国产化Littrow型外腔式可调谐半导体激光器

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作者 李孟倩 江毅 《光学技术》 北大核心 2025年第4期479-484,共6页

设计并构建了一款基于Littrow结构的国产化外腔式可调谐半导体激光器,旨在推动高性能激光器的国产化进程并满足精密光谱学、光纤传感等领域对高质量光源的需求。激光器的所有光器件均为国产,基于各组件的参数特点设计了一种紧凑型机械... 设计并构建了一款基于Littrow结构的国产化外腔式可调谐半导体激光器,旨在推动高性能激光器的国产化进程并满足精密光谱学、光纤传感等领域对高质量光源的需求。激光器的所有光器件均为国产,基于各组件的参数特点设计了一种紧凑型机械结构。完成搭建后,对激光器进行调试与性能优化,提高了光束质量。Littrow型外腔式可调谐半导体激光器为单纵模运转,中心波长为1580nm,波长最大调谐范围为74.06nm,调谐速度可达261.256nm/s,相干长度大于37.5m,线宽小于8MHz(0.064pm)。 展开更多

关键词 激光器 外腔式 可调谐 国产化 littrow结构

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基于光栅相移效应的Littrow激光器的无跳模调谐 被引量：4

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作者 周长帅 王海龙 +3 位作者 龚谦 荣春朝 严进一 杨维凯 《通信技术》 2018年第5期1045-1049,共5页

利用光栅相移效应实现了外腔半导体激光器的大范围无跳模调谐。激光器采用小型化的Littrow型外腔结构,标定中心波长为1 550 nm,采用后腔面输出激光。在室温工作条件下,测试了激光器的无跳模调谐范围和无跳模调谐范围内激光器的功率。实... 利用光栅相移效应实现了外腔半导体激光器的大范围无跳模调谐。激光器采用小型化的Littrow型外腔结构,标定中心波长为1 550 nm,采用后腔面输出激光。在室温工作条件下,测试了激光器的无跳模调谐范围和无跳模调谐范围内激光器的功率。实验结果表明,利用光栅相移效应实现了11.8 GHz的无跳模连续调谐,最大输出功率达到17.60 m W,获得了0.092 nm的波长调谐范围。该实验证明,利用光栅相移效应也可以实现较大范围的无跳模调谐,为Littrow结构实现无跳模调谐提供了一种新思路。 展开更多

关键词 光栅相移效应 littrow结构 外腔 半导体激光器

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基于Littrow结构的可调谐半导体激光器 被引量：10

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作者 管桦 黄贵龙 +3 位作者 黄学人 郭彬 舒华林 高克林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期33-36,共4页

市售的商用半导体激光器由于其线宽宽、抖动和漂移大等缺点,不能满足离子阱中单个钙离子的激光冷却和精细测量实验的要求。因此,制作了一台可调谐的Littrow结构的半导体激光器（ECDL）.该激光器的自由光谱程为1.5GHz,通过精细调节光栅... 市售的商用半导体激光器由于其线宽宽、抖动和漂移大等缺点,不能满足离子阱中单个钙离子的激光冷却和精细测量实验的要求。因此,制作了一台可调谐的Littrow结构的半导体激光器（ECDL）.该激光器的自由光谱程为1.5GHz,通过精细调节光栅的角度,激光的波长可以覆盖775-785nm.该激光器的线宽约为2.5MHz,抖动为3-4MHz,30min内的漂移约为50MHz,这些指标优于商用的DL100半导体激光器,为下一步用于单个钙离子的激光冷却和精细测量所需要的397nm和866nm激光器的制作提供了条件。 展开更多

关键词 激光技术 半导体激光器 littrow结构 可调谐

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基于准Littrow结构的高动态近红外光谱仪研究 被引量：6

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作者 孟鑫 李立功 +3 位作者 韩顺利 侯喜报 张冰 江升 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期335-341,共7页

近红外光谱仪是重要的光学分析仪器,具有重要的应用价值。为了实现近红外波段高动态、可调谐分辨率光谱的探测,设置入射狭缝、中间狭缝和出射狭缝,构建了基于准Littrow结构的单光栅双路光谱仪,并利用Zemax软件进行光学系统仿真。在此基... 近红外光谱仪是重要的光学分析仪器,具有重要的应用价值。为了实现近红外波段高动态、可调谐分辨率光谱的探测,设置入射狭缝、中间狭缝和出射狭缝,构建了基于准Littrow结构的单光栅双路光谱仪,并利用Zemax软件进行光学系统仿真。在此基础上,研制了实验室用近红外光谱仪,包括光机模块、控制分析模块和探测模块,系统的工作波长为600~1700nm。结果表明:光束以准Littrow角2次经过平面光栅,能有效消除出射光斑的空间色散效应,减小出射光斑的几何尺寸,进而有效抑制光谱信号的边模噪声和降低杂散光强度;光路系统配合自主研制的高动态光电探测系统扩大了获取光谱信号的动态范围;经过光谱标定和相对辐射标定后,利用构建系统对窄带宽激光光源进行探测,系统最高的光谱分辨率(即半峰全宽)优于0.05nm,测得复原激光光谱在中心波长±1nm范围内的动态范围优于70dB。 展开更多

关键词 光谱学 近红外光谱仪 准littrow结构 高动态范围

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利特罗型光栅干涉仪的元件定位误差分析

5

作者 赵金辉 胡源 《计测技术》 2025年第3期37-44,共8页

针对利特罗型光栅干涉仪的系统误差研究缺少更深入的量化数据的问题,对元件定位精度引起的利特罗型光栅干涉仪系统误差进行了研究,即分析光栅绕x、y、z轴旋转以及反射镜绕y轴旋转时导致的额外光程差所造成的系统误差对干涉仪的位移测量... 针对利特罗型光栅干涉仪的系统误差研究缺少更深入的量化数据的问题,对元件定位精度引起的利特罗型光栅干涉仪系统误差进行了研究,即分析光栅绕x、y、z轴旋转以及反射镜绕y轴旋转时导致的额外光程差所造成的系统误差对干涉仪的位移测量影响。建立光栅及反射镜绕轴旋转时的光程差变化引起的相关误差的数学模型,进行定量分析,并通过实验验证该数学模型的准确性。结果表明:光栅及反射镜绕x、z轴旋转时不会产生额外光程差;光栅绕y轴旋转时会产生系统误差,且误差会随着光栅常数和旋转角度的增大而增大;反射镜绕y轴旋转时,只有当两反射镜的旋转角度不同时才会产生误差,且误差会随着两反射镜旋转角度的增大而增大。对整个系统进行误差合成后得到:在高装配级别下,未定系统误差为±3.12µm;在一般级别下,未定系统误差为±17.75µm。通过该实验验证了理论仿真的正确性,为利特罗型光栅干涉仪的系统优化设计提供了技术参考与理论支持。 展开更多

关键词 光栅干涉仪 利特罗型 误差分析 光程差 精密位移测量

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半导体泵浦铯蒸气实现激光输出 被引量：11

6

作者 李志永 谭荣清 +1 位作者 黄伟 徐程 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期3-4,共2页

采用线宽0.26nm的Littrow外腔巴条半导体激光器泵浦增益长度8mm缓冲气体为80kPa甲烷的铯(Cs)蒸气室,在Cs蒸气室温度120℃时,我们获得了394mW的894.6nm线偏振Cs蒸气激光,光光效率7.4%,斜率效率11.2%,阈值功率为1.72W。

关键词 半导体泵浦碱金属蒸气激光器 Cs蒸气激光器 littrow外腔

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半导体泵浦铷蒸气激光实现线偏振基模输出 被引量：8

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作者 徐程 谭荣清 +1 位作者 李志永 李琳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2269-2270,共2页

采用2400l/mm的平面光栅搭建Littrow外腔压窄半导体激光器输出激光线宽,获得中心波长可调的线宽0.16nm的半导体激光作为铷蒸气激光的泵浦源。实验中,使用斩波器将泵浦光变为脉宽1ms,重复频率100Hz的重复脉冲形式,聚焦进长度为8mm的铷蒸... 采用2400l/mm的平面光栅搭建Littrow外腔压窄半导体激光器输出激光线宽,获得中心波长可调的线宽0.16nm的半导体激光作为铷蒸气激光的泵浦源。实验中,使用斩波器将泵浦光变为脉宽1ms,重复频率100Hz的重复脉冲形式,聚焦进长度为8mm的铷蒸气泡,泡内充入79kPa甲烷作为缓冲气体。进入铷蒸气泡的泵浦光峰值功率为1.84W时,控制铷泡温度在125℃,获得了峰值功率17.5mW的基模线偏振铷激光输出。 展开更多

关键词 半导体泵浦碱金属蒸气激光器 铷蒸气激光器 littrow外腔

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纳米光栅栅距的精确测量与nano4国际比对 被引量：3

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作者 高思田 邵宏伟 王春艳 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第B09期118-121,共4页

对Littrow衍射方法测量纳米光栅的基本原理、构造及其安装误差进行了分析研究，并利用所建立的测量装置参加了国际计量技术委员会长度咨询委员会组织的一维纳米光栅国际比对。比对结果证明了该测量系统具有优良的计量性能，能够用于纳... 对Littrow衍射方法测量纳米光栅的基本原理、构造及其安装误差进行了分析研究，并利用所建立的测量装置参加了国际计量技术委员会长度咨询委员会组织的一维纳米光栅国际比对。比对结果证明了该测量系统具有优良的计量性能，能够用于纳米光栅栅距的检定校准。 展开更多

关键词 计量学 纳米计量 光栅 littrow衍射方法

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半导体激光器系统设计 被引量：5

9

作者 雷海东 《中国仪器仪表》 2011年第12期67-70,共4页

介绍一种半导体激光器的设计方法,即采用littrow结构激光头、双层温控、精密恒温、PDH压缩线宽来进行总体设计,并详细地给出了激光头littrow结构的设计与加工细节,得出电流、温度精密可调可控的小型化半导体激光器装置。

关键词 半导体激光器 littrow结构 小型化

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光栅线距测量仪的设计

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作者 刘敏 《唐山学院学报》 2012年第3期13-14,17,共3页

采用测量光束衍射角的方法,设计了一种作为标准块的光栅线距测量仪。实验表明,在实验室条件(20±1)℃,(760±10)mmHg的工作条件下,该测量仪可以测量线距800nm的光栅,测量不确定度在10-5。

关键词 光栅衍射 光栅线间距 littrow角 自准直 不确定度

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自溯源光栅衍射效率的分析与研究 被引量：2

11

作者 梁利杰 刘丽琴 +7 位作者 管钰晴 孙佳媛 邹文哲 郭创为 张玉杰 褚小要 郭斌 雷李华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期291-299,共9页

基于矢量衍射理论并采用严格耦合波方法建立了一种新型的自溯源光栅正弦结构及入射条件与衍射效率的理论模型;通过控制变量法分析了自溯源光栅结构参数、激光入射条件对衍射效率的影响规律;搭建了光栅衍射效率测量系统;结合光栅方程,计... 基于矢量衍射理论并采用严格耦合波方法建立了一种新型的自溯源光栅正弦结构及入射条件与衍射效率的理论模型;通过控制变量法分析了自溯源光栅结构参数、激光入射条件对衍射效率的影响规律;搭建了光栅衍射效率测量系统;结合光栅方程,计算了不同Littrow角对应的衍射效率。仿真结果表明:入射波为TM偏振态、入射波长为420 nm、入射角为80°时,自溯源光栅-1级衍射效率处于峰值状态,为4.3%;在Littrow结构中,入射波为TM偏振态、入射波长为415.51 nm、Littrow角为77.5°时,自溯源光栅-1级衍射效率达到最大,且接近非Littrow角对应的自溯源光栅的峰值衍射效率。实验结果表明:入射波为TM偏振态、入射波长为405 nm、入射角从65°~85°改变时,自溯源光栅的衍射效率呈上升到平稳再下降的趋势,67°~80°改变时,其衍射效率达到平稳最大值,其结果为0.6%左右,其衍射效率变化趋势与理论计算结果一致。 展开更多

关键词 自溯源光栅 严格耦合波方法 衍射效率 littrow角 测量

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638 nm光栅外腔窄线宽半导体激光器 被引量：9

12

作者 刘野 刘宇 +3 位作者 肖辉东 李洪玲 曲大鹏 郑权 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1249-1256,共8页

本文采用反射式全息光栅作为外部反馈元件,设计了638 nm光栅外腔窄线宽激光器。使用高分辨率的光谱分析仪检测了Littrow结构的外腔半导体激光器的输出光谱,并进一步研究了该激光器的阈值和波长调谐特性。实验采用了2400 l/mm和1800 l/m... 本文采用反射式全息光栅作为外部反馈元件,设计了638 nm光栅外腔窄线宽激光器。使用高分辨率的光谱分析仪检测了Littrow结构的外腔半导体激光器的输出光谱,并进一步研究了该激光器的阈值和波长调谐特性。实验采用了2400 l/mm和1800 l/mm两种刻线密度的反射式全息光栅进行研究,在120 mA的注入电流下,采用刻线密度为2400 l/mm的光栅外腔激光器的输出功率是45.2 mW,将阈值电流由60 mA降至51 mA,下降幅度为11%;采用刻线密度为1800 l/mm的光栅外腔激光器的输出功率是38.7 mW,将阈值电流由60 mA降至47 mA,下降幅度为24%,光谱线宽均压窄至3.5 pm,且分别了实现了9.4 nm和10.5 nm宽度的波长调谐。实验结果表明,采用反射式全息光栅的Littrow结构用于半导体激光器,极大地改善了半导体激光器的性能。 展开更多

关键词 半导体激光器 全息光栅 littrow结构 光谱线宽

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超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统 被引量：5

13

作者 王磊杰 郭子文 +2 位作者 叶伟楠 张鸣 朱煜 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期499-509,共11页

面向浸没式光刻机双工件台的超精密位置测量应用需求,提出了一种超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统。给出了测量系统的原理与方案设计、系统各部件的设计及制造、编码器测量原理推导及实验验证等。所设计平面光栅... 面向浸没式光刻机双工件台的超精密位置测量应用需求,提出了一种超精密空间分离式外差利特罗平面光栅编码器位移测量系统。给出了测量系统的原理与方案设计、系统各部件的设计及制造、编码器测量原理推导及实验验证等。所设计平面光栅编码器位移测量系统的相位卡的细分率为4096,测量分辨率为x50 pm/z25 pm。实验结果表明:该平面光栅位移测量系统可实现x向和z向位移的同时测量,z向运动行程为±1 mm,满足光刻机双工件台的垂向调焦需求;Rx/Ry/Rz单轴转动或三轴联合转动极限转角为±1.5 mrad时,交流信号质量仍然满足测量要求,光刻机双工件台的Rx/Ry/Rz的调平转动满足需求。所设计的平面光栅编码器位移测量系统能够实现光刻机双工件台相应的测量功能且具有较高的性能指标。 展开更多

关键词 浸没式光刻机 位移测量 平面光栅编码器 空间分离 外差 利特罗角

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扫描干涉光刻机的超精密移相锁定系统 被引量：5

14

作者 王磊杰 张鸣 +2 位作者 朱煜 鲁森 杨开明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1765-1773,共9页

扫描干涉光刻机移相锁定是实现大面积高精度全息光栅曝光拼接的关键之一。为了实现大面积高精度全息光栅高精度曝光拼接,针对扫描干涉光刻机步进扫描拼接轨迹,重点开展了移相锁定系统的研究。在零差移频式相位锁定分系统和外差利特罗式... 扫描干涉光刻机移相锁定是实现大面积高精度全息光栅曝光拼接的关键之一。为了实现大面积高精度全息光栅高精度曝光拼接,针对扫描干涉光刻机步进扫描拼接轨迹,重点开展了移相锁定系统的研究。在零差移频式相位锁定分系统和外差利特罗式光栅位移测量干涉仪的基础上,阐述了扫描干涉光刻机的新型移相锁定系统原理。针对新型的移相锁定系统原理,构建了移相锁定控制系统实验装置。最后,基于移相锁定控制实验装置,针对移相锁定定位性能,开展了移相锁定定位控制实验以及影响控制精度的因素分析,实现了±3.27 nm(3σ,Λ=251 nm)的定位控制精度;针对移相跟踪控制性能,在移相跟踪控制精度实验分析的基础上,利用陷阱滤波&PID控制实现了±4.17 nm(3σ,Λ=251 nm)的跟踪控制精度。 展开更多

关键词 扫描干涉光刻 零差移频式相位锁定 外差利特罗光栅干涉仪 移相锁定控制 陷阱滤波

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用于OPCPA展宽器的原理和优化设计 被引量：6

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作者 熊红军 赵卫 陈国夫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1441-1444,共4页

给出了一种ffner型展宽器的原理和设计,在光线追迹法的基础上用Matlab辅助程序进行了数值模拟计算,得到了影响展宽器性能参数的直观图形,并对这些参数如何影响展宽器的性能进行了分析讨论,最后给出了用于OPCPA展宽器的最优化设计参数.... 给出了一种ffner型展宽器的原理和设计,在光线追迹法的基础上用Matlab辅助程序进行了数值模拟计算,得到了影响展宽器性能参数的直观图形,并对这些参数如何影响展宽器的性能进行了分析讨论,最后给出了用于OPCPA展宽器的最优化设计参数.结果表明这种展宽器能将15fs的脉冲展宽到900ps. 展开更多

关键词 光学参量啁啾脉冲放大 利特洛角 脉冲展宽 欧浮纳展宽器

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基于离轴两反利特罗结构的棱镜高光谱成像系统的光学设计 被引量：2

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作者 杨晋 崔继承 +3 位作者 巴音贺希格 齐向东 唐玉国 姚雪峰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1537-1542,共6页

为满足高光谱成像系统高空间分辨率和高光谱分辨率的要求,并应对实际应用中对仪器小型化、轻量化、高光学效率的新需求,研究一种基于利特罗结构的棱镜色散高光谱成像系统,采用离轴两反的利特罗结构形式减小光学系统的体积,同时为平面棱... 为满足高光谱成像系统高空间分辨率和高光谱分辨率的要求,并应对实际应用中对仪器小型化、轻量化、高光学效率的新需求,研究一种基于利特罗结构的棱镜色散高光谱成像系统,采用离轴两反的利特罗结构形式减小光学系统的体积,同时为平面棱镜提供准直光路,并以宏编程的优化方式,避免系统中光路干涉。结果表明,通过非球面反射镜和双校正透镜的设计,该光学成像系统的谱线弯曲均小于2.1μm,色畸变小于1.3μm,控制在18%像元内,在400~1 080nm可见—近红外（VNIR）工作波段的光学调制传递函数（MTF）均达到0.9以上,光谱分辨率为1.6~5.0nm,光谱透过率在51.5%以上,系统在整个工作光谱范围都具有较高的透过率和像质。 展开更多

关键词 利特罗结构 离轴两反系统 高光谱成像仪 谱线弯曲 色畸变

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离面准李特洛色散光路的光程差 被引量：1

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作者 张尹馨 杨怀栋 +1 位作者 黄战华 金国藩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1992-1996,共5页

分析了离面准李特洛(off-plane quasi-Littrow,OP-QL)色散光路中子午光束、弧矢光束的对应关系,揭示了离面角将引起弧矢光束旋转,并使球面镜和光栅的弧矢光束不再相互对应的特性,指出系统弧矢光程差(optical path difference,OPD)并非... 分析了离面准李特洛(off-plane quasi-Littrow,OP-QL)色散光路中子午光束、弧矢光束的对应关系,揭示了离面角将引起弧矢光束旋转,并使球面镜和光栅的弧矢光束不再相互对应的特性,指出系统弧矢光程差(optical path difference,OPD)并非各元件自身弧矢光束光程差的简单叠加,而是各元件上与光栅弧矢光束相对应光束的光程差之和。基于以上结论,提出了求解球面镜上沿任意方向的光线与主光线之间光程差的方向导数法,并运用它求解出OP-QL光路的光程差。最后,基于小阶梯光栅和中阶梯光栅的实例共同验证了文中分析结论和计算方法的合理准确性。 展开更多

关键词 光程差 离面准李特洛光路 弧矢光束

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窄线宽可调谐半导体激光器研究进展(特邀) 被引量：13

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作者 李鹏 盛立文 +7 位作者 黄琳 张爱国 乔山 刘志明 张志辉 韦育 刘加庆 周帅 《光电技术应用》 2023年第2期1-9,84,共10页

窄线宽、大范围可调谐半导体激光器在高速光通信、光纤传感、精密光谱测量、激光雷达等领域拥有广泛的应用前景。回顾了近年来窄线宽可调谐半导体激光器研究进展,着重分析了Littrow和Littman典型结构可调谐半导体激光器的工作原理及其特... 窄线宽、大范围可调谐半导体激光器在高速光通信、光纤传感、精密光谱测量、激光雷达等领域拥有广泛的应用前景。回顾了近年来窄线宽可调谐半导体激光器研究进展,着重分析了Littrow和Littman典型结构可调谐半导体激光器的工作原理及其特点,并对其未来发展趋势做出预测。 展开更多

关键词 可调谐半导体激光器 littrow Littman 窄线宽 宽调谐范围

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可调谐外腔半导体激光器研究进展

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作者 张林玉 李轩 +13 位作者 罗薇 赵春洁 邱美叶 孔惠颖 郑照轩 孙康迅 周金辉 张驰 施钧策 徐东昕 乔忠良 李林 曲轶 李再金 《应用物理》 2023年第11期485-499,共15页

可调谐外腔半导体激光器具有调谐范围宽、线宽窄、输出功率高、单模输出等优良特性,在白光干涉测量技术、波分复用系统、相干光通信、光纤传感等领域有着广泛的应用。本文首先介绍了可调谐外腔半导体激光器的基本原理,对衍射光栅结构、... 可调谐外腔半导体激光器具有调谐范围宽、线宽窄、输出功率高、单模输出等优良特性,在白光干涉测量技术、波分复用系统、相干光通信、光纤传感等领域有着广泛的应用。本文首先介绍了可调谐外腔半导体激光器的基本原理,对衍射光栅结构、光纤布拉格光栅结构、波导结构三种主要的TECDL结构进行了详细的综述和比较。阐述了各种可调谐外腔半导体激光器的国内外发展状况,分析了不同外腔结构的优缺点,最后总结可调谐外腔半导体激光器的不足,展望了可调谐外腔半导体激光器的发展前景。 展开更多

关键词 TECDL littrow Littman 衍射光栅 波导

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热真空环境对空间外差光谱仪复原光谱的影响 被引量：2

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作者 叶擎昊 姜通 +3 位作者 代海山 熊伟 施海亮 罗海燕 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期710-718,共9页

热真空环境适应性是空间光学遥感仪器的关键性能之一,对超光谱CO_2监测仪的复原光谱精度尤为重要。基于空间外差干涉技术原理,采用理论分析和试验手段对仪器热真空环境适应性进行了讨论。理论分析了热真空环境对准直光束发散角、扩视场... 热真空环境适应性是空间光学遥感仪器的关键性能之一,对超光谱CO_2监测仪的复原光谱精度尤为重要。基于空间外差干涉技术原理,采用理论分析和试验手段对仪器热真空环境适应性进行了讨论。理论分析了热真空环境对准直光束发散角、扩视场空间外差干涉仪组件基频波长、成像镜头离焦和缩放比等因素的改变对复原光谱的影响,并基于CS-800型热真空模拟设备开展了测量实验。实验结果表明,理论分析得到的系统基频波长与实验数据吻合,复原光谱廓线形状与理论分析一致。当干涉仪组件均采用融石英(SiLiCa),热控精度优于1.1℃时,仪器可具有0.01 nm的光谱稳定度,该分析为空间外差干涉光谱仪各功能组件的热控要求、地基常压条件下基频的选定等问题提供了理论依据。 展开更多

关键词 空间外差干涉光谱仪 热真空环境 基频波长 复原光谱

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