基于Shark-Hartmann理论的波前探测技术研究 被引量：1

1

作者 郭广妍 樊仲维 +6 位作者 余锦 葛文琦 康治军 唐熊忻 貊泽强 王昊成 石朝辉 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期823-829,共7页

精确的波前探测是反射镜面型检测及光束波前畸变测量的重要依据,论文根据SharkHartmann理论对波前探测技术进行了模拟和实验研究。将平行光经过球面透镜/柱面透镜后形成的球面波/柱面波作为探测波前。实验采用商用的微透镜阵列和CCD搭建... 精确的波前探测是反射镜面型检测及光束波前畸变测量的重要依据,论文根据SharkHartmann理论对波前探测技术进行了模拟和实验研究。将平行光经过球面透镜/柱面透镜后形成的球面波/柱面波作为探测波前。实验采用商用的微透镜阵列和CCD搭建Shark-Hartmann传感器,利用实际光束作为参考光,避免了参考光的不准直性对实验的影响。模拟计算结果表明平均曲率误差为13.423mm,实验结果实现了对球面/柱面/倾斜波的探测及复原。 展开更多

关键词 自适应光学 SHARK Hartmann传感器 波前重构 ZERNIKE多项式

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全固态被动调Q皮秒激光技术研究进展 被引量：3

2

作者 王治昊 余锦 +5 位作者 樊仲维 葛文琦 涂龙 貊泽强 郭广妍 王昊成 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期900-910,共11页

全固态被动调Q激光技术在产生皮秒脉冲方面有较快发展。与锁模激光器相比,被动调Q皮秒激光器成本低、结构简单、易于校准光路,避免了锁模激光器结构复杂、机械敏感度高、光路校准困难等缺点,并且同样能够输出单脉冲能量可观、重频合适... 全固态被动调Q激光技术在产生皮秒脉冲方面有较快发展。与锁模激光器相比,被动调Q皮秒激光器成本低、结构简单、易于校准光路,避免了锁模激光器结构复杂、机械敏感度高、光路校准困难等缺点,并且同样能够输出单脉冲能量可观、重频合适的皮秒量级短脉冲,因此拥有较高的实用价值。本文讨论了全固态被动调Q皮秒激光技术领域的两种典型技术路线以及对调Q皮秒脉冲输出的后续处理技术,包括非线性技术和激光放大技术等,并介绍了国内外相关研究团队在该领域所做的工作及其突破性进展。 展开更多

关键词 全固态 被动调Q 皮秒激光技术 微片激光技术 非线性技术

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高精度激光加工设备隔振系统的设计 被引量：3

3

作者 貊泽强 余锦 +6 位作者 聂树贞 刘洋 葛文琦 张雪 郭广妍 王治昊 王昊成 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第21期6082-6087,共6页

随着激光加工精度要求的不断提高,加工设备系统的稳定性问题受到越来越多的重视。利用有限元方法对高精度激光加工设备的固有频率和谐响应进行了分析,并采用空气弹簧对整个系统进行减振处理。研究结果表明该激光加工设备具有较高的固有... 随着激光加工精度要求的不断提高,加工设备系统的稳定性问题受到越来越多的重视。利用有限元方法对高精度激光加工设备的固有频率和谐响应进行了分析,并采用空气弹簧对整个系统进行减振处理。研究结果表明该激光加工设备具有较高的固有频率,当外部激励频率明显小于一阶固有频率时系统较稳定,并且不同振动频率下空气弹簧的减振效果均较高,满足设备的减振要求。 展开更多

关键词 激光微加工 结构设计 振动分析 空气弹簧

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基于PC平台的高精度激光微加工系统的研制

4

作者 貊泽强 余锦 +7 位作者 樊仲维 刘洋 葛文琦 张雪 聂树真 郭广妍 王治昊 王昊成 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第21期6229-6234,共6页

介绍了自主设计高精度皮秒激光微加工系统及其控制单元。首先在加工系统整体方案的设计上充分考虑了激光器的选择、光束质量、控制方式等对加工精度的影响。将高斯光束转化为平顶光束引入激光微加工。其次使用了一种位置比较脉冲的光机... 介绍了自主设计高精度皮秒激光微加工系统及其控制单元。首先在加工系统整体方案的设计上充分考虑了激光器的选择、光束质量、控制方式等对加工精度的影响。将高斯光束转化为平顶光束引入激光微加工。其次使用了一种位置比较脉冲的光机同步技术,使得激光脉冲在空间上均匀分布,改善了加工效果。最后在系统中加入了路径规划、实时监测及同步显示等功能,实现系统加工线宽达到3.64μm,绝对定位精度小于1μm的激光微加工。 展开更多

关键词 激光微细加工 控制系统 光束整形 光机同步

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高斯和平顶分布纳秒激光诱导KTP晶体损伤

5

作者 张思楠 白芳 +8 位作者 麻云凤 杨学博 殷晨轩 程旺 周家玮 曹灿 郭广妍 赵鹏 樊仲维 《半导体光电》 CAS 北大核心 2022年第5期903-908,共6页

KTP晶体的抗激光损伤能力影响了其在高端固体激光系统中的应用。利用波长为1.064μm、重频为10 Hz、脉宽为10 ns和两种空间分布的光束(即高斯光束和平顶光束)的激光对KTP晶体进行了激光诱导损伤的仿真和实验。结果表明,在平顶激光和高... KTP晶体的抗激光损伤能力影响了其在高端固体激光系统中的应用。利用波长为1.064μm、重频为10 Hz、脉宽为10 ns和两种空间分布的光束(即高斯光束和平顶光束)的激光对KTP晶体进行了激光诱导损伤的仿真和实验。结果表明,在平顶激光和高斯激光的损伤测试中,KTP晶体的激光诱导损伤阈值分别为1.78和2.28 GW/cm^(2)。平顶激光辐照KTP晶体,损伤形貌为明显的烧蚀形态和裂纹,而高斯激光辐照KTP晶体时,前表面出现了典型的纳秒激光损伤形态,即熔融形成的凹坑。此外,在平顶激光测试下,观察到损伤区域边缘颜色变化。 展开更多

关键词 KTP晶体 激光诱导损伤 平顶光束 高斯光束

原文传递

直接液冷侧面泵浦Ti:Sapphire激光器的热效应分析

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作者 王柯 杨奕萱 +7 位作者 周雅诵 郭广妍 叶志斌 董士远 王惟泽 邓可然 蒋茂华 易家玉 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第15期190-198,共9页

建立多物理场模型,对直接液冷侧面泵浦Ti:Sapphire薄片激光器的热效应进行了分析。对侧面非均匀泵浦下薄片的温度分析指出:泵浦光在薄片内的全反射传输并未引起温度的剧烈起伏;流体的热边界层厚度远远小于流体厚度的一半,则相邻两片薄... 建立多物理场模型,对直接液冷侧面泵浦Ti:Sapphire薄片激光器的热效应进行了分析。对侧面非均匀泵浦下薄片的温度分析指出:泵浦光在薄片内的全反射传输并未引起温度的剧烈起伏;流体的热边界层厚度远远小于流体厚度的一半,则相邻两片薄片之间不存在热串扰。对热安全性的分析指出,随着热功率的增加,既定工况下激光器的热安全性受到了固液界面温度的限制,先于薄片的热应力达到瓶颈;断裂应力限制下Ti:Sapphire薄片的热负载功率为4.43 kW,是相同工况下Nd:YAG的4.92倍。对热致波前畸变的分析指出:由于热边界层很薄,虽然流体的热光系数是薄片的数十倍,但是流体所引入的波前畸变不一定占主导地位;流体热光效应致波前畸变与薄片介质热光效应、热变形的影响相互补偿,预示着通过优化设计可大幅提升光束质量。 展开更多

关键词 薄片激光器 直接液冷 浸入式激光器 热效应 热致波前畸变

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直接液冷端面泵浦Nd:YLF薄片激光器热效应分析

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作者 杨奕萱 周雅诵 +5 位作者 郭广妍 董士远 王惟泽 邓可然 蒋茂华 王柯 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第15期230-238,共9页

直接液冷端面均匀泵浦薄片激光器具有高光束质量输出潜质,针对制约其高光束质量输出的热致波前畸变难题,基于流体力学层流模型开展了热效应分析。通过对比理想的满口径泵浦和实际的非满口径泵浦两种热加载条件下的温度分布和波前畸变,... 直接液冷端面均匀泵浦薄片激光器具有高光束质量输出潜质,针对制约其高光束质量输出的热致波前畸变难题,基于流体力学层流模型开展了热效应分析。通过对比理想的满口径泵浦和实际的非满口径泵浦两种热加载条件下的温度分布和波前畸变,指出冷却液沿流动方向的热量累积使激光器产生了沿流动方向的波前畸变,沿薄片横向在泵浦边缘位置处温度的陡然下降造成了激光波前的严重恶化,实验结果也验证了这一结论。另外,热安全性评估指出,单薄片最大热负载受到薄片应力的限制,先于固液界面温升达到瓶颈;热致波前畸变分析指出,Nd:YLF薄片热变形致波前畸变可忽略不计、流体热光效应是波前畸变主要来源。 展开更多

关键词 薄片激光器 直接液冷 浸入式激光器 热效应 热致波前畸变

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固体激光器波前畸变自适应校正技术及研究进展 被引量：8

8

作者 郭广妍 樊仲维 +6 位作者 余锦 葛文琦 康治军 唐熊忻 貊泽强 王昊成 王治昊 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2014年第3期1-12,共12页

自适应光学(AO)作为一种主动光学补偿技术,由于具有结构简单、校正效果好、可闭环运行等优势,被大量用于校正激光波前畸变,并于近年逐渐应用于高能激光器系统中。综述了AO系统工作的基本原理,系统论述了近年来国内外在AO系统校正固体激... 自适应光学(AO)作为一种主动光学补偿技术,由于具有结构简单、校正效果好、可闭环运行等优势,被大量用于校正激光波前畸变,并于近年逐渐应用于高能激光器系统中。综述了AO系统工作的基本原理,系统论述了近年来国内外在AO系统校正固体激光畸变方面的研究进展。按照校正固体激光器波前畸变的AO系统中有无采用波前传感器,将其分为无波前探测和有波前探测的AO校正技术进行介绍,分析了各个研究工作的关键性技术。最后总结了目前存在的技术难题,并对AO技术在固体激光器中的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 激光器 固体激光器 自适应光学 波前畸变 光束质量

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带SBS相位共轭镜的高重复频率高功率激光系统研究进展 被引量：8

9

作者 王昊成 樊仲维 +4 位作者 余锦 康治军 葛文琦 郭广妍 王治昊 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2014年第4期1-8,共8页

受激布里渊散射(SBS)是一种三阶非线性光学效应,SBS相位共轭镜(PCM)是基于SBS的自抽运PCM,能实时补偿放大器和放大光路中的波前畸变,改善激光器的输出光束质量,其应用越来越广泛。简要介绍了SBS-PCM激光系统的基本原理和典型装置,并概... 受激布里渊散射(SBS)是一种三阶非线性光学效应,SBS相位共轭镜(PCM)是基于SBS的自抽运PCM,能实时补偿放大器和放大光路中的波前畸变,改善激光器的输出光束质量,其应用越来越广泛。简要介绍了SBS-PCM激光系统的基本原理和典型装置,并概述了国内外液体和固体SBS相位共轭技术在高重复频率高功率激光系统中的研究进展,提出带SBS-PCM的高重复频率高功率激光系统有待解决的问题。 展开更多

关键词 激光器 受激布里渊散射 高重复频率 高功率激光 相位共轭镜 SBS介质

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用于高精度超远程激光测距的高光束质量大能量皮秒激光器 被引量：4

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作者 樊仲维 黄玉涛 +5 位作者 闫晓超 郭广妍 白振岙 何建国 赵天卓 张鸿博 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期1761-1762,共2页

激光超远程测距是从地面台站发射窄脉宽高能量激光束对30万千米以上的探测目标(月球和探月飞行器)进行高精度测距的一种直接测距方法.激光超远程测距不仅能为各类探月飞行器进行精确定轨和变轨提供重要指导数据,还可以为天文地球动力学... 激光超远程测距是从地面台站发射窄脉宽高能量激光束对30万千米以上的探测目标(月球和探月飞行器)进行高精度测距的一种直接测距方法.激光超远程测距不仅能为各类探月飞行器进行精确定轨和变轨提供重要指导数据,还可以为天文地球动力学、地月科学、月球物理学和引力理论等研究所需的高精度月球距离提供数据基础. 展开更多

关键词 皮秒激光器 远程激光测距 大能量 高光束质量 脉冲能量 高精度

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基于数字微镜的并行激光共焦显微检测技术研究 被引量：6

11

作者 涂龙 余锦 +7 位作者 樊仲维 邱基斯 赵天卓 王治昊 吴权 葛文琦 郭广妍 王昊成 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第10期139-146,共8页

为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于数字微镜的并行激光共焦显微检测系统。首先,利用衍射光学对数字微镜的夫琅禾费衍射模型进行了研究。接着,利用数字微镜实现扫描像素单元为2×2,周期为T=3的并行扫描模式。然后对三... 为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于数字微镜的并行激光共焦显微检测系统。首先,利用衍射光学对数字微镜的夫琅禾费衍射模型进行了研究。接着,利用数字微镜实现扫描像素单元为2×2,周期为T=3的并行扫描模式。然后对三维图像重构算法和激光散斑匀化进行了分析。最后,利用该系统分别对镀膜平板、WSZ位置灵敏阳极探测器以及螺钉进行了三维测量。实验结果表明,在轴向平移台步距为10nm的条件下,该系统能准确重构出样品三维形貌。该共焦显微检测方法能大大提高共焦扫描速度,能很好地满足一般工业检测需求,本文为并行共焦检测技术提供了一条新的研究和应用方法。 展开更多

关键词 并行共焦显微 数字微镜 三维图像重构 形貌测量

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基于小孔阵列的并行激光共焦显微检测技术研究 被引量：3

12

作者 涂龙 余锦 +6 位作者 樊仲维 王志昊 黄科 葛文琦 聂树真 郭广妍 王昊成 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1989-1994,共6页

为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于小孔阵列的并行激光共聚焦显微检测系统。利用自行研发的三波长皮秒脉冲激光加工机在面积为1cm2的铜箔上制备100×100的小孔阵列,以实现并行分光,小孔的平均直径为43.6μm,间距为100... 为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于小孔阵列的并行激光共聚焦显微检测系统。利用自行研发的三波长皮秒脉冲激光加工机在面积为1cm2的铜箔上制备100×100的小孔阵列,以实现并行分光,小孔的平均直径为43.6μm,间距为100μm。利用小孔阵列系统,分别对镀膜平板和螺钉进行了三维测量。实验结果表明,在轴向平移台步距为1μm的条件下,本文系统能对待测样品实现轴向分辨率为1μm、横向分辨率为20μm的三维扫描并重构出样品形貌。本文共焦显微检测方法能大大提高共焦扫描速度,能很好满足一般工业检测需求,本文为并行共焦探测技术提供了一条新的研究和运用方法。 展开更多

关键词 并行共焦显微检测技术 小孔阵列 三维图像重构 形貌测量

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夜天文中的自适应光学 被引量：3

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作者 冯麓 张玉佩 +3 位作者 宋菲君 薛随建 沈志侠 郭广妍 《物理》 CAS 北大核心 2018年第6期355-366,共12页

自1989年自适应光学首次在地基天文望远镜上成功实现衍射极限的天文观测以来,自适应光学系统已逐渐发展成为地基大口径天文望远镜必备的仪器之一。由于当今夜天文观测对仪器性能的要求越来越苛刻,为了提高夜天文观测中的适用性,自适应... 自1989年自适应光学首次在地基天文望远镜上成功实现衍射极限的天文观测以来,自适应光学系统已逐渐发展成为地基大口径天文望远镜必备的仪器之一。由于当今夜天文观测对仪器性能的要求越来越苛刻,为了提高夜天文观测中的适用性,自适应光学系统近20年来也在不断发展,涌现出多种新型自适应光学系统,如激光导星自适应光学系统、多层共轭自适应光学系统、极限自适应光学系统、近地层自适应光学系统等。尽管自适应光学系统的性能不断提高,但仍存在其局限性。文章分析了目前国际上已有自适应光学系统,探讨近年来夜天文当中应用的自适应光学系统及相关进展。 展开更多

关键词 天文学 天文技能和技术 自适应光学

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基于小波变换的光学元件激光损伤三维形貌重构方法 被引量：2

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作者 殷晨轩 麻云凤 +9 位作者 程旺 郭广妍 杨学博 白芳 曹灿 周家玮 吕玮智 朱永健 廖利芬 樊仲维 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第8期378-385,共8页

为实现激光损伤在线显微三维形貌的快速重构,提出一种基于小波变换的改进聚焦形貌恢复(SFF)算法。利用三维聚焦评价函数逐点反演深度信息,重构光学元件激光损伤三维形貌。采用激光损伤在线显微成像装置,利用所提算法对银反射镜表面激光... 为实现激光损伤在线显微三维形貌的快速重构,提出一种基于小波变换的改进聚焦形貌恢复(SFF)算法。利用三维聚焦评价函数逐点反演深度信息,重构光学元件激光损伤三维形貌。采用激光损伤在线显微成像装置,利用所提算法对银反射镜表面激光损伤区域进行三维形貌重构。结果表明:所提改进算法的清晰度比率、灵敏度、平缓区波动量分别为2.608、0.131、0.356,对最大深度为169.8μm的被测区域,测量相对误差为1.56%;相比传统方法,清晰度比率提升约1倍、灵敏度提升约3倍、深度测量相对误差降至1/10,平缓区波动量可以达传统方法的1.1倍。所提算法已用于在线显微损伤判别系统的研制,实现了激光损伤三维形貌在线快速重构测量。 展开更多

关键词 激光损伤 小波变换 聚焦形貌恢复 三维形貌重构

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一种非线性拟合的激光损伤测试点分配方法

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作者 周家玮 程旺 +7 位作者 殷晨轩 郭广妍 廖利芬 张宏 李裔 邾强强 王乐 麻云凤 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第23期162-168,共7页

激光诱导损伤阈值(LIDT)是光学元件发展中不可或缺的一项重要指标,提高其测量结果的准确性仍是当前人们致力于研究的方向。基于蒙特卡罗法提出了一种损伤测试点优化分配方法,以提高LIDT拟合结果的准确性。针对测试样品有限的辐照测试面... 激光诱导损伤阈值(LIDT)是光学元件发展中不可或缺的一项重要指标,提高其测量结果的准确性仍是当前人们致力于研究的方向。基于蒙特卡罗法提出了一种损伤测试点优化分配方法,以提高LIDT拟合结果的准确性。针对测试样品有限的辐照测试面积及辐照光斑大小,模拟了一种非线性简并缺陷损伤模型,对不同通量水平下测试点变化对拟合LIDT结果的影响进行了敏感性分析。根据设定的损伤模型参数建立模型生成相关损伤数据,通过控制变量法对每次指定通量水平处的测试点数进行变更,在其余通量处测试点数不变的情况下,采用蒙特卡罗法对所有损伤数据进行多次模拟计算,绘制拟合结果均方根误差和测试点的关系曲线图。计算其相应测试点数对损伤阈值拟合结果标准差的敏感性。从而以此敏感性为权重对各通量下的测试点进行更合理的分配。结果表明,该敏感性权重法的拟合结果的标准差为0.272 J/cm2,相比于标准平均分配方法的标准差0.395 J/cm2减小了约31%。 展开更多

关键词 激光诱导损伤阈值 蒙特卡罗 敏感性分析 非线性拟合

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千瓦级激光器叠阵单巴条激光参量测试技术 被引量：1

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作者 田永昊 白芳 +7 位作者 麻云凤 程旺 郭广妍 张思楠 殷晨轩 赵鹏 姜南 樊仲维 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第23期127-134,共8页

提出了一种千瓦级半导体激光器叠阵中单巴条的激光功率和光谱参量的集成测试技术。利用自主研发的光阑将激光器叠阵中任意单巴条的光束与其他巴条的光束分离,并利用积分球对分离出的单巴条光束的功率和光谱参量进行集成测试,再与整个激... 提出了一种千瓦级半导体激光器叠阵中单巴条的激光功率和光谱参量的集成测试技术。利用自主研发的光阑将激光器叠阵中任意单巴条的光束与其他巴条的光束分离,并利用积分球对分离出的单巴条光束的功率和光谱参量进行集成测试,再与整个激光器叠阵的功率和光谱参量的集成测试结果进行比对。实验结果表明:利用自主研发的光阑实现了将1 kW激光器叠阵中任意单巴条光束与其他巴条光束的分离,光阑对单巴条光束的透过率为98%;结合积分球集成测试系统实现了激光器叠阵中所有巴条的单独测试,解决了激光器叠阵中单巴条测试需要拆封的传统问题。此外该系统实现了对整个激光器叠阵的快速扫描测试,可直观反映激光器叠阵中每个巴条的情况。 展开更多

关键词 测量 二极管激光器阵列 激光光束特性 积分球

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