激光钠导引星技术研究进展 被引量：9

1

作者 许祖彦 薄勇 +4 位作者 彭钦军 张雨东 魏凯 薛随建 冯麓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期1-13,共13页

望远镜是人类探索宇宙奥秘最重要的科学工具之一。大型地基光学望远镜对天观测时,大气扰动使星光波前畸变导致其实际分辨率大幅下降,是长期困扰高精度天文观测的重大科技问题。因此世界各大望远镜均在竞相发展自适应光学技术,以校正大... 望远镜是人类探索宇宙奥秘最重要的科学工具之一。大型地基光学望远镜对天观测时,大气扰动使星光波前畸变导致其实际分辨率大幅下降,是长期困扰高精度天文观测的重大科技问题。因此世界各大望远镜均在竞相发展自适应光学技术,以校正大气造成的波前畸变,使望远镜达到近衍射极限分辨率,这标志着地基光学望远镜正在进入自适应光学望远镜时代。激光钠导引星是用激光激发海拨约90 km电离层中的钠原子产生的人造亮星,作为自适应光学校正的信标源,是自适应光学望远镜的核心技术之一。文中介绍了激光钠导引星技术的原理、方法与国内外发展状况,尤其是该实验室采用的固体激光和频技术,实现了钠D2线光谱匹配和钠层激发匹配的微秒脉冲钠导引星激光,并在国内外大望远镜上使用获得成功。 展开更多

关键词 钠导引星 钠信标 钠导引星激光 自适应光学

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脉冲激光的非相干合成技术研究 被引量：3

2

作者 李洪敏 左军卫 +3 位作者 徐健 徐一汀 彭钦军 许祖彦 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期237-241,共5页

为了实现高功率、高光束质量的激光输出,采用脉冲激光同步延时控制技术,将多束脉冲激光按时序合成一束脉冲激光,可用于产生大功率激光源。利用所设计的激光脉冲同步延时控制器,控制各个激光脉冲的时序,使按时序输出的多路激光脉冲依次... 为了实现高功率、高光束质量的激光输出,采用脉冲激光同步延时控制技术,将多束脉冲激光按时序合成一束脉冲激光,可用于产生大功率激光源。利用所设计的激光脉冲同步延时控制器,控制各个激光脉冲的时序,使按时序输出的多路激光脉冲依次通过光束合成装置,在空间合成为一束。在实验中将3束脉冲激光束合成,合成效率达到95.8%。结果表明,合束后的脉冲激光功率基本等于各束光相加的总和,同时保持了较好的光束质量。 展开更多

关键词 激光技术 非相干光束合成 脉冲激光器 脉冲时序合成 延时同步

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微秒脉冲激光钠导引星星群技术研究(特邀) 被引量：1

3

作者 卞奇 薄勇 +5 位作者 彭钦军 李敏 魏凯 张雨东 冯麓 薛随建 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1-6,共6页

激光钠导引星被称为人造恒星,用于探测和校正光波经大气湍流引起的波前畸变,大幅度提高自适应光学望远镜的成像质量。采用单颗钠导引星探测的有效视场范围有限,通过多束黄激光分别激发大气电离层钠原子产生多颗钠导引星,能在较大视场内... 激光钠导引星被称为人造恒星,用于探测和校正光波经大气湍流引起的波前畸变,大幅度提高自适应光学望远镜的成像质量。采用单颗钠导引星探测的有效视场范围有限,通过多束黄激光分别激发大气电离层钠原子产生多颗钠导引星,能在较大视场内获得更清晰的目标成像,在精密天文观测、空间目标探测等领域具有重要应用。文中重点介绍了微秒脉冲激光钠导引星星群的产生,基于100 W级微秒脉冲激光,采用小角度精密偏振分光/并束调控的专利技术,在丽江天文台通过一台发射望远镜将四束20 W/束、重复频率kHz、脉冲宽度百微秒的钠激光发射到天空,在40"观测视场内生成四颗导引星,星群构型可调控,如线形、平行四边形、菱形和正方形等,每颗钠导引星亮度约为V波段8等星,光斑大小约3.25"。利用脉冲同步控制技术,钠导引星回波信号可以避免瑞利散射光的干扰,从而获得更高的空间分辨率。这为大口径天文望远镜多层共轭校正系统的研制提供技术参考。 展开更多

关键词 激光钠导引星 激光钠导引星星群 微秒脉冲激光 偏振调制 多层共轭自适应光学

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产生钠导引星星群的钠信标激光合/分束技术

4

作者 卞奇 薄勇 +1 位作者 左军卫 彭钦军 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期124-129,共6页

研究了脉冲光束的偏振和时序非相干合成技术,通过偏振合束器将两路50 W级500 Hz的589 nm钠信标激光在空间上合为一束光线,成功突破了100 W级μs脉冲全固态钠信标激光输出;利用脉冲激光同步延时器控制两路激光脉冲的时序,使其按先后顺序... 研究了脉冲光束的偏振和时序非相干合成技术,通过偏振合束器将两路50 W级500 Hz的589 nm钠信标激光在空间上合为一束光线,成功突破了100 W级μs脉冲全固态钠信标激光输出;利用脉冲激光同步延时器控制两路激光脉冲的时序,使其按先后顺序合成一束脉冲激光,重复频率提升到1 kHz。合束后的激光光束质量M2约为1.41,与单光束的光束质量基本保持一致,光斑抖动性约为40μrad,可满足激光钠导引星自适应光学系统的应用需求。与传统的相干合成方法相比,该偏振和时序非相干合成方案具有结构简单、稳定、效率高的优点,且整个系统无需复杂的相位控制机制,为脉冲激光功率扩展提供了新途径。基于上述技术基础,结合自主提出的精密偏振分光专利技术,在丽江天文台通过一台发射望远镜将四束25 W/束的μs脉冲黄激光发射到钠层,成功产生了四颗钠导引星,这一结果将有助于推动大型地基光学望远镜中多层共轭自适应光学技术的发展。 展开更多

关键词 钠信标激光 非相干光束合成 偏振调制 时序控制 脉冲激光器

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基于结构光的激光自动焊接跟踪研究

5

作者 李淑军 田昌勇 周传扬 《应用光学》 CAS 北大核心 2023年第6期1280-1285,共6页

设计实现了一种激光加工过程中,用于激光自动焊接焊道偏移跟踪识别的系统。该系统由结构光传感器、水平偏移识别算法和实时数据平滑算法组成,在不同工况条件下实时自动提取多种形状的焊道特征点数据,通过对特征点数据进行计算处理,获得... 设计实现了一种激光加工过程中,用于激光自动焊接焊道偏移跟踪识别的系统。该系统由结构光传感器、水平偏移识别算法和实时数据平滑算法组成,在不同工况条件下实时自动提取多种形状的焊道特征点数据,通过对特征点数据进行计算处理,获得焊道实时偏移数据,经过实时平滑算法进行滤波处理后输出给激光自动焊接装置,最终实现对水平跟踪的自动控制。在现场实际焊接测试中,该系统能够实时采集焊道偏移数据,并准确指导焊接激光输出头对焊道进行水平跟踪,为实现激光自动化焊接奠定了基础。 展开更多

关键词 结构光 激光焊接 特征识别 偏移跟踪

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钠信标激光技术进展 被引量：1

6

作者 薄勇 卞奇 +5 位作者 彭钦军 许祖彦 魏凯 张雨东 冯麓 薛随建 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期430-446,共17页

地基光学望远镜对天观测时,大气湍流扰动引起星光波前畸变将导致其实际分辨率远低于物理极限,这是急需解决的科学技术问题。采用钠信标激光激发海拔80~105 km大气电离层中的钠原子可产生高亮度的钠导引星,可作为信标探测大气对光波的扰... 地基光学望远镜对天观测时,大气湍流扰动引起星光波前畸变将导致其实际分辨率远低于物理极限,这是急需解决的科学技术问题。采用钠信标激光激发海拔80~105 km大气电离层中的钠原子可产生高亮度的钠导引星,可作为信标探测大气对光波的扰动,再利用自适应光学技术进行校正,能使望远镜克服大气扰动影响,获得近衍射极限的分辨率。介绍了钠信标激光的特性与国内外研究进展,尤其是中国科学院理化技术研究所激光物理与技术研究中心研制的钠D2线双峰谱型匹配的微秒脉冲钠信标激光器及其在大型望远镜上的应用情况。 展开更多

关键词 自适应光学 钠信标激光 微秒脉冲激光 钠导引星

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高功率高重频微秒脉冲钠信标激光研究

7

作者 薄勇 申玉 +16 位作者 彭钦军 左军卫 王志超 宗楠 徐一汀 许家林 王保山 崔大复 雷文强 许祖彦 魏凯 李敏 晋凯 陈善球 周璐春 饶长辉 张雨东 《现代应用物理》 2015年第1期27-31,共5页

介绍了高重频微秒脉冲钠信标激光器实验样机的技术路线和实验研究结果,在重复频率500 Hz、脉冲宽度100μs时,获得了钠信标激光平均输出功率为33 W,光束质量M2=1.5,线宽为0.4GHz。以云南丽江1.8m口径望远镜为发射系统,研究了应用该激光... 介绍了高重频微秒脉冲钠信标激光器实验样机的技术路线和实验研究结果,在重复频率500 Hz、脉冲宽度100μs时,获得了钠信标激光平均输出功率为33 W,光束质量M2=1.5,线宽为0.4GHz。以云南丽江1.8m口径望远镜为发射系统,研究了应用该激光器获得高亮度钠导引星的最佳激光参数,获得了钠导引星光子回波达1.66×107 m-2·s-1。利用自适应光学技术在J波段实现了1.7倍衍射极限的图像分辨率。 展开更多

关键词 钠信标激光 微秒脉冲 ND:YAG激光 和频

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CsB3O5晶体高效三倍频产生28.3W 355nm激光 被引量：3

8

作者 谢仕永 鲁远甫 +4 位作者 张小富 乐小云 杨程亮 王保山 许祖彦 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第18期266-272,共7页

利用CsB_3O_5(CBO)晶体对Nd:YAG声光调Q准连续1064 nm激光的高效三倍频效应获得高功率355 nm激光输出.1064 nm激光采用大功率脉冲式半导体激光(LD)列阵侧面抽运Nd:YAG晶体的主振荡-功率放大(MOPA)系统实现210 W的调Q准连续输出,激光以1 ... 利用CsB_3O_5(CBO)晶体对Nd:YAG声光调Q准连续1064 nm激光的高效三倍频效应获得高功率355 nm激光输出.1064 nm激光采用大功率脉冲式半导体激光(LD)列阵侧面抽运Nd:YAG晶体的主振荡-功率放大(MOPA)系统实现210 W的调Q准连续输出,激光以1 kHz脉冲串方试运转,每个脉冲串包含5个调Q脉冲,单脉冲宽度为40 ns.经I类LiB_3O_5(LBO)晶体倍频产生98 W 532 nm绿光.通过30 mm长的II类CBO晶体对1064 nm与532 nm光和频获得28.3 W的355 nm紫外光,相应的三倍频转换效率为13.5%,比相同条件下II类LBO晶体高28.6%.研究了CBO三倍频产生355 nm光的温度敏感特性,得到其温度带宽为25?C,远大于LBO晶体的4?C.实验证明,CBO晶体在三倍频产生355 nm的转换效率和温度不敏感性方面均优于LBO晶体. 展开更多

关键词 355 nm激光 CsB3O5晶体 三倍频 温度带宽

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周期极化KTiOPO_4晶体和频单块非平面环形腔激光产生连续单频589nm黄光 被引量：3

9

作者 谢仕永 张小富 +4 位作者 杨程亮 乐小云 薄勇 崔大复 许祖彦 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期76-82,共7页

单次通过周期极化KTiOPO_4晶体和频单块非平面环形腔1064 nm与1319 nm激光产生连续单频589 nm黄光.通过琼斯矩阵模拟计算对单块非平面Nd:YAG晶体参数进行了优化设计,实验获得1080 m W和580 m W的连续单频1064 nm和1319 nm激光输出.两束... 单次通过周期极化KTiOPO_4晶体和频单块非平面环形腔1064 nm与1319 nm激光产生连续单频589 nm黄光.通过琼斯矩阵模拟计算对单块非平面Nd:YAG晶体参数进行了优化设计,实验获得1080 m W和580 m W的连续单频1064 nm和1319 nm激光输出.两束激光单次通过周期极化KTiOPO_4晶体和频产生14.8 m W,M^2=1.14的589 nm黄光,相应的和频效率为0.9%.研究了周期极化KTiOPO_4温度对和频效率的影响,得到其温度接收带宽为1.5?C.通过改变1064 nm Nd:YAG晶体的温度可实现589 nm黄光波长精确对应钠原子D_(2a)吸收谱线,调谐精度达到0.164 pm. 展开更多

关键词 单频黄光 单块非平面环形腔 和频

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885nm双端泵准连续微秒脉冲1319nm三镜环形腔激光 被引量：2

10

作者 谢仕永 张小富 +4 位作者 乐小云 杨程亮 薄勇 王鹏远 许祖彦 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第15期104-110,共7页

采用885 nm半导体激光双端泵Nd:YAG三镜环形腔获取高功率、高光束质量、可调谐的准连续微秒脉冲1319 nm激光,通过腔镜镀膜和腔内插入标准具,分别抑制Nd:YAG的1064 nm与1338 nm谱线起振.薄膜偏振片用作环形腔的输出镜,与半波片配合实现... 采用885 nm半导体激光双端泵Nd:YAG三镜环形腔获取高功率、高光束质量、可调谐的准连续微秒脉冲1319 nm激光,通过腔镜镀膜和腔内插入标准具,分别抑制Nd:YAG的1064 nm与1338 nm谱线起振.薄膜偏振片用作环形腔的输出镜,与半波片配合实现输出耦合率连续可调.885 nm抽运功率150 W时,在热近非稳腔运转条件下获得重复频率800 Hz脉冲宽度150μs、平均功率22.5 W的1319 nm偏振激光输出,光束质量因子M_x^2=1.35,M_y^2=1.24.腔内插入1319 nm的倍频晶体KTiOPO_4。通过二次谐波效应使高强度的尖峰脉冲序列减弱,实现激光脉冲弛豫振荡的有效抑制.精确控制标准具温度,实现激光波长从1318.888 nm精细调谐到1319.358 nm,调谐范围为470 pm(81 GHz),相应的调谐精度为0.7 pm(125 MHz). 展开更多

关键词 885 nm双端泵 环形腔 弛豫振荡 波长调谐

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高功率准连续微秒脉冲钠导星激光 被引量：4

11

作者 谢仕永 王彩丽 +2 位作者 薄勇 刘辉 许祖彦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2661-2667,共7页

采用硼酸锂(LBO)晶体腔外和频Nd∶YAG 1 064nm与1319nm激光获得了高功率准连续微秒脉冲钠导星激光。通过改进的欧拉方法数值模拟了和频过程的三波耦合方程,优化了基频光的束腰大小与LBO晶体长度。为了提高和频效率,通过像传递系统对两... 采用硼酸锂(LBO)晶体腔外和频Nd∶YAG 1 064nm与1319nm激光获得了高功率准连续微秒脉冲钠导星激光。通过改进的欧拉方法数值模拟了和频过程的三波耦合方程,优化了基频光的束腰大小与LBO晶体长度。为了提高和频效率,通过像传递系统对两路基频光进行扩束整形实现了空间模式匹配,通过精确控制触发延时实现了时域激光脉冲同步。研究了500,600,800及1000Hz条件下的和频输出特性,结果显示,该条件下分别产生了53,42.6,27及22 W的589nm激光输出,相应的和频效率分别为21.8%,20.3%,16.9%和16.3%。黄光最高功率时的光束质量因子M2为1.32,脉冲宽度为100μs。采用了PZT与步进电机复合控制系统进行稳频,实现频率的波动为±0.2GHz,保证了黄光波长在钠原子D2a谱线的吸收谱内。该项研究为获取50 W级高功率准连续微秒脉冲钠导星激光提供了有效的技术支持。 展开更多

关键词 钠导星激光 高功率激光 硼酸锂(LBO)晶体 和频 稳频

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激光雷达观测淮南大气SO_2和NO_2浓度廓线实例分析 被引量：3

12

作者 刘琳琳 杨杰 +3 位作者 黄见 苑克娥 尹凯欣 胡顺星 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期353-358,共6页

为了初步探究淮南地区大气SO_2及NO_2的不同时空分布特征,采用自研的差分吸收激光雷达系统测得某地(淮南地区)部分月份大气SO_2及NO_2气体浓度分布廓线,并选取其中典型实例从气体水平浓度日变化、垂直浓度变化以及水平浓度月变化3个方... 为了初步探究淮南地区大气SO_2及NO_2的不同时空分布特征,采用自研的差分吸收激光雷达系统测得某地(淮南地区)部分月份大气SO_2及NO_2气体浓度分布廓线,并选取其中典型实例从气体水平浓度日变化、垂直浓度变化以及水平浓度月变化3个方面分析了SO_2及NO_2分布特点。结果表明,同一天夜晚时刻,SO_2及NO_2气体浓度大于下午时刻的气体浓度;SO_2及NO_2气体垂直浓度随高度增加呈递减趋势;SO_2及NO_2气体水平浓度月变化变现为冬季月份气体浓度最大,夏季月份气体浓度最小,春、秋季月份次之。SO_2及NO_2浓度变化特征是人群活动和气象条件变化共同作用的结果。 展开更多

关键词 大气光学 二氧化硫 二氧化氮 差分吸收激光雷达

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30W级第二代钠信标激光器研究 被引量：8

13

作者 许祖彦 谢仕永 +9 位作者 薄勇 左军卫 王保山 王鹏远 王志超 刘苑 徐一汀 许家林 彭钦军 崔大复 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期101-103,共3页

采用Nd∶YAG 1064与1319 nm激光在非线性晶体LBO中和频,获得了高功率、高光束质量、窄线宽的准连续微秒脉冲钠信标激光。该钠信标激光平均输出功率为33 W,光束质量因子M2=1.25,线宽小于0.4 GHz,波长为589 nm,并可精确调控到钠原子D2谱线... 采用Nd∶YAG 1064与1319 nm激光在非线性晶体LBO中和频,获得了高功率、高光束质量、窄线宽的准连续微秒脉冲钠信标激光。该钠信标激光平均输出功率为33 W,光束质量因子M2=1.25,线宽小于0.4 GHz,波长为589 nm,并可精确调控到钠原子D2谱线,稳定性优于±0.3 GHz,重复频率为500 Hz,脉冲宽度约为120μs。与连续波钠信标激光相比,准连续微秒脉冲钠信标激光提供了门脉冲选通机制,可消除大气瑞利散射干扰和减小钠导引星像斑拉长现象,从而使自适应光学系统能够实现更好的校正效果,被称为第二代纳信标激光。基于此第二代钠信标激光器,在云南1.8 m口径望远镜上进行了外场试验,观测到激光钠导引星。 展开更多

关键词 固体激光器 钠信标激光 Nd∶YAG激光 微秒脉冲 和频

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高功率可调谐1064nm准连续单频激光振荡-放大系统研究 被引量：3

14

作者 谢仕永 鲁远甫 +6 位作者 薄勇 崔前进 徐一汀 许家林 彭钦军 崔大复 许祖彦 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期4659-4663,共5页

研制了高功率可调谐1064 nm准连续单频激光振荡-放大系统.振荡级采用三镜环形行波腔型结构的Nd:YAG激光器,通过精确控制腔内标准具的温度改变标准具材质折射率和厚度实现了对激光波长的调谐,获得了13.2 W调谐范围为58 GHz的1064 nm准连... 研制了高功率可调谐1064 nm准连续单频激光振荡-放大系统.振荡级采用三镜环形行波腔型结构的Nd:YAG激光器,通过精确控制腔内标准具的温度改变标准具材质折射率和厚度实现了对激光波长的调谐,获得了13.2 W调谐范围为58 GHz的1064 nm准连续单频振荡光,其重复率为1 kHz,占空比为10%.经过由双Nd:YAG激光头串接构成的放大器对振荡光进行双程放大后激光最终输出功率为44 W,光束质量因子M2=1.58. 展开更多

关键词 可调谐激光 单频激光 标准具 振荡-放大系统

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高稳定性0.6mm光纤耦合工业用5kW级全固态激光器

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作者 许家林 郭亚丁 +3 位作者 高伟男 彭钦军 薄勇 许祖彦 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1625-1625,共1页

关键词 全固态激光器 光纤耦合 高稳定性 工业用 加工制造业 输出激光 性能稳定 光束质量

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紧凑型被动风冷Nd∶YVO_4皮秒振荡器设计 被引量：1

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作者 于海波 刘可 +7 位作者 陈莹 涂伟 申玉 许家林 高宏伟 薄勇 彭钦军 许祖彦 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期52-58,共7页

提出被动风冷的高光束质量、高稳定性半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模1064 nm Nd∶YVO4皮秒振荡器。在对SESAM被动锁模理论进行理论分析和实验验证的基础上,获得更精确的SESAM锁模脉宽表达式。测得该振荡器的脉宽为15.5 ps,平均功率为210... 提出被动风冷的高光束质量、高稳定性半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模1064 nm Nd∶YVO4皮秒振荡器。在对SESAM被动锁模理论进行理论分析和实验验证的基础上,获得更精确的SESAM锁模脉宽表达式。测得该振荡器的脉宽为15.5 ps,平均功率为210 m W,重复频率为100 MHz。其光束质量因子M2=1.15,长时间均方根(RMS)功率不稳定性优于1%。整机外形紧凑,尺寸为350 mm×150 mm×50 mm。该激光器能够作为可靠的皮秒种子源用于后续的功率放大并应用于科研和工业等领域。 展开更多

关键词 激光器 被动风冷 锁模 皮秒 半导体可饱和吸收镜

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