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oe1(光电查) - 科学论文

27 条数据
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  • 地面熔融石英表面的高斯光束与平顶光束平滑处理

    摘要： 激光平滑技术因具有非接触特性且易于适配非球面，成为加工光学玻璃的一种极具前景的工艺。本研究考察了平顶型与高斯型强度分布的CO?激光对磨削熔融石英表面的平滑效果。结果表明：两种强度分布均可将表面微观粗糙度为500纳米（均方根值）的磨削表面平滑至<0.5纳米（均方根值）。最佳表面粗糙度随激光功率密度提升而改善，因此采用较低功率密度配合慢速扫描更有利于提升表面质量。通过建立数值模型研究热力学与流体动力学瞬态过程以阐明其内在机理，模拟显示平滑过程伴随温度升高同步发生——这是由于熔融石英粘度持续降低所致。光束整形能降低高功率加工激光的峰值功率密度，在不损失玻璃加工质量的前提下可能提高平滑效率。

    关键词： 激光平滑、粗糙度、平顶光束、高斯光束、熔融石英、激光抛光

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 强非局域非线性介质中像散正弦-高斯光束的传播特性

    摘要： 基于Snyder和Mitchell模型，推导了像散正弦-高斯光束在强非局域非线性介质（SNNM）中传播的闭式解析表达式。通过理论分析和数值模拟研究了光强分布演化及其对应的波前位错特性。研究普遍证明：光场分布随传播距离呈周期性变化。进一步证实初始正弦-高斯光束中嵌含的像散与边缘位错会显著影响传播过程中的图案构型与相位奇点。特别发现：当合理选择光束参数时，在SNNM中传播的两瓣型像散正弦-高斯光束可获得具有完美环形轮廓的涡旋光束。

    关键词： 非局域非线性介质、螺位错、涡旋、像散正弦-高斯光束、刃位错

    更新于2025-09-23 01:23:06

  • [2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——拉盖尔-高斯光束的锥形折射：从拉曼斑到"反拉曼"环形分布

    摘要： 锥形折射（CR）是指光沿双轴晶体光轴传播时产生的现象。此时，一束窄光束会在晶体出射面后形成中空的双壁圆柱状光柱。尽管经过近两个世纪的研究，CR的实际应用进展缓慢，主要原因是切割双轴晶体所需的精度难以实现。然而，近期多项研究报道了CR在实现超高效率CR激光器、具有CR输出的激光器、CR光束光学捕获、量子计算/密码学及超分辨显微镜等领域的新兴应用（参见文献[1]及其参考文献）。其中最新颖有趣的CR现象与涡旋输入光束的应用相关——这类光束能彻底改变传统CR图样[2]并催生诸多新应用。就此而言，研究最简单的拉盖尔-高斯涡旋光束（LG?0，其中?为表征涡旋电荷的指标）的CR效应极具价值：这类光束已展现出CR的特殊新特性，例如在劳埃德平面形成多环图像[2]。本文基于双锥模型[3]探讨LG光束的CR效应，该模型能直观呈现非零阶LG输入光束中拉曼斑点向"反拉曼"环形分布的转变过程。根据双锥模型，拉曼斑点由向光轴汇聚的锥形光束形成。由此可预期，在光锥"顶点"下游将形成环形分布。但对于LG00（即高斯光束）输入，光锥"顶点"后的发散会被衍射发散补偿，从而形成如图1a-c所示的拉曼"焦点"形态。非零阶LG模式光锥顶角增大会使拉曼焦点转变为光锥"顶点"下游的"反拉曼"环形分布（见图1d-f）。此外，双锥模型优雅解释了经典双环CR图样（图1a）向多环图样（图1d）的转变——该现象早前已在?>0的LG光束中被报道[2]。这种转变的本质在于：高阶LG光束锥度增大与其光束腰径增加的相互作用，二者共同导致更宽的干涉图样及更多凝聚条纹。

    关键词： 拉曼光斑、拉盖尔-高斯光束、双锥模型、锥形折射、反拉曼甜甜圈分布

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [美国激光学会ICALEO? 2015：第34届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2015年10月18-22日）] 激光及光电应用国际大会 - 高斯光束与平顶光束刻蚀SnO2:F薄膜的对比研究

    摘要： 激光划线是制造大规模太阳能电池的常用方法，通过将大电池细分为串联连接的小型迷你模块来提高电池效率，从而降低产生的电流并减少欧姆损耗。引入大温度梯度会导致热膨胀并产生诱导应力，这些应力可用于引发机械断裂和材料去除。现有划线工艺中常用的高斯光束在光束中心具有高能量强度，不仅会造成不必要的基底损伤，还会在光斑边缘产生过量能量。这会导致热影响区的形成以及部分熔融，进而造成较大的侧壁锥度和残留材料。平顶光束分布的光强在光斑边缘下降更快且整体更均匀，大幅降低了光斑边缘熔融或部分去除的可能性，同时减少了对玻璃基底的损伤风险。但目前针对这些激光光束强度分布所产生划线质量差异的量化研究较少。本研究采用1064 nm Nd:YAG激光器（具有高斯和平顶两种光强分布），从玻璃侧对400 nm厚的SnO2:F TCO层进行实验。样品加工时脉冲能量范围为5μJ至30μJ，脉冲重复频率为10 kHz。通过原子力显微镜扫描和扫描电镜图像观察划线几何形态，并研究了因光强突变导致的层离和裂纹等潜在负面影响。采用耦合热力学有限元模型分析划线过程中薄膜内的空间温度与应力分布。结果表明平顶光束轮廓能提升划线均匀性和深度，但会增强沿壁面的热效应。

    关键词： 高斯光束、热烧蚀、机械断裂、掺氟氧化锡薄膜、激光划线、平顶光束

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 使用探测器阵列的自由空间光通信：数学分析

    摘要： 光子计数探测器阵列常用于深空自由空间光通信。这类探测器阵列凭借其尺寸优势，即使在发射端与接收端系统存在一定失配时仍有助于光学信号的收集。本文论证了对于常见的高斯光束分布而言，与同尺寸的单探测器接收器相比，探测器阵列接收器在降低误码率方面更具优势。此外，在低信噪比条件下误码率的改善更为显著，且误码率随阵列中探测器数量的增加呈单调递减趋势。但采用探测器阵列通信会导致接收端计算复杂度和硬件复杂度升高。

    关键词： 自由空间光通信、光子计数探测器阵列、误码率、高斯光束

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于超强激光脉冲聚焦和模式转换的等离子体体积全息图

    摘要： 在等离子体体积内，用宽频激光参考光束与相当通用的聚焦物光束相互作用可生成动态等离子体全息图。两束光均可采用中等强度。该体全息图可通过超强主光束（结构与参考光束相似）读取，从而产生物光束复制品。后者在焦点处的强度可能达到极高值。作为应用实例，三维数值模拟证明：采用聚焦高斯激光脉冲读取时，焦点处强度可达10^19 W/cm2量级。除聚焦功能外，该全息图还能作为高强度激光脉冲的模式转换器。若采用聚焦拉盖尔-高斯物光束生成等离子体全息图，则会形成交错等离子体密度光栅，从而产生高强度涡旋光束复制品。

    关键词： 超强激光脉冲、拉盖尔-高斯光束、等离子体体积全息图、聚焦、模式转换

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 考虑泵浦损耗时非均匀等离子体中涡旋太赫兹辐射产生的混合机制

    摘要： 本文提出了一种基于泵浦损耗的螺旋太赫兹辐射产生方法的改进方案。通过引入向上的等离子体密度梯度，对该合理改进方案进行了验证以提升效果。研究表明输出太赫兹能量存在饱和现象，这归因于激光泵浦的发散特性。通过选取合适的激光与等离子体参数，该饱和效应得到增强?？傻鞯拿芏忍荻刃甭适堑鹘谔兆炔实墓丶问淙≈凳苌舷孪拊际?。为实现太赫兹辐射的共振激发，需适当选择波纹波数以满足相位匹配条件。此外，当等离子体频率升高并接近拍频时，太赫兹产生效率随之提升。采用多种激光与等离子体参数组合后，当前方案实现了约5×10?3量级的转换效率。

    关键词： 拉盖尔-高斯光束、等离子体密度斜坡、泵浦损耗、太赫兹辐射产生、交叉聚焦

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 分数傅里叶变换平面中艾里-高斯光束的特性

    摘要： 推导了艾里-高斯光束通过分数阶傅里叶变换（FRFT）系统的解析表达式。分别展示了艾里-高斯光束在FRFT平面上的归一化强度分布、相位分布、重心位置、有效光束尺寸、线动量及峰度参数。研究了分数阶p对FRFT平面上艾里-高斯光束的归一化强度分布、相位分布、重心位置、有效光束尺寸、线动量及峰度参数的影响。分数阶p调控着归一化强度分布、相位分布、重心位置、有效光束尺寸、线动量及峰度参数。归一化强度、相位和重心位置随分数阶p变化的周期为4，而有效光束尺寸、线动量和峰度参数的周期为2。这些参数随分数阶p呈现的周期性行为可催生光学开关、光学微操纵和光学图像处理等新型应用。

    关键词： 相位分布、归一化强度分布、峰度参数、重心、有效光束尺寸、线性动量、艾里-高斯光束、分数阶傅里叶变换

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第12届新型波现象人工材料国际会议（超材料） - 芬兰埃斯波（2018.8.27-2018.9.1）] 2018年第12届新型波现象人工材料国际会议（超材料） - 复杂空间中的真实源

    摘要： 我们利用复杂变换光学（CTO）来模拟复源点（CSP）场。研究表明，通过结合适当复坐标变换的平面超材料平板，可以精确再现CSP场。CTO将实值坐标变换拓展至复值坐标变换。传统变换光学不仅能控制场的相位路径，还可调控其振幅。本文证明：通过对应复坐标变换所设定的适当材料张量，能够产生CSP场。

    关键词： 复杂变换光学、复源点、超材料、高斯光束

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于四象限探测器的高精度拉盖尔-高斯光束位置测量方法

    摘要： 本文提出了一种提高四象限探测器（QD）上拉盖尔-高斯光束位置测量精度的新方法。首先考虑了探测器直径和间隙尺寸的误差影响，将位置误差补偿因子引入传统公式；随后为减少参数数量，提出了有效半径的概念，从而通过最小二乘法最佳拟合得到新的解析表达式。仿真验证表明：当光束半径为0.95毫米时，该方法可使最大误差降低97.4%；同时不同半径下的均方根误差均小于0.004毫米。结果表明该新方法能有效提升QD对不同半径光束的测量精度，在光束位置测量的工程实践中具有良好的应用前景。

    关键词： 象限探测器、检测、拉盖尔-高斯光束、有效半径、位置测量方法、最小二乘法

    更新于2025-09-10 09:29:36