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高能激光大气传输光束扩展的定标规律研究

光学学报 2022年第24期42卷 66-72页

作者：孙兴旺张庆钟哲强张彬四川大学电子信息学院四川成都610065

为快速预测和评估高能激光大气传输时湍流和热晕对光束扩展的影响,开展了激光大气传输光束扩展的定标规律研究。通过计算模拟光束扩展随大气特征参量和激光参数的变化规律,建立了含湍流和热晕综合效应的激光大气传输光束扩展的定标关系... 详细信息

为快速预测和评估高能激光大气传输时湍流和热晕对光束扩展的影响,开展了激光大气传输光束扩展的定标规律研究。通过计算模拟光束扩展随大气特征参量和激光参数的变化规律,建立了含湍流和热晕综合效应的激光大气传输光束扩展的定标关系。由此定标关系可知,当激光的初始光束质量较差时,由衍射和湍流引起的光束扩展随发射系统口径与大气相干长度之比的增大而更快地增强。随着发射系统菲涅耳数的增大,光束扩展受热晕的影响也随之增强。所建立的定标关系适用于不同强度的湍流和热晕效应情况下对不同功率的激光光束扩展规律的快速预测和评估,可为激光系统的设计及优化提供参考。

关键词：大气光学高能激光定标关系大气湍流效应热晕效应

压电陶瓷驱动器疲劳特性对变形镜校正能力的影响

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中国激光 2018年第9期45卷 283-288页

作者：罗帅王家秋张彬四川大学电子信息学院四川成都610064

基于变形镜(DM)的影响函数,采用有限元方法对波前校正过程进行了数值模拟,分析了压电陶瓷(PZT)驱动器的疲劳特性对变形镜校正能力的影响。研究结果表明,在压电陶瓷驱动器产生疲劳后,变形镜校正能力下降。待校正畸变波前的峰谷值越大或... 详细信息

基于变形镜(DM)的影响函数,采用有限元方法对波前校正过程进行了数值模拟,分析了压电陶瓷(PZT)驱动器的疲劳特性对变形镜校正能力的影响。研究结果表明,在压电陶瓷驱动器产生疲劳后,变形镜校正能力下降。待校正畸变波前的峰谷值越大或空间高频成分比例越高,变形镜在驱动器疲劳后的校正能力下降得越明显,且受前者影响更大。

关键词：光学器件疲劳特性有限元分析压电陶瓷光束质量校正能力

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基于方向角的散乱点云三角剖分算法

四川大学学报（工程科学版） 2009年第4期41卷 202-207页

作者：魏永超苏显渝四川大学电子信息学院四川成都610064

针对直接三角剖分困难,分片三角剖分需要人工干预,且算法效率都很低下问题,提出了高效自动的在特征基点根据方向角进行分片投影三角剖分。算法的主要步骤分为两步:首先从只有位置信息的点云中提取出邻域、矢量和形状索引信息,并利用形... 详细信息

针对直接三角剖分困难,分片三角剖分需要人工干预,且算法效率都很低下问题,提出了高效自动的在特征基点根据方向角进行分片投影三角剖分。算法的主要步骤分为两步:首先从只有位置信息的点云中提取出邻域、矢量和形状索引信息,并利用形状索引信息得到特征基点;然后以特征基点为参考点根据方向角对点云进行分片,每个片进行特征基点切平面投影三角剖分,通过三角剖分有效性处理,连接成最终的网格曲面。实验结果表明算法可以自动高效的重叠和非重叠散乱点云,且可以有效避免曲面自交。

关键词：曲面重建法线矢量 K邻域三角化方向角

超短啁啾高斯脉冲叠加光束的空间异常特性分析

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红外与激光工程 2018年第10期47卷 168-173页

作者：曹劭文张蓉竹孙年春四川大学电子信息学院四川成都610064

以ICF系统应用为背景,建立了四束超短啁啾高斯脉冲远场能量叠加分析模型,分别对单束及多束超短啁啾高斯脉冲的空间异常特性进行了数值模拟和分析。结果表明:脉宽是影响超短啁啾高斯脉冲叠加光束产生空间异常现象的主要因素。在利用指数... 详细信息

以ICF系统应用为背景,建立了四束超短啁啾高斯脉冲远场能量叠加分析模型,分别对单束及多束超短啁啾高斯脉冲的空间异常特性进行了数值模拟和分析。结果表明:脉宽是影响超短啁啾高斯脉冲叠加光束产生空间异常现象的主要因素。在利用指数函数复振幅包络的解析式进行分析时,使用脉宽小于1个光振荡周期的超短啁啾高斯脉冲进行叠加应控制参数在合理的范围内,r<1w0时可有效避免空间异常现象。

关键词：靶面能量叠加啁啾脉宽

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基于全息光学元件的增强现实3D显示系统

中国激光 2016年第10期43卷 196-202页

作者：余文涛张汉乐邓欢王琼华李大海四川大学电子信息学院四川成都610065

设计了一种基于全息光学元件的透视增强现实集成成像3D显示系统。对基于反射体全息原理的全息光学元件的记录及再现做了理论分析,并通过搭建实验光路记录一块尺寸为20mm×20mm的全息光学元件。该全息光学元件仅对满足布拉格条件的光线... 详细信息

设计了一种基于全息光学元件的透视增强现实集成成像3D显示系统。对基于反射体全息原理的全息光学元件的记录及再现做了理论分析,并通过搭建实验光路记录一块尺寸为20mm×20mm的全息光学元件。该全息光学元件仅对满足布拉格条件的光线体现出微透镜阵列成像功能,再现出虚拟的3D图像,而真实3D物体发出的光线可以直接透过全息光学元件,因此该全息光学元件作为图像融合元件实现了真实3D物体与虚拟3D图像的融合。该实验研制的透视增强现实3D显示系统能够再现出较好的虚拟3D图像,有效地融合虚拟3D图像和真实3D物体,实现增强现实的3D显示效果。

关键词：全息光学元件增强现实集成成像微透镜阵列反射体全息

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间接驱动装置中球形腔内激光束传输特性

中国激光 2015年第12期42卷 34-43页

作者：侯鹏程文萍钟哲强张彬四川大学电子信息学院四川成都610064

针对间接驱动装置中球形腔结构及其光路排布,并基于光谱角色散、连续相位板(CPP)和偏振控制板联用的束匀滑方案,建立了球形腔内激光束的传输模型。由于球形腔和光路排布的高度球对称性,在对激光束经过注入孔的传输特性进行分析时,选取... 详细信息

针对间接驱动装置中球形腔结构及其光路排布,并基于光谱角色散、连续相位板(CPP)和偏振控制板联用的束匀滑方案,建立了球形腔内激光束的传输模型。由于球形腔和光路排布的高度球对称性,在对激光束经过注入孔的传输特性进行分析时,选取注入孔所在平面作为观察面,并主要对其"堵孔"问题进行分析;在对腔内的传输及腔壁的辐照特性进行分析时,选取了一系列同心球面作为观察面,以分析其均匀性。计算结果表明当不同入射角度的激光集束采用相同的CPP设计时,随集束入射角度的增大,在注入孔处,激光的注入率降低,更易导致"堵孔"现象,但激光集束在腔内的交叉重叠会逐渐减少,其在腔壁上的光斑均匀性有所改善,且整体光斑的占空比较有所提高,更利于靶丸均匀辐照。当不同入射角度的激光集束采用不同的CPP来优化光斑时,在注入孔的"堵孔"问题得到改善,而腔壁的占空比有所降低。在实际工作中,应综合考虑注入孔的注入率和堵孔问题、腔内的交叉、腔壁上的光斑均匀性及占空比,对球形腔中集束的入射角度进行合理设计。

关键词：激光光学激光束特性间接驱动球形腔均匀性入射角度

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一种新的小波变换空间载频条纹相位重建方法

中国激光 2010年第12期37卷 3060-3065页

作者：李思坤苏显渝陈文静四川大学电子信息学院四川成都610064

为了从小波变换系数幅值中得到一种完备的可靠度因子,提出了一种新的子小波定义,并将其应用到空间载频条纹相位重建中。通过提取小波脊处的小波变换系数的相位,提取载频条纹相位信息。利用子小波定义,小波变换脊处的小波变换系数幅值同... 详细信息

为了从小波变换系数幅值中得到一种完备的可靠度因子,提出了一种新的子小波定义,并将其应用到空间载频条纹相位重建中。通过提取小波脊处的小波变换系数的相位,提取载频条纹相位信息。利用子小波定义,小波变换脊处的小波变换系数幅值同时包含了载频条纹的调制度信息和密度信息,能够有效地表示相位提取的可靠度。给出了新子小波定义在空间载频条纹相位重建中应用的严格理论论证,证明了在新子小波定义下的小波变换系数幅值可以作为相位提取的可靠度因子。计算机模拟和实验验证了所提方法的有效性。

关键词：条纹分析小波变换相位展开小波脊

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光泵THz激光器输出特性的影响因素分析

红外与激光工程 2015年第7期44卷 1980-1985页

作者：李婷郭晓阳孟庆龙张彬四川大学电子信息学院四川成都610065

设计稳定可靠的THz激光器,缩小THz激光器的体积一直是THz领域的研究热点。基于速率方程组,建立了光泵THz激光器的理论模型。数值模拟和分析了不同工作温度、腔内压强、腔尺寸、泵浦光波动等因素对THz激光输出产生的影响。研究结果表明:... 详细信息

设计稳定可靠的THz激光器,缩小THz激光器的体积一直是THz领域的研究热点。基于速率方程组,建立了光泵THz激光器的理论模型。数值模拟和分析了不同工作温度、腔内压强、腔尺寸、泵浦光波动等因素对THz激光输出产生的影响。研究结果表明:泵浦光功率越高,THz激光输出对工作温度的变化越敏感,则越有必要建立稳定可靠的温度控制系统;在保持功率输出一定的前提下,通过适当提高THz激光腔内工作气体压强,可以缩小THz激光器的体积;泵浦光功率越低,THz激光的输出性能对泵浦光功率波动及频率漂移越敏感,此时,需要对泵浦光稳定性进行控制,更为关键的在于控制泵浦光的频率稳定性。

关键词：光泵THz激光器速率方程组输出功率影响因素 THz激光的稳定性频率漂移

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LD端面泵浦分离式放大器结构的热效应研究

红外与激光工程 2015年第8期44卷 2250-2255页

作者：张德平吴超张蓉竹孙年春四川大学电子信息学院四川成都610065

对LD端面泵浦分离型激光放大介质的热效应进行了分析和研究;建立了Cr,Yb:YAG/Yb:YAG复合结构的热传导模型。采用有限元分析方法得到了介质内部的温度分布,给出了介质折射率随温度变化的计算方法并得到了出射端面波前相位分布随温度变化... 详细信息

对LD端面泵浦分离型激光放大介质的热效应进行了分析和研究;建立了Cr,Yb:YAG/Yb:YAG复合结构的热传导模型。采用有限元分析方法得到了介质内部的温度分布,给出了介质折射率随温度变化的计算方法并得到了出射端面波前相位分布随温度变化的情况。计算结果表明:保持泵浦光功率密度不变,在不同的泵浦时长下,介质温度以及通光方向截面折射率变化也不同。随着泵浦时间的增长,介质的温度和折射率也增大,出射端面激光光束的相位畸变同样增大。当泵浦光功率密度增大时,温度与折射率的变化趋势与泵浦时间变化时的情况较为相似。热效应随着泵浦时间的增长和泵浦光功率的增大都变得越来越严重。

关键词：分离式放大器 Yb:YAG 热效应温度分布