部分随机数测试标准的物理意义及其硬件改进措施

随机数在密码学、保密通信和国家安全等领域具有重要的作用,因此寻求一种提高随机数测试通过率的方法具有重要意义.对美国NIST SP800-22测试标准中的部分测试标准进行了分析,并针对其中的单比特频数测试、游程测试、块内最大游程测试以及子块测试分别给出了其物理意义和改进随机数发生器性能的硬件措施.     

激光精密刻蚀技术在硅太阳电池制备工艺中的应用

依据光学谐振腔的图解分析与设计方法,对以Nd:YAG固体激光器作光源的激光切割机进行了设计改进,实现了高亮度激光输出.并利用该设备对硅太阳电池进行了激光精密切割试验,使埋栅太阳电池电极槽达到了平均宽度为150±5 μm,槽深100±10 μm的设计指标.在发射结卷包太阳电池所用的硅衬底片上进行激光精密穿孔,目前最小孔径为20 μm.通过应用激光精密刻蚀技术,现将埋栅太阳电池光电转换效率提高到了21%,接近该领域的世界先进水平.     

周期极化铌酸锂晶体的红外光谱测量分析

对周期极化非线性品体的光参量振荡器实现连续调谐输出的条件进行了理论模拟和分析,并且针对基于多周期的掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器进行了实验研究,在掺镁铌酸锂晶体内制作了6个等间隔的晶畴区,其间距为0.5 μm,极化周期范围为29.0～31.5 μm.在室温下采用LD端面抽运的声光调Q Nd:YVO4激光器作泵浦源,实现了PPMgLN光参量振荡器的信号光在1449.7～1665.0 nm、闲频光在3 989.2～2 946.0 nm范围内的调谐输出,其最低激射阈值为108.0 mW、最高激射阈值为149.2 mW.当泵浦功率为649 mW时,获得了信号光最高为118.5 mW的输出,其光-光转换效率为18.26%;闲频光最高输出为46.6 mW,其光一光转换效率为7.18%.以上参数均接近实用化水平.而且,这两个波段的光源分别在整个光纤通信的S+C+L波段和大气层透射窗口范围,具有十分重要的应用前景.     

自调Q、自锁模铒/镱共掺光纤激光器

研究了结构新颖的环形腔铒/镱（Er/Yb）共掺双包层光纤激光器.为了获得高功率激光输出,使用6个激光二极管（LD）同时抽运Er/Yb共掺光纤,采用光纤光栅（FBG）Sagnac环作为波长选择器,得到了中心波长为1548.11 nm、谱线宽度为0.06 nm的窄线宽激光输出;并利用增益光纤作为可饱和吸收体,实现了自调Q、自锁模脉冲输出.当抽运功率为719 mW时,激光器输出自调Q脉冲,脉冲周期为20μs,脉冲宽度为2.8μs,脉冲的平均功率为38.4mW,峰值功率为274.3mW;当抽运功率为3.6 W时,激光器输出自锁模脉冲,脉冲宽度为4ns,平均功率为319 mW,脉冲峰值功率大于10 W,重复频率为7.937 MHz.     

掺Yb双包层光纤激光器的时域特性和光谱特性研究

实验观测了掺Yb3+双包层光纤激光器的时域特性和光谱特性. 研究了抽运功率、腔损耗对激光器工作特性的影响. 研究发现, 利用单镜腔结构的光纤激光器, 可产生自脉动、受激布里渊散射和受激喇曼散射等非线性效应; 而采用双镜腔结构可有效抑制自脉动特性, 提高激光器工作的稳定性, 并对实验现象进行了定性的分析.     

多功能有源光纤器件组合实验仪

多功能有源光纤器件组合实验仪由若干功能单元构成，通过简单的跳线插接就可组合成系列实验装置：掺铒光纤放大的自发辐射(ASE)光源，掺铒光纤放大器(EDFA)，掺铒光纤激光器(EDFL)和全光纤调Q激光器．该实验仪为学生做有源光纤器件专题系列实验提供了平台．     

L波段可调谐线形腔Er/Yb共掺双包层光纤激光器

报道了一种结构简单、工作在L波段、可调谐的线形腔Er/Yb共掺双包层光纤激光器.利用由两段高双折射光纤和两个偏振控制器构成的环镜滤波器对激光器进行调谐，使调谐范围达到34 nm，功率起伏小于±0.2 dB.用976 nm多模LD泵浦Er/Yb共掺双包层光纤产生的ASE作为二次泵源，对未泵浦的一段光纤进行泵浦，使腔内Er/Yb共掺光纤的增益谱移到L波段;多个泵浦源同时对Er/Yb共掺双包层光纤进行侧向泵浦，使激光器输出功率超过了200 mW.     

基于激光瞬态特性的气体浓度光纤传感器

报道了一种基于掺铒光纤激光器瞬态特性的新型气体浓度传感器.用光纤环全反镜和光纤Bragg光栅(FBG)构成F-P线形腔，通过调节光栅的反射波长，使激光激射波长落在C₂H₂的一个较强的吸收峰1531.56 nm.激光激射延迟时间与激光器谐振腔损耗密切相关，气体浓度的改变将引起谐振腔损耗的改变，通过测量激光激射延迟时间可以获得气体的浓度.该装置分辨率及灵敏度由抽运光脉冲的高功率电平和低功率电平决定，传感器的动态测量范围由抽运光高功率电平决定.当高功率和低功率电平分别为25 mW和5.9 mW时,该传感器的灵敏度和分辨率分别为100 ppm/μs和20 ppm.     

窄线宽线形腔调Q双包层掺钕光纤激光器

对LD泵浦调Q双包层掺Nd³⁺光纤激光器进行了实验研究.在Littrow结构的体光栅与二向色镜构成的线形腔结构中,利用声光Q开关(AQM)调Q,在1064nm得到了光谱线宽约为0.08nm稳定的激光脉冲序列.脉冲重复频率从1kHz到10kHz可调.在重复频率1kHz时得到脉冲宽度约800ns,最大单脉冲能量180μJ,脉冲峰值功率225W,激光平均功率180mW,并对激光输出脉冲能量进行了计算,计算结果与实验符合很好.     

非对称平直腔固体激光器的动力学分析

利用传播圆图解方法，分析了非对称平直腔固体激光器的热透镜效应对激光器的动力学稳定区的宽度、基模光斑尺寸和发散角的影响。此方法避免了传统ABCD矩阵法所需的繁琐计算，结果清晰明了，进而给出了测量晶体热焦距的一个简单方法。在该理论的指导下，设计了符合试验条件的谐振腔参量，并进行了实验研究，测量了激光二极管端面抽运的Nd：YVO4激光器的热焦距和光斑模式，当抽运功率23W时获得了稳定的10W准基模连续输出，实验结果与理论符合得很好。