激光诱导等离子体对水团簇受激拉曼散射的影响

利用532 nm脉冲激光作用于水分子,研究其受激拉曼Stokes和anti-Stokes散射.实验表明:激光束经过聚焦后,在能量为4 mJ时,水分子产生等离子体;在泵浦激光能量由5 mJ增加到15 mJ的过程中,水分子OH键伸缩振动的受激拉曼Stokes散射光强逐渐增大、受激谱带宽度逐渐加宽,并且受激拉曼Stokes散射中心波长呈现蓝移趋势;当能量为15 mJ时,产生了OH键伸缩振动的受激拉曼anti-Stokes散射光.利用激光诱导等离子体增强水分子团簇的受激拉曼散射理论解释了以上现象,实验与理论符合地很好.     

光纤拉曼放大器中的后向自发拉曼散射噪声

提出了光纤拉曼放大器中的后向自发拉曼散射噪声的数学描述及其机理,并从实验上得到了后向自发拉曼散射噪声的光谱,后向拉曼散射光在泵浦的入射处有最大的光强,而在信号光出射处光强很小,这对光纤传输信号是有利的.在信号的输出端,自发拉曼散射的光强只与泵浦输入强度有关,而与增益光纤长度无关.     

光纤拉曼散射效应及其应用研究

测量了G652光纤和DCF光纤的背向散射光谱，在斯托克斯区观察到一级和二级拉曼背向散射光谱，在反斯托克区观察到一级拉曼背向散射光谱，首次在斯托克斯区和反斯托克区观察到ZX背向散光谱。光纤背向散射效率直接应用于光纤拉曼放大器和分布式光纤拉曼温度传感器系统。讨论了分布式光纤拉曼温度传感器系统工作原理、结构，给出了实验结果。     

Nd:YAG四倍频激光抽运D2和D2/He受激拉曼散射的实验研究

使用脉冲Nd:YAG四倍频激光抽运充有纯D2气体和D2/He混合气体的拉曼池.实验研究了受激拉曼散射的能量转换效率和能量稳定性与系统主要参量,包括抽运光能量、D2气体压强和加入惰性气体He的关系.实验表明,适量惰性气体He的加入在没有降低一阶斯托克斯散射光(S1,波长:289.04 nm)能量稳定性的前提下,有利于提高其能量转换效率,最大能量转换效率达到22.1%.通过实验分析,得到了受激拉曼散射一阶斯托克斯散射光的能量转化效率和能量稳定性的优化条件.     

基于拉曼晶体的多波长激光技术研究进展

利用受激拉曼散射效应,以拉曼晶体作为介质,可产生同轴输出的多波长激光信号,该种激光器具有结构紧凑、脉冲能量高和波长可调谐等特点,在全色激光成像与显示、光电对抗等领域有着重要的应用前景。本文介绍了受激拉曼散射基本原理和常用拉曼激光器结构,研究了国内外基于拉曼晶体的多波长激光技术的研究进展,总结了利用受激拉曼散射产生多波长激光存在的不足。针对目前受激拉曼散射高阶散射光较难生成,生成的多波长激光信号覆盖谱段较窄,输出功率较低,调谐方式单一等问题,提出了今后多波长激光技术发展方向。     

钨酸钡单晶的生长及其受激拉曼特性

采用提拉法生长出了BaWO4 晶体。采用波长532nm的皮秒激光激发,观察到室温下的受激拉曼光,对受激拉曼光斑进行了讨论。在散射光谱中观察到从484到755nm共8条谱线,测得第一级斯托克斯光和第二级斯托克斯光的阈值分别为3. 5mJ和6. 5mJ。晶体的抗强光损伤大于20GW / cm2。     

纳米金修饰碳纳米管阵列结构的表面增强拉曼散射

研究了纳米金粒子修饰碳纳米管阵列结构的表面增强拉曼散射性能.通过FDTD理论模拟仿真了不同粒径纳米金颗粒的场强分布;并采用化学还原的方法制备出直径分别为20、40和60 nm三种不同粒径的金颗粒,然后将纳米金粒子修饰到有序定向的碳纳米管阵列表面,并将该结构作为表面增强拉曼基底.FDTD软件仿真结果表明,60 nm粒径的纳米金颗粒周围场强分布最强,是入射场场强的15倍.同时将罗丹明6G溶液用于测试几组不同尺寸的金颗粒对拉曼散射光强的影响,发现60 nm金颗粒对R6G拉曼信号增强最大.FDTD理论模拟仿真和罗丹明6G溶液实验测试结果表明:金颗粒尺寸在20～60 nm内,颗粒尺寸越大,拉曼散射光的光强越大.     

拉曼差分法探测大气中的臭氧

介绍了拉曼差分法测量对流层底部污染物O_3的基本原理。计算和研究了N_2,O_2的拉曼光谱强度分布特征,利用O_3对N_2,O_2紫外波段拉曼散射光的不同吸收特性,推导出O_3浓度反演公式;设计了拉曼差分激光雷达(Raman-DIAL)系统,该系统采用双通道分别接收N_2和O_2对紫外266 nm激光的拉曼散射光,通过拉曼差分法反演大气中O_3浓度。分析了激光雷达系统噪声的来源,对双通道滤光片提出了相应的要求;分析了大气中污染物SO_2,NO_2在紫外波段的吸收特性对拉曼差分法测量O_3的影响及造成的相对误差;利用差分激光雷达AML-2测得的O_3数据模拟了拉曼差分激光雷达系统N_2与O_2的拉曼信号,从而证实了该方法探测对流层底部大气臭氧含量垂直分布的可行性。     

两维拉曼成象

两维拉曼成象英国雷尼肖传感器系统公司制造的拉曼显微镜可能为两维拉曼成象和分析提供一种超快方法。过去，拉曼光谱学的发展一直受拉曼散射光甚低效率的严重限制。公司所用的拉曼光谱学法已产生具有更大光产率和探测器效率的仪器。用这种显微探针对拉曼光谱的测量，几分...     

转动能级拉曼抽运技术在NO2激光探测雷达中的应用

差分吸收激光雷达(DIAL)是目前探测大气污染成分最有效的方法之一.介绍了一种新型NO2激光探测雷达(NO2-DIAL)差分吸收光源的设计:选择Nd:YAG的三倍频输出激光作为λon(354.7nm),并采用该三倍频激光的圆(或椭圆)偏振光抽运D2拉曼池,选择其中距抽运光波长最接近的第一级纯受激转动拉曼散射光作为特征吸收波长λoff(359.9nm).抽运光的偏振态调制采用1/4波片调谐技术方便地测定和实现.这一方法保证了两个差分激光的中心波长稳定、频漂小、线宽窄,同时系统只需使用一个拉曼池,即可获得同轴性很好的两束激光输出,在技术指标的提升和经济性两方面都具有很大的优势.     

双波长激光移频激发拉曼光谱测试系统设计

拉曼光谱检测常常受到荧光干扰,而移频激发拉曼差分光谱法(SERDS)是一种有效抑制拉曼光谱荧光背景的方法。基于该方法,采用两个波长相近、基于体布拉格光栅技术的固定波长激光器,设计了一套拉曼光谱测试系统。通过控制激光器的功率和温度,保证了输出波长的稳定性。采用高灵敏度的薄型背照式面阵CCD,设计了光谱数据采集光路和电路。同时,在软件上实现了差分光谱的三种重构算法,即简单积分算法、带数值插值的简单积分算法和多重约束解卷积算法。在实验中,利用文中系统对强荧光背景的某品牌香油进行了拉曼光谱测量,分别采用这三种算法处理差分光谱进行光谱重构,并对比了重构效果。实验结果表明,设计的系统能够有效抑制荧光对拉曼光谱检测的影响。     

基于紫外拉曼光谱的乙醇水溶液浓度测量

拉曼光谱中每个谱峰对应一种特定的分子键振动，每个拉曼峰记录了相应的拉曼散射光的波长位置和强度，常用于对不同物质的定性、定量分析。利用266 nm紫外拉曼系统测量乙醇和水溶液的拉曼光谱，分析峰值关系与乙醇和水浓度之间的关系，用水与乙醇的混合溶液模拟白酒场景，配取多组不同浓度标准乙醇溶液，测量各组溶液拉曼光谱，对光谱进行平滑去噪、基线校正，分析不同浓度乙醇溶液CH伸缩振动特征峰与OH伸缩振动特征峰的相对强度，并拟合出相对强度与乙醇浓度的曲线，决定系数R²达到0.996,测量数款市面在售白酒浓度验证，证明了拉曼光谱应用于白酒浓度测量的可行性。     

基于拉曼与掺铒光纤混合增益的稳定均衡多波长光纤激光器

介绍了基于色散补偿光纤(作为拉曼增益介质)和掺铒光纤混合增益的多波长光纤激光器.实验证明了拉曼放大机制能够有效地抑制光纤激光器内不同波长激光的增益竞争,实现了在室温条件下均衡、稳定的多波长激光输出.     

级联拉曼光纤激光器

拉曼光纤激光器是一种基于受激拉曼散射(ＳＢＳ)效应的新型激光器件 ,在光通信、光传感等领域具有广泛的用途。我们研制了一台级联拉曼光纤激光器 ,在 1175ｎｍ波长附近获得了二级Ｓｔｏｋｅｓ输出。实验装置采用镶嵌式线性级联结构 ,由工作波长为 1117ｎｍ和 1175ｎｍ的两对反射式光纤Ｂｒａｇｇ光栅 (ＦＢＧ)与长 1ｋｍ的单模阶跃型锗硅光纤构成二级级联拉曼腔。除作为 1175ｎｍ激光输出耦合器的ＦＢＧ反射率为 15%之外 ,其余三个ＦＢＧ对相应波长均有 99%的高反射。为减小输出光中的抽运光成分 ,在输出端加入了一个工作波长为 10 60ｎｍ…     

808 nm和879 nm端泵自拉曼Nd∶GdVO4 激光器的输出特性研究

为了研究激光二极管端面泵浦a轴切割Nd∶GdVO4自拉曼激光器的热透镜效应对输出特性造成的影响。在808 nm和879 nm两种不同波长端面泵浦条件下,采用横向剪切干涉法测量了连续光自拉曼Nd∶GdVO4激光器的热透镜效应,分别取得两波长所对应的热透镜数值,并将一阶斯托克斯散射光的热透镜效应通过CCD相机成像观测。实验结果表明,879 nm泵浦比808 nm泵浦时激光晶体的热效应有明显减少。为验证以上结果的准确性,实验研究了两种不同泵浦光作用下拉曼光与基频光的输出,获得了最高输出功率为1.4 W和1.6 W的拉曼光,发现当泵浦功率超过20 W,808 nm泵浦输出的拉曼光出现较大衰减。同时,输出808 nm 和879 nm两种光波作用下的基频光,对应斜效率分别为27.5%和38%。并发现小功率抽运时,两波长对应输出区别不明显,只有在大功率抽运状态下879 nm优势才能显现。实验和理论分析说明879 nm抽运更有利于提升Nd∶GdVO4激光器的量子效率。     

宽带拉曼光纤放大中的多泵浦源选择方法

理论分析了拉曼光纤放大谱与多波长泵浦光功率和波长的关系.考虑到泵浦光与泵浦光,泵浦光与信号光的拉曼相互作用,得出一个增益数组,增益数组就是离散的宽带拉曼光纤放大增益谱.对任何形态的宽带拉曼光纤放大增益谱,可以设定对应的增益数组,把泵浦光功率和波长组成二维坐标系,遍取坐标系中的各点,求出各组点对应的增益数组,找出最接近设定的增益数组,这组泵浦光功率及波长就是最优的解决方案.     

水汽紫外拉曼激光雷达分光系统研究

介绍了一种可用于工作波长在紫外波段的水汽拉曼激光雷达的分光系统,即利用石英三棱镜组合结构实现对激光雷达多波长回波信号的分光。对于266 nm发射波长,由于激光雷达接收的氧气(O2)、氮气(N2)、水汽(H2O)拉曼波长相隔较近,普通的滤光片难以满足要求,利用该分光系统,对其参数尤其是对棱镜间夹角和光束入射角的优化,可将大气中O2、N2、H2O的拉曼散射信号完全分开,使光电检测系统可在三个独立的通道分别接收O2、N2、H2O拉曼信号,从而反演大气中水汽及臭氧含量垂直分布廓线。应用计算机对分光系统进行了模拟计算,以实现分光系统参数的最佳匹配;在入射角约为36°,棱镜间夹角约为106°时,该分光系统可完全分开O2、N2、H2O拉曼信号。最后,用激光激发拉曼管内高压气体产生受激拉曼散射以模拟回波信号波长的实验方法对计算结果进行了验证和标定,结果表明,该分光系统应用于紫外水汽拉曼激光雷达系统具有可靠性和可行性。     

调制特性对WDM系统中拉曼串扰的影响

从调制统计特性对受激拉曼串扰的作用出发,给出了基于强度调制-直接检测的WDM光通信系统中拉曼串扰的概率密度分布：并从该概率密度分布特征分析了不同波长信道下的受激拉曼串扰程度,结果发现：不同波长信道下,其受激拉曼串扰程度有所不同,且在中间影响最小,而最短波长时影响最大。最后给出了各信道误码率与拉曼串扰期望值成互补误差的函数关系。     

基于光子晶体光纤的拉曼放大器特性研究

研究了基于光子晶体光纤拉曼放大器的特性.在后向多抽运的情况下,利用不同的几何尺寸与掺锗浓度,全面研究了拉曼净增益、信号双重瑞利后向散射光信噪比及放大自发辐射光信噪比,并进行了模拟分析.计算、比较了该类放大器与基于单模光纤的拉曼放大器的性能.结果表明,在合理选择光纤几何尺寸与掺锗浓度的基础上,光子晶体光纤拉曼放大器具有更好的放大特性.     

大口径KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据研究

研究了高功率固体激光驱动器运行于高通量、长脉冲条件下,大口径三倍频KDP晶体中强紫外光激发的横向受激拉曼散射(TSRS)效应,重点分析了受激拉曼散射(SRS)过程产生的散射光场峰值功率密度、峰值通量与抽运脉冲脉宽、晶体侧边反射率的关系。将晶体侧边反射折算为散射光传输过程的固有损耗,理论研究结果表明任意抽运脉宽、任意晶体侧边反射率条件下散射光峰值光强总满足e指数增长规律,并推导了增长系数G的一般表达式。此外,在任意拉曼增益系数、任意抽运脉宽与晶体边缘反射率条件下,一旦增长系数G高于25,散射光峰值通量将达到约10 J/cm2,逼近晶体损伤通量,由此给出KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据。