移频激发差分拉曼光谱仪的多波长光源设计

拉曼光谱检测常常受到荧光的干扰,影响了该技术的推广应用。移频激发差分拉曼光谱方法(SERDS方法)已被证明是一种有效的荧光抑制方法。SERDS实现荧光抑制的关键在于其特殊的激光光源,不仅要求其输出多个相近的波长,而且要求输出的激光功率较高、光谱线宽窄。采用Littrow光栅外腔半导体激光器原理设计实现了一种低成本、便携式的激光光源,可以在15nm的调谐范围内输出多个波长,光谱线宽小于0.2nm,输出功率可达80mW,适合用作移频激发差分拉曼光谱方法的多波长光源,实现拉曼光谱检测中对荧光干扰的抑制。     

液芯光纤共振拉曼光谱

在液芯光纤内产生共振拉曼效应，可以提高拉曼光谱强度１０９倍。用５１４．５ｎｍ波长、０．８０ｍＷ激光，１．４４ｍ光纤和６０ｍＷ激光，２．２３ｍ光纤分别获得了浓度为２×１０－９ｍｏｌ／Ｌ和９．６×１０－１２ｍｏｌ／Ｌ的β－胡罗卜素在ＣＳ２中的光纤共振剌曼光谱。实验中发现，低浓度下β－胡罗卜素拉曼光谱频移发生变化，并且，随着浓度的降低，其频移变化增大。     

激光多普勒移频特性研究

为了提高激光多普勒测速系统的性能,增强系统与应用场景适配性,文中对比电光和声光两种主要移频器件的特点,从器件移频原理出发,提出了简化频率变换关系的分析方法,从理论上研究激光多普勒测速系统中两种器件产生的移频特性,搭建铌酸锂电光调制和声光移频全光纤激光测速系统链路,将测试频率特征与理论特征进行对比研究,提出一种新型声电混合调制激光多普勒测速系统。结果表明,该新型系统兼具声光移频测速系统可测量运动目标运动方向、运动速度,完成电光调制测速系统多频率校正的特点,频率测量相对误差较小,动态范围大。通过研究两种移频方式对频率特性,为设计高性能激光多普勒测速系统提供了理论和实验支撑。     

三阶色散对拉曼频移的增强和抑制作用

基于光子晶体光纤(PCF)中脉冲演变遵循的非线性演化方程,用数值方法研究了三阶色散(TOD)对孤子拉曼自频移(RIFS)的影响.结果表明,在反常色散区,正的三阶色散对孤子拉曼自频移有抑制作用,而负的三阶色散却对频移有增强作用.当输入脉冲较窄,色散波产生的距离较短时,由于频谱反弹效应,三阶色散对频移增强的作用在光纤的零色散波长处会被抑制.输入脉冲的峰值功率和形状对拉曼频移被抑制所需光纤的长度有重要的影响.在正常色散区,三阶色散对拉曼频移的影响可忽略不计.     

全光模数转换器中基于拉曼自频移的光量化

采用分步傅里叶方法对广义薛定谔方程进行数值求解,研究了光子晶体光纤(PCF)中拉曼自频移用于全光模数转换器(ADC)中的光量化过程.计算结果表明,脉宽300 fs,中心波长1550 nm的高斯脉冲入射到长15 m的光子晶体光纤中,入射脉冲峰值功率在110～180 W之间变化时,由拉曼自频移形成的拉曼孤子的中心波长随功率近似线性变化,有60 nm的动态变化范围,可以达到3 bit的量化精度.     

几种人工合成色素的荧光光谱与拉曼光谱研究

应用荧光光谱仪及微拉曼光谱仪分别对几种常见人工合成色素溶液的荧光光谱和拉曼光谱进行了实验研究。一方面,首次测量其不同浓度合成色素溶液的荧光光谱,讨论其谱线特性。另一方面,以有致癌性的合成色素苋菜红为例,应用拉曼光谱技术进行定性和定量检测,验证拉曼光谱对色素检测的可行性。为了提高探测灵敏度,以55 nm的金纳米粒子溶胶为基底,在785 nm激发光下对不同浓度的苋菜红溶液进行了表面增强拉曼光谱探测,探测到的最低浓度为10~(-17)mol/L。分析结果为这种色素的合理利用及安全快速检测提供了有效的光谱实验依据,也为其它色素的检测提供了参考方法。     

几种人工合成色素的荧光光谱与拉曼光谱研究

应用荧光光谱仪及微拉曼光谱仪分别对几种常见的人工合成色素溶液的荧光光谱和拉曼光谱进行了实验研究。一方面,首次测量其不同浓度合成色素溶液的荧光光谱,讨论其谱线特性。另一方面,以有致癌性的合成色素苋菜红为例,应用拉曼光谱技术进行定性和定量检测,验证拉曼光谱对色素检测的可行性。为了提高探测灵敏度,以55nm的金纳米粒子溶胶为基底,在785nm激发光下对不同浓度的苋菜红溶液进行了表面增强拉曼光谱探测,探测到的最低浓度为10-17mol/L。分析结果为这种色素的合理利用及安全快速检测提供了有效的光谱实验依据,也为其它色素的检测提供了参考方法。     

壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱测试系统设计

基于壳层隔绝纳米粒子增强技术,开发了一种新型的等离激元拉曼光谱测试系统,该系统能够有效地提高被测物质的拉曼反射信号强度。壳层隔绝纳米粒子增强技术采用包裹了极薄的二氧化硅或者氧化铝壳层的单层金纳米粒子,能够产生较强的表面增强效应。整个测试系统的硬件部分主要包括双处理器（ARM和DSP）主控板、半导体激光光源、光谱仪、光纤探头和粒子施加装置;软件部分能够自动获取被测物质的拉曼谱图。这里,粒子施加装置用于自动地将壳层隔绝纳米粒子施加到被测样本中。在实验中,将测试系统用于检测食品违禁添加物三聚氰胺和孔雀石绿,以验证壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术。实验结果表明,该测试系统具有较高的测试灵敏度和较短的测试时间,广泛地适用于食品安全中痕量物质快速检测。     

基于激光干涉仪的运动误差测量系统设计

对于运动误差测量系统中几何误差较大的问题,提出一种基于激光干涉仪的运动误差测量系统设计。设计的运动误差测量系统硬件由计算机、电气控制柜、电动机、激光干涉仪、同心仪等组成。软件系统引入一种测量数学模型,能够进行快速误差鉴别、行踪测量,通过测量模型的数据有效地避免了几何误差的出现,提高了运动误差测量系统测量的准确度。实验验证了基于激光干涉仪的运动误差测量系统的设计方案的有效性。     

漫反射成像法的激光参数测量系统设计

精确地测量激光在大气传输后的光斑参数,是研究激光大气传播效应和分析激光发射系统性能的关键技术手段。测量激光远场参数的方法主要包括阵列探测法和相机成像法,目前在激光大气传输效应的测量评估中大都采用阵列探测法。由于探测器阵列靶受物理空间和研发成本等因素的限制不能均匀且高分辨率紧密排布,将造成采样光斑的失真,难以精确地测量远场光斑参数。针对此问题,利用相机分辨率高的特点,设计了一套基于漫反射屏成像法的激光参数测量系统。该系统最小测量分辨力小于0.39 mm,质心位置平均偏差为0.05 mm,测量光斑到靶功率不确定度优于10%。该系统能有效地测量激光发射系统的跟瞄精度和到靶功率,为分析激光大气传输效应和分析激光发射系统性能提供有效手段。     

Frequency shift in a system of two laser diodes

An easily reproducible construction of two butt-joint laser diodes based on a GaAs/InGaAs/InGaP structure is fabricated and investigated. The construction forms a composite cavity in which about half of stimulated emissions of a long-wavelength diode transforms into emissions of a ground mode of a waveguide of a short-wavelength diode. It is found that the emission spectrum from the composite cavity is represented not only by fundamental (close) frequencies of two diodes with a power of ∼1 W, but also by their sum frequency and second harmonic with a power as high as 1 μW. The found nonlinear enrichment of the emission spectrum of a two-frequency heterolaser with a composite cavity is caused by a lattice nonlinearity of the semiconductor and allows one to plan equally effective intracavity generation of various frequencies in a far-IR range at room temperature. Original Russian Text ? A.A. Biryukov, B.N. Zvonkov, S.M. Nekorkin, V.Ya. Aleshkin, V.I. Gavrilenko, K.V. Marem’yanin, S.V. Morozov, V.V. Kocharovskii, Vl.V. Kocharovskii, 2007, published in Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov, 2007, Vol. 41, No. 11, pp. 1384–1388.     

A universal fiber-optic (UFO) measurement system based on a near-IR fiber Raman laser

A universal fiber-optic measurement system, which is useful for measuring loss and dispersion in the1.06-1.6 mum wavelength region, is described. The source is a silica fiber Raman laser pumped by a mode-locked andQ-switched Nd:YAG laser at 1.06 μm. Subnanosecond multiple-Stokes pulses in the1.1-1.6 mum wavelength region are generated in a low-loss single-mode silica fiber. The use of this near-infrared fiber Raman laser for characterizing various transmission properties of single and multimode test fibers is demonstrated. Loss spectra, intramodal dispersion, and intermodal dispersion data are obtained in the wavelength region of minimum loss and minimum material dispersion for silica fibers.     

基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计

为了缩短热物理激光光斑位置的测量周期,提高热物理激光光斑位置的测量水平,提出了基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计.利用计算机视觉技术计算热物理激光光斑的初始位置,根据热物理激光光斑位置特征的提取流程,完成了热物理激光光斑位置特征的提取;利用热物理激光光斑质心位置与解算值的关系式,得到了热物理激光光斑的估...     

Comparison of GaInNAs laser diodes based on two to five quantum wells

We have investigated GaInNAs-GaAsN multiquantum-well (MQW) lasers with two-QW (DQW), three-QW (TQW), and five-QW (5QW) active regions and emission in the 1.3-/spl mu/m range. A solid-source molecular beam epitaxy system has been used to grow the structures. Operation of a GaInNAs 5QW laser is reported. Low threshold currents of 22 (DQW) to 52 mA (5QWs) and external efficiencies of 0.25 W/A (DQWs) to 0.16 W/A (5QWs) per facet are realized under CW operation. T/sub 0/-values of 121 K are obtained.     

光固化快速成形激光功率检测系统设计

本文从理论上详细分析了澈光功率在光固化快速成形（SL）过程中对树脂涂层固化质量的影响,在此基础上建立一套激光功率实时检测控制系统,实现了加工过程中激光功率的实时检测,同时针对功率的波动采取有效的打描速度补偿措施,从而得到了高质量的SL制件。     

Raman scattering in-depth evaluation of recrystallized silicon-on-oxide using different wavelength excitation

Recrystallized silicon-on-oxide were analyzed by laser Raman scattering spectroscopy. By changing the excitation laser wavelength, the in-depth stress profile was obtained. The in-depth stress change was strongly dependent on recrystallization power. Recrystallized silicon structures were confirmed by cross sectional TEM observations. Dependent on recrystallization power, silicon film structures changed from small grain or small and large two grain layers to continuous large grain films.     

Power output of a pulsed Raman laser with saturable excitation

A theoretical expression is obtained for the time dependence of the Stokes power output of a pulsed Raman laser, the pump pulse duration being comparable to the relaxation time of the Raman excitation and the output saturation limited. A rate-equation approach is employed, and the pump beam is assumed to have a Gaussian intensity distribution. The theory is developed in terms of the practical example, stimulated spin-flip Raman scattering in InSb.