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激光强回馈系统的动态调制稳频技术

红外与激光工程 2015年第5期44卷 1402-1407页

作者：曾召利张书练第四军医大学生物医学工程系陕西西安710032 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

激光强回馈系统与弱回馈系统相比,在无任何电子细分条件下就可获得纳米级的分辨率。但是,由于其回馈水平高,容易发生模式转换或偏振跳变,稳频十分困难。提出了一种激光强回馈系统的动态调制稳频方法,研究了动态调制稳频中的零点定位、... 详细信息

激光强回馈系统与弱回馈系统相比,在无任何电子细分条件下就可获得纳米级的分辨率。但是,由于其回馈水平高,容易发生模式转换或偏振跳变,稳频十分困难。提出了一种激光强回馈系统的动态调制稳频方法,研究了动态调制稳频中的零点定位、清零补偿等关键技术及算法。实验结果表明,通过采用动态调制稳频技术,消除了激光强回馈系统中的模式转移及偏振跳变现象,获得了调制均匀、幅值相等的回馈条纹,有效地解决了激光强回馈系统的稳频问题,大大提高了系统的抗干扰能力,对进一步研究高精度强回馈测量系统具有重要意义。

关键词：稳频技术激光强回馈动态调制

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集成光学声光光通道监测仪的研究

光电子．激光 2009年第2期20卷 164-167页

作者：曾召利屈学民龙开平刘迎肖立峰解放军第四军医大学生物医学工程系陕西西安710032 天津大学理学院应用物理系天津300072

在集成声光可调谐滤波器(IAOTF)的基础上,提出了一种新型的集成光学波导型声光光通道监测仪(OCM)。介绍了该OCM的工作原理及其基本结构,对它的插入损耗、响应时间、波长范围、波长分辨率和波长精度等性能指标进行了分析与计算,并对制成... 详细信息

在集成声光可调谐滤波器(IAOTF)的基础上,提出了一种新型的集成光学波导型声光光通道监测仪(OCM)。介绍了该OCM的工作原理及其基本结构,对它的插入损耗、响应时间、波长范围、波长分辨率和波长精度等性能指标进行了分析与计算,并对制成的集成光学声光OCM进行了实验研究。理论分析和实验结果表明,该OCM能够对密集波分复用(DWDM)系统多路光信道的工作波长和功率同时进行监测,其插入损耗小于3 dB,响应时间小于7μs,波长监测范围达174 nm,波长分辨率可达0.3 nm、波长精度可达±30 pm。

关键词：密集波分复用(DWDM) 集成光学光通道监测仪(OCM) 声光可调谐滤波器

Displacement sensor based on polarization mixture of orthogonal polarized He-Ne laser at 1.15μm

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Chinese Optics Letters 2012年第3期10卷 73-76页

作者：赵正启张书练张鹏曾召利谈宜东李岩 State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments Department of Precision Instruments and MechanologyTsinghua University

Displacement sensor based on the polarization mixture and the cavity tuning of the orthogonal polarized He-Ne laser 1.15μm is *** power tuning curves of He-Ne laser are irregular,and it is difficult to measure the change in cavity *** distortion of the curves is caused by the higher relative excitation compared with the He-Ne laser at 633 *** view of its potential for the wider displacement measuring range,a new method of displacement sensing is *** show that displacement measuring stability based on the method of the polarization mixture is better than that of the power tuning curves. The displacement sensor achieves the measuring range of 100 mm,resolution of 144 nm,and linearity of 7×10- 6 .

关键词： Laser excitation Mixtures Polarization Sensors

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声光可调谐光信道监测仪的研究

声光可调谐光信道监测仪的研究

作者：曾召利天津大学

学位级别：硕士

随着波分复用(WDM)技术的发展,光通讯系统的传输能力可以被迅速扩大数十倍甚至上百倍,但是由于WDM系统中信道间隔很小,容易发生信道串扰,严重时会导致通信中断和系统瘫痪,所以对信道的监测十分必要。我们采用集成光学工艺,首次制成了以... 详细信息

随着波分复用(WDM)技术的发展,光通讯系统的传输能力可以被迅速扩大数十倍甚至上百倍,但是由于WDM系统中信道间隔很小,容易发生信道串扰,严重时会导致通信中断和系统瘫痪,所以对信道的监测十分必要。我们采用集成光学工艺,首次制成了以声光可调谐滤波器(AOTF)为分光元件的光信道监测仪。它是一种全固态装置,没有任何机械传动和调节机构,同传统的光信道监测仪相比,这种光信道监测仪具有很多优点,例如:扫描光谱范围宽、调谐速度极快等,因而在光信道在线监测中具有非常广阔的应用前景。本文对以声光可调谐滤波器为分光元件的光信道监测仪进行了理论和实验研究。论文主要包括以下几个方面:一、简述了光信道监测仪的基本原理,介绍了光信道监测仪中的几种分光元件和不同的波长调谐方法;二、简述了声光可调谐滤波器的基本结构和工作原理,介绍了AOTF的模式转换耦合模理论,分析了AOTF中产生侧瓣的原因;三、基于AOTF的滤波特性,介绍了声光可调谐光信道监测仪的实现原理,设计了声光可调谐光信道监测仪的基本结构,并对声光可调谐光信道监测仪的串扰水平及影响串扰的因素进行了详细分析,给出了采用不同结构和不同声光作用长度的AOTF作为分光元件时光信道监测仪的串扰大小;四、对设计的声光可调谐光信道监测仪进行了实验研究,分别给出了单信道和多信道波长监测的实验结果,与理论分析吻合的很好;最后对监测仪的测量精度和分辨能力进行了分析,提出了进一步提高监测仪性能的具体方法。

关键词：光通讯波分复用光信道监测仪集成光学声光可调谐滤波器

Self-mixing interferometry based on nanometer fringes and polarization flipping

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Chinese Optics Letters 2012年第12期10卷 45-47页

作者：曾召利张书练朱守深陈文学李岩 State Key Lab of Precision Measurement Technology and Instrument Department of Precision InstrumentsTsinghua University

Self-mixing interferometry （SMI） based on nanometer fringes and polarization flipping is realized. The in- terferometer comprises a single-mode He-Ne laser and a high-amplitude reflectivity feedback nfirror. The nanometer fringes are obtained by tilting the external feedback mirror. The fringe density is 35 times higher than that derived with conventional two-beam interference, and each fringe corresponds to a λ/70 displacement in external cavity length. Moreover, polarization flipping occurs when the external feedback mirror moves in the opposite direction. Such movement can be used to easily distinguish displacement direction. Experimental results show an optical resolution of displacement measurement of 9.04 nm with a range of 100 μm. The proposed placement and calibrating other SMI presents pronfising application micro-displacement sensors because prospects in precisely measuring dis- of its optical wavelength traceability.

关键词： Interferometry Mirrors Mixing Polarization

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基于非准直外腔的单频激光高阶回馈效应研究

应用光学 2015年第2期36卷 305-309页

作者：曾召利梁锐华屈学民文峻第四军医大学生物医学工程系数理教研室陕西西安710032

对基于非准直外腔的单频激光高阶回馈现象及产生机理进行了研究,获得了调制幅度不均匀的高分辨率多重高阶回馈条纹,分析了多重高阶回馈条纹的特点及产生机制。提出采用基于光路阻挡的实验方法,在回馈镜反射率大于90%的强回馈中,发现了... 详细信息

对基于非准直外腔的单频激光高阶回馈现象及产生机理进行了研究,获得了调制幅度不均匀的高分辨率多重高阶回馈条纹,分析了多重高阶回馈条纹的特点及产生机制。提出采用基于光路阻挡的实验方法,在回馈镜反射率大于90%的强回馈中,发现了单重高阶回馈效应,获得了调制幅度均匀、无大包络的高分辨率单重高阶回馈条纹,其分辨率达到λ/10,而且还有进一步提高的潜力。单重高阶回馈条纹不但具有多重高阶回馈时高分辨率的优点,还具有传统弱回馈时调制幅度均匀、类正弦等特性,对进一步研制高精度回馈测量系统具有重要意义。

关键词：单频激光非准直外腔单重高阶回馈多重高阶回馈

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精密测量中的纳米计量技术

应用光学 2012年第5期33卷 846-854页

作者：曾召利张书练清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

随着纳米科学的迅速发展,对纳米计量技术也提出了更高要求。目前,纳米计量技术已经实现在几十微米量程范围内具有亚纳米甚至皮米量级的测量分辨率。回顾了现在主要的纳米计量技术,包括激光干涉仪、差拍F-P干涉仪、X射线干涉仪、光学+X... 详细信息

随着纳米科学的迅速发展,对纳米计量技术也提出了更高要求。目前,纳米计量技术已经实现在几十微米量程范围内具有亚纳米甚至皮米量级的测量分辨率。回顾了现在主要的纳米计量技术,包括激光干涉仪、差拍F-P干涉仪、X射线干涉仪、光学+X射线干涉仪、基于频率测量技术和光频梳技术等,介绍了其工作原理、技术特点、应用范围及其最新研究进展。

关键词：纳米计量干涉仪光频梳

Semi-classical theory and experimental research for polarization flipping in a single frequency laser with feedback effect

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Chinese Physics B 2012年第9期21卷 76-80页

作者：陈文学张书练张鹏曾召利 The State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instrument Department of Precision InstrumentsTsinghua University

In this paper, we propose a semi-classical theory to successfully explain the polarization flipping in a single frequency laser. An experimental setup is built to verify this theory. The observed experimental phenomena are consistent with the theoretical analysis. We perform phase retardation measurements of birefringent components using this experimental system. The results show that the measurement repeatability is 0.12° and the measurement accuracy is 0.22°.

关键词： semi-classical theory interference birefringence

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激光强回馈中的偏振控制与应用研究

激光杂志 2015年第7期36卷 5-7页

作者：曾召利杜双格孙涛马腾第四军医大学生物医学工程系西安710032

在激光强回馈系统中,提出了一种基于改变激光腔镜应力控制激光偏振的新方法。通过外部加力装置调节激光腔镜的应力大小,可以改变回馈条纹内偏振跳变发生的位置,当激光腔镜应力对应的双折射频差从7.8MHz减少为3.2MHz时,回馈条纹内的偏振... 详细信息

在激光强回馈系统中,提出了一种基于改变激光腔镜应力控制激光偏振的新方法。通过外部加力装置调节激光腔镜的应力大小,可以改变回馈条纹内偏振跳变发生的位置,当激光腔镜应力对应的双折射频差从7.8MHz减少为3.2MHz时,回馈条纹内的偏振跳变的位置从条纹的中部移动到了条纹的边缘,同时获得了两路光强差值十分显著的回馈条纹。基于该回馈条纹设计了一套微位移测量系统。实验结果表明,该系统在100μm范围内具有纳米级的分辨率,线性度优于4×10-5。

关键词：激光回馈偏振态控制纳米测量