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热键合、凹端面及晶体棒直径对Er∶YSGG中红外激光性能的影响
1
作者 程毛杰 董昆鹏 +5 位作者 胡伦珍 张会丽 罗建乔 权聪 韩志远 孙敦陆 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期571-579,共9页
对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,... 对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,然后进行了高温热键合,透过谱表明键合界面基本无损耗,达到了一体化。热焦距结果表明,热键合、凹端面能够有效改善和补偿高功率泵浦条件下晶体的热透镜效应,有利于提高晶体的激光性能。对比未键合、热键合及凹面热键合Er∶YSGG晶体在968 nm LD侧面泵浦条件下的激光性能发现,低频150 Hz以下,键合与凹面并未表现出优势,三种棒的最大输出功率和斜效率分别均在24 W和28%附近;但随重频增加,热效应逐渐加重,键合晶体良好散热能力和凹面热补偿效应使激光性能得到提高。在重频300 Hz下,未键合、热键合及凹面热键合三种棒的最大输出功率分别为15.54,17.85和18.33 W、斜效率分别为16.6%,18.3%和18.4%;重频600 Hz条件下,三种棒的最大输出功率分别为9.4,13.32和13.18 W、斜效率分别为6.7%,8.6%和9%。此外,对比研究了不同直径Er∶YSGG晶体的激光性能,在低于100 Hz的低频下,三种晶体的激光性能接近。但相比于3和4 mm键合凹面棒,直径2 mm棒有大的比表面积,拥有更好的热管理能力,使其在高重频条件下具有更好的激光性能。如在150 Hz条件下,2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒获得了功率23.82 W、斜效率27.7%的中红外激光输出,大大高于直径3和4 mm棒的18 W和23%。在600 Hz,直径2 mm键合凹面棒中实现了功率13.18 W,斜效率9%的激光输出,相比于直径3和4 mm键合凹面棒的9 W,7%具有较大的改善。测量得到2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒在150 Hz,200μs条件下的光束质量因子M_(x)^(2)/M_(y)^(2)=6.28/6.30,表明该激光具有良好的光束质量。综上,选择合适晶体棒直径,并将键合与凹面相结合是实现高性能2.79μm激光的有效方法。 展开更多
关键词 热键合 Er∶YSGG激光晶体 凹端面 LD侧面泵浦 2.79μm中红外激光 斜效率 光束质量因子
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基于全色全息透镜的增强现实系统
2
作者 杨雨桦 何龙 +3 位作者 邓林宵 朱立全 顾春 许立新 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期204-213,共10页
全息透镜是一种通过全息波前记录制作的成像元件.由于其形状因子小、波长和角度选择性等优势,在增强现实(augmented reality,AR)领域有着很好的应用前景.全色全息透镜的制作与成像过程分析是当前的难点.通过标量衍射理论推导了离轴全息... 全息透镜是一种通过全息波前记录制作的成像元件.由于其形状因子小、波长和角度选择性等优势,在增强现实(augmented reality,AR)领域有着很好的应用前景.全色全息透镜的制作与成像过程分析是当前的难点.通过标量衍射理论推导了离轴全息透镜的共轭成像方程,分析了现有成像系统中的畸变和像散问题.此外,通过k矢量圆和光线追迹相结合的几何光学方法模拟了一个视场角为18°,眼盒为10 mm的AR系统,通过干涉曝光实验制作了全色全息透镜,其平均峰值衍射效率为56.7%,达到国际较高水平.将激光微投与全息透镜相结合,搭建了AR系统原型,得到了系统的畸变和像散效果实验效果,与模拟的情况相一致.并测量了系统的MTF参数,其清晰度基本满足人眼的分辨率需求.对于单色成像,提出了添加柱面透镜的方式,保证子午面和弧矢面的光焦度一致以消除像散;提出了设计自由形式的波前记录方式以消除畸变.对于全色成像,提出了记录过程中预先补偿的方法,以解决3个颜色通道之间图像不重合的问题. 展开更多
关键词 全息光学元件 激光显示 近眼显示 增强现实
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显示设备防蓝光模式和色域的关系 被引量：1
3
作者 王贯 顾春 许立新 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期123-132,共10页
基于新型光源的显示设备以大色域、高亮度、高解析度等优点成为了市场主流.蓝光作为三基色之一,是显示系统不可或缺的部分,它的波长、光谱宽度、亮度等参数影响着显示系统的方方面面.同时,过强的蓝光会损害人眼的视网膜细胞并影响生物节... 基于新型光源的显示设备以大色域、高亮度、高解析度等优点成为了市场主流.蓝光作为三基色之一,是显示系统不可或缺的部分,它的波长、光谱宽度、亮度等参数影响着显示系统的方方面面.同时,过强的蓝光会损害人眼的视网膜细胞并影响生物节律.如何减少蓝光危害是设计显示系统时需要考虑的重要问题.以手机、电视屏幕为代表的显示设备是人机交互的重要媒介,为了减少其中的蓝光危害,在设备中通常都设有防蓝光模式.这种模式会影响到显示设备的色域.基于此,测量显示系统中色域和蓝光危害随着防蓝光模式的变化过程是有必要的.我们提出了一种测量显示设备特征点获得立体色域的理论.以目前市面上几种主流手机作为实验样本测量立体色域,结合光谱获得蓝光危害值,提出色域和蓝光危害的兑换比例这一测量标准,以评估防蓝光模式的质量. 展开更多
关键词 显示 立体色域 蓝光危害
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三基色显示中白点坐标对立体色域的影响及其准确计算
4
作者 王贯 顾春 许立新 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1165-1173,共9页
色域表示了显示系统的显色能力,是显示系统的重要指标,它不仅受到每个基色参数的影响,还和显示系统的白点坐标相关,不同的标准给出的白平衡点参考值并不相同,因此需要研究各种条件下,不同白点坐标对显示系统色域的影响。利用全微分公式... 色域表示了显示系统的显色能力,是显示系统的重要指标,它不仅受到每个基色参数的影响,还和显示系统的白点坐标相关,不同的标准给出的白平衡点参考值并不相同,因此需要研究各种条件下,不同白点坐标对显示系统色域的影响。利用全微分公式,将影响显示系统立体色域的因素划分为由光源参数直接改变引起立体色域改变的直接部分和光源参数引起白点色坐标改变的间接部分,两者影响相加可以得到更准确的立体色域。以满足Rec.2020标准,三基色中心波长为630,532,467 nm,光谱宽度为1 nm的光源为例,每0.01x色坐标对立体色域影响为0.80%,而每0.01y色坐标对立体色域影响为-2.15%。当选用白点色坐标不变的假设时,绿光谱宽对立体色域影响最大,应维持绿光较窄谱宽以保证高色域。当选用强度不变的假设时,三种基色对立体色域的影响相当,考虑到红光对白点色坐标影响最小,这时可以适当牺牲红光的光谱宽度以平衡立体色域和光谱宽度。 展开更多
关键词 显示 立体色域 白平衡点
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直径3英寸钆镓石榴石晶体生长及性能研究
5
作者 程毛杰 张会丽 +4 位作者 董昆鹏 权聪 胡伦珍 韩志远 孙敦陆 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期160-166,共7页
采用熔体提拉法,通过设计合理的晶体生长温场结构和优化生长气氛等,有效抑制了镓挥发,结合原料预处理及缩颈等工艺,成功生长出了高质量的直径3英寸Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG)晶体。对其晶体结构、结晶质量、位错形貌及透过光谱等进行了详... 采用熔体提拉法,通过设计合理的晶体生长温场结构和优化生长气氛等,有效抑制了镓挥发,结合原料预处理及缩颈等工艺,成功生长出了高质量的直径3英寸Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG)晶体。对其晶体结构、结晶质量、位错形貌及透过光谱等进行了详细研究。X射线粉末衍射(XRD)表明该晶体为单相且晶格常数为1.2379 nm;(111)结晶面的X射线摇摆曲线(XRC)显示晶体具有较好的结晶质量;原子力显微镜(AFM)测量晶体(111)抛光片的表面粗糙度约为0.203 nm;观察分析了晶体(111)结晶面的位错腐蚀坑,位错密度为28∼85个/cm^(2);透过光谱显示晶体具有较宽的透光波段,并拟合出了塞米尔方程系数。结果表明生长的三英寸GGG晶体可以作为磁光外延膜的衬底材料和激光基质,并且较大的尺寸能够有效提高晶体使用的取材效率和一致性。 展开更多
关键词 材料 3英寸GGG晶体 磁光衬底 晶体质量 表面形貌 位错 透过谱
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基于Málaga湍流信道和Nakagami衰弱信道的选择合并混合FSO/RF系统的性能分析 被引量：4
6
作者 吴琰 戴聪明 +1 位作者 赵凤美 魏合理 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第1期104-109,共6页
在Málaga湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下,对基于选择合并技术的混合自由空间光/射频(FSO/RF)通信系统性能进行研究。在考虑指向性误差的情况下,推导了采用副载波调制和强度调制直接检测方案的混合FSO/RF系统的平均误码率和中... 在Málaga湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下,对基于选择合并技术的混合自由空间光/射频(FSO/RF)通信系统性能进行研究。在考虑指向性误差的情况下,推导了采用副载波调制和强度调制直接检测方案的混合FSO/RF系统的平均误码率和中断概率表达式,并利用Meijer G函数和扩展广义双变量Meijer G函数获得其闭合解。在不同的副载波调制方式、湍流强度、指向性误差及RF信道衰弱参数情况下,分别分析混合FSO/RF系统和单FSO系统的误码率和中断概率。仿真结果表明,相比单FSO系统,混合FSO/RF通信系统能有效提升通信系统性能。 展开更多
关键词 大气光学 混合自由空间光/射频通信系统 Málaga湍流信道 Nakagami-m衰弱信道 平均误码率 中断概率
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混合自由空间光/射频通信系统的性能分析 被引量：1
7
作者 吴琰 梅海平 +2 位作者 戴聪明 赵凤美 魏合理 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第17期195-201,共7页
在指数韦伯湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下,研究了基于选择合并技术的混合自由空间光/射频(FSO/RF)通信系统的性能。在考虑指向性误差的情况下,推导了基于副载波调制和强度调制/直接检测方案的选择合并混合FSO/RF通信系统的平均误... 在指数韦伯湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下,研究了基于选择合并技术的混合自由空间光/射频(FSO/RF)通信系统的性能。在考虑指向性误差的情况下,推导了基于副载波调制和强度调制/直接检测方案的选择合并混合FSO/RF通信系统的平均误码率和中断概率,并利用Meijer-G函数和扩展广义双变量Meijer-G函数得到其表达式。在不同副载波调制方式、湍流强度、指向性误差和RF信道衰弱参数m的情况下,分析了混合FSO/RF通信系统和FSO系统的误码率和中断概率。仿真结果表明,基于相干二进制相移键控副载波调制技术的混合FSO/RF通信系统性能明显优于其他三种调制技术;相比FSO系统,混合FSO/RF通信系统的性能更好。 展开更多
关键词 光通信 混合通信系统 指数韦伯湍流信道 Nakagami-m衰弱信道 平均误码率 中断概率
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