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大气压氦气预电离直流辉光放电二维仿真研究
1
作者 刘在浩 刘颖华 +6 位作者 许博坪 尹培琪 李静 王屹山 赵卫 段忆翔 汤洁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期227-240,共14页
基于二维流体模型,研究了大气压下预电离对短间隙和长间隙直流辉光放电的影响.对于两种放电,随着预电离的增强,带电粒子分布沿着放电方向逐渐向阴极偏移,使得阴极位降区不断收缩.从垂直放电方向来看,正柱区、负辉区和阴极位降区的宽度... 基于二维流体模型,研究了大气压下预电离对短间隙和长间隙直流辉光放电的影响.对于两种放电,随着预电离的增强,带电粒子分布沿着放电方向逐渐向阴极偏移,使得阴极位降区不断收缩.从垂直放电方向来看,正柱区、负辉区和阴极位降区的宽度都不断增大,电子、离子密度的分布更加均匀.对于电场而言,随着预电离的增强,阴极位降区电场的纵向分量分布逐渐向阴极收缩,阴极附近的电场整体降低且分布更加均匀.电场的纵向分量分布逐渐减小,同时电场区域逐渐向壁面收缩.维持电压和放电功率都明显地降低.此外,随预电离的增加,短间隙放电中的压降始终集中在阴极位降区,而在长间隙放电中的压降由阴极位降区逐渐转移至正柱区.仿真结果表明,预电离能够有效增强放电均匀性,并降低放电维持电压和能量消耗.该工作对进一步优化电极配置和等离子体源的运行参数具有重要指导意义. 展开更多
关键词 预电离 流体模型 直流辉光放电
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高斯与平顶光束纳秒脉冲激光物质蒸发烧蚀动力学仿真研究
2
作者 尹培琪 许博坪 +3 位作者 刘颖华 王屹山 赵卫 汤洁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期186-198,共13页
基于建立的纳秒脉冲激光与金属铝相互作用的二维轴对称模型,仿真研究了光束整形对纳秒脉冲激光烧蚀金属铝过程中蒸发烧蚀动力学的影响.结果表明:等离子体屏蔽对靶材的烧蚀特性具有显著影响,屏蔽效应主要体现在脉冲的中后期.对于3种激光... 基于建立的纳秒脉冲激光与金属铝相互作用的二维轴对称模型,仿真研究了光束整形对纳秒脉冲激光烧蚀金属铝过程中蒸发烧蚀动力学的影响.结果表明:等离子体屏蔽对靶材的烧蚀特性具有显著影响,屏蔽效应主要体现在脉冲的中后期.对于3种激光轮廓,高斯光束的屏蔽效果最强,随着整形后的平顶光束直径的增大,屏蔽效果逐渐减弱.平顶光束与高斯光束作用下,靶材温度的二维空间分布较为不同.高斯光束作用时,靶材中心最先升温,随后温度沿径向和轴向扩散.由于平顶光束的能量分布更加均匀,因此一定径向范围内的靶材同时升温.光束整形对靶材的蒸发烧蚀动力学影响较大.对于高斯光束,靶材中心先烧蚀,随后产生径向烧蚀.由于整形后平顶光束的能量密度降低,因此靶面蒸发时间较高斯光束延后,并且一定径向范围内的靶材同时发生蒸发烧蚀.3种激光轮廓下,靶材的蒸发烧蚀形貌与光束的强度分布类似,其中高斯光束的烧蚀坑呈中间深两边浅的特点,平顶光束的烧蚀坑较为平坦. 展开更多
关键词 光束整形 激光与物质作用 蒸发烧蚀 等离子体屏蔽
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包层泵浦的铒镱共掺光纤激光高效产生的实验研究 被引量：10
3
作者 王屹山 郑瑶雷 +3 位作者 沈华 杨玲珍 赵卫 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1025-1027,共3页
利用尾纤输出的 977nm高亮度多模半导体激光器包层泵浦铒镱共掺双包层光纤 ,采用非球面透镜组耦合方式 ,使泵浦耦合效率达 6 6 %以上 ,并在法布里 珀罗激光振荡腔结构中实现了高效的连续激光产生 ,双包层光纤长度为 2m ,在泵浦入纤功率... 利用尾纤输出的 977nm高亮度多模半导体激光器包层泵浦铒镱共掺双包层光纤 ,采用非球面透镜组耦合方式 ,使泵浦耦合效率达 6 6 %以上 ,并在法布里 珀罗激光振荡腔结构中实现了高效的连续激光产生 ,双包层光纤长度为 2m ,在泵浦入纤功率为 1.36W时 ,输出连续功率最大394mW ,斜率效率达 35 % ,激光输出波长 1.5 6 5 展开更多
关键词 包层泵浦 铒镱共掺双包层光纤 非球面透镜组耦合 实验研究 光纤激光器
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高效全固化263nm紫外激光脉冲的产生 被引量：4
4
作者 王屹山 赵尚弘 +2 位作者 于连君 陈国夫 尹雨松 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第10期917-919,共3页
运用半导体泵浦的 Nd∶YLF调 Q倍频激光器输出的 5 2 7nm波长激光和 BBO晶体直接进行了外腔谐波倍频的实验研究 .采用较小的基波光束尺寸和长聚焦相结合的方法实现了高效全固化 2 63 nm紫外激光脉冲的大功率输出 .基波功率为 6.0 W时 ,... 运用半导体泵浦的 Nd∶YLF调 Q倍频激光器输出的 5 2 7nm波长激光和 BBO晶体直接进行了外腔谐波倍频的实验研究 .采用较小的基波光束尺寸和长聚焦相结合的方法实现了高效全固化 2 63 nm紫外激光脉冲的大功率输出 .基波功率为 6.0 W时 ,紫外 2 63 nm激光输出 780 m W,转换效率达 1 3 % ,实验中还发现紫外输出光束质量很好 . 展开更多
关键词 全固化 紫外 调Q信频激光器 激光 脉冲
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渐变折射率多模光纤锁模技术的研究现状与展望(特邀) 被引量：1
5
作者 王屹山 赵凤艳 +4 位作者 王虎山 胡晓鸿 张伟 张挺 冯野 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期34-44,共11页
本文综述了基于渐变折射率多模光纤可饱和吸收体的全光纤锁模激光超短脉冲与束缚态孤子产生机理与技术研究现状.采用这种新型全光纤结构的锁模调制器件,光纤激光器可输出传统孤子的单脉冲能量达nJ量级,同时可实现时空锁模运转.渐变折射... 本文综述了基于渐变折射率多模光纤可饱和吸收体的全光纤锁模激光超短脉冲与束缚态孤子产生机理与技术研究现状.采用这种新型全光纤结构的锁模调制器件,光纤激光器可输出传统孤子的单脉冲能量达nJ量级,同时可实现时空锁模运转.渐变折射率多模光纤作为全光纤非线性可饱和吸收体在激光器中具有重要的研究意义和广泛的应用,为更高能量超短脉冲的产生提供了一条重要技术途径. 展开更多
关键词 光纤激光器 锁模 渐变折射率多模光纤 可饱和吸收体 非线性多模干涉
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飞秒掺钛蓝宝石激光脉冲的产生与放大实验研究
6
作者 王屹山 陈国夫 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1996年第5期30-35,共6页
采用３ｍｍ长的钛宝石短棒和改进的非对称Ｚ型折叠腔结构进行自锁模实验，采用石英棱镜对作为腔内色散补偿元件，在氩离子激光器输出５Ｗ泵浦下，实现低阈值泵浦自锁模运转。在腔内不加任何调制元件的情况下实现软光阑锁模，获得最短脉... 采用３ｍｍ长的钛宝石短棒和改进的非对称Ｚ型折叠腔结构进行自锁模实验，采用石英棱镜对作为腔内色散补偿元件，在氩离子激光器输出５Ｗ泵浦下，实现低阈值泵浦自锁模运转。在腔内不加任何调制元件的情况下实现软光阑锁模，获得最短脉冲１５ｆｓ，光谱宽度８０ｎｍ，输出平均功率４００ｍＷ。同时以此钛宝石激光器作为振荡器采用１２ｍｍ长的钻宝石棒进行飞秒啁啾脉冲再生放大实验，获得重复率５ｋＨｚ，单脉冲能量１６６ｔｔＪ的结果，放大脉冲光谱宽度为２６ｎｍ。 展开更多
关键词 自锁模 钛宝石激光器 色散补偿 再生放大
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水流场PIV测试系统示踪粒子特性研究 被引量：46
7
作者 阮驰 孙传东 +3 位作者 白永林 王屹山 任克惠 丰善 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期72-77,共6页
粒子图像测速技术（PIV）是一种新的流场测量技术，通过对流场中的示踪粒子进行多次曝光成像，获得具有相关性的示踪粒子图像，利用软件对粒子图像进行处理后可得到被测流场的信息。水流场PIN测量利用合适的示踪粒子运动来表征流场状况... 粒子图像测速技术（PIV）是一种新的流场测量技术，通过对流场中的示踪粒子进行多次曝光成像，获得具有相关性的示踪粒子图像，利用软件对粒子图像进行处理后可得到被测流场的信息。水流场PIN测量利用合适的示踪粒子运动来表征流场状况，示踪粒子的特性对PIV最终测量结果影响很大。讨论了密度、直径、表面反射率等示踪粒子特性对系统实验测量的影响，并特别针对水流场斜入射离轴PIV测试，选择合适的特性参数设计研制了一种简单实用的水流场示踪粒子。通过在直径为100—200μm的聚苯乙烯微球上利用化学方法进行表面镀银，使示踪粒子具有高的光散射特性，实验结果表明这种微粒非常适合于水流场示踪。 展开更多
关键词 粒子图像测速 示踪粒子 离轴测试 聚苯乙烯
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掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的数值分析 被引量：16
8
作者 武自录 陈国夫 +5 位作者 王贤华 王屹山 赵尚弘 任友来 赵卫 侯洵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期332-336,共5页
本文对 976 nm激光泵浦掺 Yb3 +双包层光纤激光器进行了数值模拟 ,分析了泵浦光及激光在光纤中的分布、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度及腔镜反射率对输出激光功率的影响 ,所得结论与实验现象基本一致 .
关键词 光纤激光器 掺Yb^3+双包层光纤 数值分析 泵浦光 激光 光纤 镜掺杂
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飞秒脉冲在透明材料中的三维光存储及其机理 被引量：22
9
作者 刘青 程光华 +2 位作者 王屹山 赵卫 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期276-279,共4页
使用经钛宝石啁啾脉冲放大的脉冲宽度为 2 0 0fs、波长为 80 0nm、重复频率为 1kHz的超短脉冲激光束 ,紧聚焦到熔融石英中实现了三维逐位式光数据存储 ,记录下 2 0层三维数据位点 ,利用CCD和数码相机对数据位进行了观察 讨论了飞秒超... 使用经钛宝石啁啾脉冲放大的脉冲宽度为 2 0 0fs、波长为 80 0nm、重复频率为 1kHz的超短脉冲激光束 ,紧聚焦到熔融石英中实现了三维逐位式光数据存储 ,记录下 2 0层三维数据位点 ,利用CCD和数码相机对数据位进行了观察 讨论了飞秒超短脉冲与透明介质的相互作用 ,以及产生等离子体的雪崩电离和多光子吸收电离的机理 实验结果表明 展开更多
关键词 三维光存储 飞秒脉冲 等离子体产生 机理
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非线性放大环形镜“8”字腔光纤激光器实验研究 被引量：10
10
作者 张伟 陈国夫 +3 位作者 赵卫 王屹山 李喆 侯洵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1808-1811,共4页
使用976nm半导体激光器作为抽运源,对利用非线性放大环形镜(NALM)锁模运行的掺Yb3+光纤激光器进行了实验研究,获得了脉冲宽度43.6ps,中心波长为1053.3nm的锁模脉冲激光输出,光谱宽度8nm,输出功率为0.2mW,重复频率为18.2MHz,经过放大,通... 使用976nm半导体激光器作为抽运源,对利用非线性放大环形镜(NALM)锁模运行的掺Yb3+光纤激光器进行了实验研究,获得了脉冲宽度43.6ps,中心波长为1053.3nm的锁模脉冲激光输出,光谱宽度8nm,输出功率为0.2mW,重复频率为18.2MHz,经过放大,通过光栅对腔外色散补偿,在腔外产生了宽度616fs的脉冲激光· 展开更多
关键词 激光技术 光纤激光器 被动锁模 非线性放大环镜(NALM) “8”字形腔 掺YB^3+ 光纤
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医用3μm与2μm级联振荡钬光纤激光器的工作原理与初步设计 被引量：8
11
作者 董淑福 陈国夫 +3 位作者 王贤华 赵卫 武自录 王屹山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1453-1457,共5页
分析了医用 3μm与 2 μm级联振荡Ho3+:ZBLAN光纤激光器的工作原理 ,首次给出了 1 1 μm带泵浦下级联振荡Ho3+:ZBLAN光纤激光器的动态及稳态速率方程 。
关键词 工作原理 初步设计 钬光钎 双包层光纤 光纤激光器 红外激光 光纤激光理论 激光医疗系统
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THz射线产生技术及应用最新进展 被引量：14
12
作者 赵尚弘 陈国夫 +2 位作者 赵卫 王屹山 于连君 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期351-350,共1页
THz电磁脉冲是由超短激光脉冲选通半导体光导开关后产生的超宽频带电磁辐射 ,在很多基础研究领域、工业应用领域以及军事领域中有相当重要的应用。作者就THz电磁脉冲的产生技术、探测技术作了较全面的评述。对其若干重要应用研究成果包... THz电磁脉冲是由超短激光脉冲选通半导体光导开关后产生的超宽频带电磁辐射 ,在很多基础研究领域、工业应用领域以及军事领域中有相当重要的应用。作者就THz电磁脉冲的产生技术、探测技术作了较全面的评述。对其若干重要应用研究成果包括THz时域光谱技术(TDS)、THz二维成像技术等也进行了分析。 展开更多
关键词 THz电磁脉冲 光导开关 激光脉冲 电磁辐射
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飞秒激光脉冲诱导透明介质的非线性吸收和折射率改变轮廓研究 被引量：12
13
作者 程光华 刘青 +4 位作者 杨玲珍 王屹山 董淑福 赵卫 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1281-1285,共5页
实验研究了飞秒激光脉冲诱导熔融石英的非线性吸收特性 ,利用激光诱导自由电子等离子体浓度取决于多光子吸收系数和入射光强的关系 ;数值模拟了激光诱导折射率变化区域的大小 ,结合非线性吸收机理和飞秒激光脉冲与介质的相互作用 ,解释... 实验研究了飞秒激光脉冲诱导熔融石英的非线性吸收特性 ,利用激光诱导自由电子等离子体浓度取决于多光子吸收系数和入射光强的关系 ;数值模拟了激光诱导折射率变化区域的大小 ,结合非线性吸收机理和飞秒激光脉冲与介质的相互作用 ,解释了飞秒激光脉冲超精细加工不受衍射极限的约束 ,可实现纳米级加工的机理 结果表明 ,电介质的电离能越大 ,飞秒脉冲诱导的折射率变化区域就越小 ,但要求的激光脉冲能量也越大 ; 展开更多
关键词 非线性吸收 飞秒激光脉冲 熔融石英 折射率
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掺Yb^(3+)双包层光纤中的绿光荧光分析 被引量：11
14
作者 杨玲珍 董淑福 +2 位作者 郑瑶雷 王屹山 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期897-899,共3页
普通单模光纤与掺Yb3+ 双包层光纤熔接后 ,当用波长为 976nm激光耦合时 ,实验观察到掺Yb3+ 双包层光纤中呈现绿色的荧光并用光谱仪进行了测试 分析表明 :绿色荧光的产生为Yb3+离子间相互作用引起合作能量转移 (CET)过程 。
关键词 双包层光纤 荧光 合作荧光 频率上转换
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Tm^(3+)∶Ho^(3+)共掺石英光纤激光器的实验研究 被引量：10
15
作者 董淑福 陈国夫 +3 位作者 王贤华 于连君 赵卫 王屹山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期129-132,共4页
用铥钬共掺石英光纤 ,在钛宝石激光泵浦下 ,获得了波长为 1870nm、最大功率为 2 4 0mW的单模激光输出 ,斜率效率接近 31% 这是目前用该类光纤获得的最高转换效率 研究了输出激光功率、输出光谱随泵浦功率、激活光纤长度的变化关系 。
关键词 铥钬共掺光纤 光纤激光器 红外激光 光纤激光理论
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腔内有双折射滤光片的激光实际线宽 被引量：9
16
作者 程光华 董淑福 +4 位作者 王屹山 刘青 于连君 赵卫 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期790-793,共4页
在研制高效宽带增益激光非线性频率转化的实验中发现 ,由双折射滤光片透过率计算出的激光输出频谱宽度比激光器实际频谱宽度要大一个数量级左右 考虑到激光模式竞争和均匀增宽效应 ,理论上提出了一个精确计算激光器实际频谱线宽的模型 ... 在研制高效宽带增益激光非线性频率转化的实验中发现 ,由双折射滤光片透过率计算出的激光输出频谱宽度比激光器实际频谱宽度要大一个数量级左右 考虑到激光模式竞争和均匀增宽效应 ,理论上提出了一个精确计算激光器实际频谱线宽的模型 用该模型模拟的带不同厚度双折射滤光片的调Q运转钛宝石激光器的光谱宽度与实验结果一致 。 展开更多
关键词 双折射滤光片 线宽 宽增益激光介质 谐振腔
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高功率单模Er^(3+)∶Yb^(3+)共掺双包层光纤激光器 被引量：10
17
作者 董淑福 王屹山 +1 位作者 沈华 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1605-1609,共5页
给出了单模输出的铒镱共掺双包层光纤激光器(EYDCFL)的数值分析及最新实验结果.基于速率方程及功率传输方程,对单模EYDCFL进行数值分析,从理论上对其性能进行优化.然后,在相同条件下进行了EYDCFL的实验研究.描述了输出激光功率随入纤泵... 给出了单模输出的铒镱共掺双包层光纤激光器(EYDCFL)的数值分析及最新实验结果.基于速率方程及功率传输方程,对单模EYDCFL进行数值分析,从理论上对其性能进行优化.然后,在相同条件下进行了EYDCFL的实验研究.描述了输出激光功率随入纤泵浦功率和光纤长度的变化以及输出激光波长随光纤长度的变化.在光纤长度为6.3m时,获得了波长为1566nm、最大功率为2.2W的单模激光输出,整体光-光转换效率22%,这是目前国内用该类光纤获得的最高单模输出功率. 展开更多
关键词 光纤激光器 双包层光纤 铒镱共掺 包层泵浦 数值模拟
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钛宝石超短脉冲放大过程中的增益窄化效应 被引量：9
18
作者 赵尚弘 王屹山 +2 位作者 陈国夫 王贤华 侯洵 《光子学报》 EI CAS CSCD 1997年第3期197-200,共4页
本文研究超短脉冲的放大过程中产生的一个很重要的非线性效应──脉冲频谱的增益窄化效应（Ｇａｉｎ Ｎａｒｒｏｗｉｎｇ）．分析了它的产生机理，同时指出了增益窄化效应在制约由于自相位调制效应引起的脉冲频谱展宽现象时所起的脉冲... 本文研究超短脉冲的放大过程中产生的一个很重要的非线性效应──脉冲频谱的增益窄化效应（Ｇａｉｎ Ｎａｒｒｏｗｉｎｇ）．分析了它的产生机理，同时指出了增益窄化效应在制约由于自相位调制效应引起的脉冲频谱展宽现象时所起的脉冲整形作用，得出了决定这种整形效果的种子脉冲参数和对放大器性能的要求． 展开更多
关键词 超短脉冲 放大 增益窄化 激光
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激光导致的透明固体损伤模型 被引量：5
19
作者 刘青 刘卜 +3 位作者 程光华 王屹山 赵卫 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期525-528,共4页
详细分析了描述激光导致损伤的“移动的损伤”模型 ,发现该模型不适用于常见的飞秒激光对绝缘性透明固体材料处理的情况 (如 :80 0nm的 10 0fs激光脉冲 ,0 .65NA紧聚焦系统 ) ,此时脉冲与物质间相互作用区域和聚焦系统的瑞利长度可以比... 详细分析了描述激光导致损伤的“移动的损伤”模型 ,发现该模型不适用于常见的飞秒激光对绝缘性透明固体材料处理的情况 (如 :80 0nm的 10 0fs激光脉冲 ,0 .65NA紧聚焦系统 ) ,此时脉冲与物质间相互作用区域和聚焦系统的瑞利长度可以比拟 对模型做了改进 。 展开更多
关键词 飞秒激光脉冲 透明固体损伤模型 移动损伤模型 光损伤 光束聚焦系统 等离子体产生 激光强度 损伤机理
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飞秒激光和酸刻蚀方法制作凹面微透镜阵列 被引量：9
20
作者 李明 程光华 +3 位作者 赵卫 王屹山 贺俊芳 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期547-550,共4页
基于飞秒激光光刻技术和氢氟酸对光学玻璃的刻蚀,在K9光学玻璃表面制作了凹面微透镜阵列,并且可以以此为模板实现凸微透镜阵列的大量复制.用相位对比显微镜和扫描电子显微镜分析了微透镜阵列的表面轮廓,测试了微透镜阵列的光学衍射特征... 基于飞秒激光光刻技术和氢氟酸对光学玻璃的刻蚀,在K9光学玻璃表面制作了凹面微透镜阵列,并且可以以此为模板实现凸微透镜阵列的大量复制.用相位对比显微镜和扫描电子显微镜分析了微透镜阵列的表面轮廓,测试了微透镜阵列的光学衍射特征.该方法简单、透镜参量可控,制作的微透镜阵列能够用于分光、光束匀化、并行光刻等强激光领域. 展开更多
关键词 飞秒激光 酸刻蚀 凹面微透镜阵列
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