主要有激光功率、焦斑半径等。 展开更多
关键词 激光辐照 皮肤组织 温度分布 解析计算
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基于FPGA的电视跟踪系统目标模拟器设计 被引量:1
15
作者 刘杰 牛燕雄 +1 位作者 董伟 刘佳栋 《自动化仪表》 CAS 2008年第6期21-23,共3页
电子目标模拟器已广泛应用在电视跟踪系统的性能检测中。介绍了一种新型的电视跟踪系统目标模拟器,该模拟器的硬件平台由USB模块、FPGA模块和视频D/A模块搭建而成。在此硬件平台基础上,通过编写Verilog硬件描述语言仿真并模拟出满足被... 电子目标模拟器已广泛应用在电视跟踪系统的性能检测中。介绍了一种新型的电视跟踪系统目标模拟器,该模拟器的硬件平台由USB模块、FPGA模块和视频D/A模块搭建而成。在此硬件平台基础上,通过编写Verilog硬件描述语言仿真并模拟出满足被测电视跟踪系统测试需求的模拟目标图像。重点讨论了静、动态模拟目标的生成及其在性能指标测试中的应用。该目标模拟器集成度高、扩展功能强。 展开更多
关键词 目标模拟器 电视跟踪系统 FPGA 视频信号 隔行扫描 模拟目标 跟踪性能
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波段外脉冲激光对锗透镜热冲击效应的数值与实验研究 被引量:1
16
作者 牛燕雄 姜楠 +5 位作者 张书练 张雏 黄峰 张鹏 杨海林 陈燕 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1375-1379,共5页
基于热传导及热弹性力学的基本关系式,建立了激光辐照锗透镜的热力耦合数学物理模型,对瞬态热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,得到了锗透镜的温度场和应力场分布,并利用波长1.06μm,脉冲宽度10ns的Nd∶YAG脉冲激光对锗透镜... 基于热传导及热弹性力学的基本关系式,建立了激光辐照锗透镜的热力耦合数学物理模型,对瞬态热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,得到了锗透镜的温度场和应力场分布,并利用波长1.06μm,脉冲宽度10ns的Nd∶YAG脉冲激光对锗透镜进行了热冲击实验研究.数值分析表明,热应力损伤在锗透镜的脉冲强激光损伤中占据主导地位,在短脉冲激光辐照下,锗透镜出现热应力损伤的激光能量密度小于出现熔融损伤的激光能量密度,热应力损伤主要集中在光斑中心区域并体现为压应力损伤,将使材料表面出现裂纹或剥落,实验结果与数值分析基本相符. 展开更多
关键词 激光损伤 锗透镜 热冲击效应 损伤机理
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可溶性多壁碳纳米管光限幅机理研究 被引量:1
17
作者 张鹏 牛燕雄 +2 位作者 武东生 姜楠 杨海林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期165-170,共6页
根据光限幅与Z扫描实验研究了可溶性多壁碳纳米管的光限幅机理.通过现象分析、数据处理以及类比研究,证实材料的光限幅特征符合非线性吸收效应.对厚样品的独特现象进行了解释,讨论了其他机理的影响.根据Z扫描公式,计算了实验材料的三阶... 根据光限幅与Z扫描实验研究了可溶性多壁碳纳米管的光限幅机理.通过现象分析、数据处理以及类比研究,证实材料的光限幅特征符合非线性吸收效应.对厚样品的独特现象进行了解释,讨论了其他机理的影响.根据Z扫描公式,计算了实验材料的三阶非线性系数.通过分析证实了非线性吸收在可溶性多壁碳纳米管的光限幅中发挥着主要作用.对厚介质的特殊现象进行的分析和计算表明,对于较厚介质和激光连续加热的情况下,其他机理的影响并不能完全否定,其特殊现象可能与微气泡的气穴作用有关. 展开更多
关键词 光限幅 可溶性碳纳米管 光限幅机理 Z-扫描
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一种基于激光自混合干涉的光纤压力传感器 被引量:1
18
作者 朱钧 赵燕 饶星 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期879-881,共3页
文中理论和实验研究了一种基于激光自混和干涉技术的光纤压力传感器,阐述了其设计理论和实现方法,建立了光纤压力传感器模型,实验研究了应力与激光自混和干涉输出的对应关系;实验结果表明所设计的光纤压力传感器的原理是正确和可行的。
关键词 激光自混和干涉 光纤压力传感器
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折射型光限幅器中参量的最优化设计研究
19
作者 王龙 牛燕雄 +6 位作者 沈学举 杨海林 唐芳 姜楠 陈燕 严文科 张博 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1035-1040,共6页
以衍射理论为基础,用箝位输出功率表征限幅器的限幅效果,推导了折射型光限幅器出射功率的表达式.数值计算了连续激光照射下,限幅器出射功率、限幅能力和最佳限幅位置的变化规律.结果表明:限幅器的出射功率随入射功率的增加衰减振荡,其... 以衍射理论为基础,用箝位输出功率表征限幅器的限幅效果,推导了折射型光限幅器出射功率的表达式.数值计算了连续激光照射下,限幅器出射功率、限幅能力和最佳限幅位置的变化规律.结果表明:限幅器的出射功率随入射功率的增加衰减振荡,其振荡周期取决于介质相对于光束焦点的位置;限幅器的限幅能力随入射光束腰半径和光阑孔径的变大而减弱;入射功率范围固定,入射光束腰半径和光阑孔径增大时,介质的最佳限幅位置向入射光束的焦点靠近,但是在某些入射功率范围内会存在多个最佳限幅位置;光限幅器的箝位输出功率随光阑线性透过率的增加存在线性增加和非线性增加两个不同区域,实际应用中应在线性增加区域确定光阑孔径的大小. 展开更多
关键词 光限幅 箝位输出功率 最佳限幅位置 光阑孔径 束腰半径
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重频激光对多壁碳纳米管悬浮液光限幅特性的影响研究
20
作者 杨海林 沈学举 +4 位作者 牛燕雄 姜楠 陈燕 秦勇 王龙 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期489-491,共3页
在激光以不同重复频率入射下,研究了直径分布为10~20 nm的多壁碳纳米管悬浮液对波长为1064 nm激光的光限幅效应,定性分析了不同重复频率激光对多壁碳纳米管悬浮液的光限幅影响。结果表明:碳纳米管悬浮液对波长为532 nm和1064 nm的激光... 在激光以不同重复频率入射下,研究了直径分布为10~20 nm的多壁碳纳米管悬浮液对波长为1064 nm激光的光限幅效应,定性分析了不同重复频率激光对多壁碳纳米管悬浮液的光限幅影响。结果表明:碳纳米管悬浮液对波长为532 nm和1064 nm的激光都具有很强的光限幅响应;在多脉冲激光入射时,碳纳米管悬浮液的光限幅效应比单脉冲激光入射时更显著。 展开更多
关键词 光限幅 多壁碳纳米管悬浮液 重复频率
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