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本發(fā)明公開了一種用于抑制激光器脈沖過沖現(xiàn)象的激勵(lì)電源。 該激勵(lì)電源包括控制模塊，開關(guān)電源模塊及諧振模塊?？刂颇K輸出 頻率變化的驅(qū)動(dòng)脈沖信號，經(jīng)過開關(guān)電源模塊處理后輸出交流方波信 號，交流方波信號經(jīng)諧振模塊調(diào)幅后變?yōu)樵诿總€(gè)周期內(nèi)先為低電平后 為高電平的周期性的激勵(lì)信號。該激勵(lì)電源輸出的激勵(lì)信號能夠在抑 制過沖現(xiàn)象的同時(shí)使激光脈沖的上升沿更加陡峭，滿足激光加工對激 光脈沖輸出波形的要求，對于提高激光脈沖加工的質(zhì)量和效率

本發(fā)明公開了一種有源電子式互感器的供能激光器在線壽命直 接監(jiān)測方法，包括如下步驟：(1)判斷激光器工作狀態(tài)；(2)獲取激光器 工作狀態(tài)下的工作電流值；(3)異常點(diǎn)處理；(4)低通濾波處理；(5)建立 關(guān)聯(lián)模型；(6)評估激光器老化壽命。本發(fā)明通過實(shí)時(shí)采集獲取被監(jiān)測 供能激光器所在的合并單元的供電電源的電流值，并結(jié)合合并單元供 電電源電流與供能激光器工作電流之間的關(guān)聯(lián)模型，以實(shí)現(xiàn)對供能激 光器正常老化壽命的直接在線監(jiān)測，填補(bǔ)了電子式電流互感器正常老 化壽命在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域的空白，具有可靠性高，且對環(huán)境

隨著現(xiàn)代激光技術(shù)的快速發(fā)展，激光跟蹤在空間光通信、激光雷達(dá)、衛(wèi)星遙感、定向能應(yīng)用及工業(yè)測量等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，光束偏轉(zhuǎn)原理、跟蹤機(jī)構(gòu)及其控制方法等是影響跟蹤范圍、精度、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性等光電跟蹤性能的決定因素。在國家自然科學(xué)基金的支持下，由同濟(jì)大學(xué)牽頭，聯(lián)合中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所以及上海同新機(jī)電控制技術(shù)有限公司等單位開展了面向機(jī)器人誤差測量等工業(yè)應(yīng)用的多模式激光跟蹤儀的研究。該研究對復(fù)雜場合下時(shí)變軌跡跟蹤、測量或加工具有強(qiáng)適應(yīng)性；結(jié)合圖像采集系統(tǒng)，可以精確調(diào)整成像視軸以實(shí)現(xiàn)視覺導(dǎo)引或大范圍高精度圖像拼接。該項(xiàng)目從原理上拓展了激光多模式、變尺度跟蹤的實(shí)現(xiàn)方法，形成了復(fù)雜場合下大范圍高精度動(dòng)態(tài)目標(biāo)激光跟蹤的核心技術(shù)，在機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差測量、動(dòng)態(tài)成像檢測、空間激光通信以及軍事偵察等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

項(xiàng)目成果/簡介:隨著現(xiàn)代激光技術(shù)的快速發(fā)展，激光跟蹤在空間光通信、激光雷達(dá)、衛(wèi)星遙感、定向能應(yīng)用及工業(yè)測量等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，光束偏轉(zhuǎn)原理、跟蹤機(jī)構(gòu)及其控制方法等是影響跟蹤范圍、精度、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性等光電跟蹤性能的決定因素。在國家自然科學(xué)基金的支持下，由同濟(jì)大學(xué)牽頭，聯(lián)合中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所以及上海同新機(jī)電控制技術(shù)有限公司等單位開展了面向機(jī)器人誤差測量等工業(yè)應(yīng)用的多模式激光跟蹤儀的研究。該研究對復(fù)雜場合下時(shí)變軌跡跟蹤、測量或加工具有強(qiáng)適應(yīng)性；結(jié)合圖像采集系統(tǒng)，可以精確調(diào)整成像視軸以實(shí)現(xiàn)視覺導(dǎo)引或大范圍高精度圖像拼接。該項(xiàng)目從原理上拓展了激光多模式、變尺度跟蹤的實(shí)現(xiàn)方法，形成了復(fù)雜場合下大范圍高精度動(dòng)態(tài)目標(biāo)激光跟蹤的核心技術(shù)，在機(jī)器人動(dòng)態(tài)誤差測量、動(dòng)態(tài)成像檢測、空間激光通信以及軍事偵察等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:該項(xiàng)目經(jīng)過幾年培育，截至2018年6月已生產(chǎn)多模式激光跟蹤系統(tǒng)樣機(jī)5臺(tái)套，主要應(yīng)用于中國科學(xué)院空間激光信息傳輸與探測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程綜合實(shí)驗(yàn)中心等單位。 在自由空間激光通信、激光雷達(dá)、光纖光開關(guān)、激光指示器等領(lǐng)域中，可用于激光光束的轉(zhuǎn)向及指向穩(wěn)定調(diào)整。在空間觀測、偵察監(jiān)視、紅外對抗、搜索營救、顯微觀察、干涉測量、機(jī)器視覺等領(lǐng)域中，可用于改變成像視軸，擴(kuò)大搜索范圍或成像視場。國內(nèi)外對基于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡的激光跟蹤理論研究集中在光束轉(zhuǎn)向機(jī)制、光束掃描模式、棱鏡回轉(zhuǎn)控制等方面。 產(chǎn)學(xué)研合作開發(fā)，意向合作單位：從事光電精密儀器開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，對于激光跟蹤技術(shù)具有一定的技術(shù)積累，如ABB公司、Leica、西門子、新松機(jī)器人、沈陽機(jī)床廠、高?？蒲性核约皣绬挝坏?。項(xiàng)目階段:小試效益分析:本項(xiàng)目在多模式激光跟蹤方面形成的研究成果處于國際先進(jìn)水平，不僅能夠解決工業(yè)生產(chǎn)中對大范圍、高精度特征的測量需求，而且在多自由度特征信息提取以及智能化控制等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，在推動(dòng)激光跟蹤測量技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、提高工業(yè)自動(dòng)化水平和人才培養(yǎng)等方面，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

本發(fā)明提供了一種基于PDMS聚合物的柔性量子點(diǎn)隨機(jī)激光器，包括兩層PDMS薄膜層以及兩層PDMS薄膜層之間夾置的滲透層，PDMS薄膜層中的交聯(lián)劑濃度大于4%，滲透層中的交聯(lián)劑濃度為2%?4%，滲透層為內(nèi)應(yīng)力分布不均勻的PDMS薄膜層，滲透層上設(shè)有至少一組由中心點(diǎn)向各方向發(fā)散的若干條線性凹槽或至少一組由中心點(diǎn)逐漸擴(kuò)散的若干個(gè)環(huán)形凹槽，凹槽供量子點(diǎn)滲透。本發(fā)明量子點(diǎn)在隨機(jī)激光出射過程中充當(dāng)增益介質(zhì)的作用，利用滲透層的內(nèi)應(yīng)力分布不均，通過光彈性效應(yīng)形成局域化折射率不一致，增強(qiáng)多重散射作用，達(dá)到了降低出射隨機(jī)激光閾值的目的。本發(fā)明中量子點(diǎn)填充在濃度較低的滲透層內(nèi)，相比玻璃基板表面的量子點(diǎn)薄膜，具有長時(shí)間運(yùn)作的特點(diǎn)。同時(shí)由于PDMS是柔性材料，具有可彎曲的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)柔性隨機(jī)激光器制備。

本發(fā)明提供了一種基于表面等離子體的量子點(diǎn)隨機(jī)激光器，包括順序?qū)盈B的第一玻璃基板、間隔層和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板在與間隔層貼合的表面上設(shè)有微米級凹槽供量子點(diǎn)沉積，所述間隔層中含有固定在第二玻璃基板上的金屬納米粒子，控制金屬納米粒子與量子點(diǎn)之間的距離。本發(fā)明金屬納米粒子的表面等離子體共振效應(yīng)增強(qiáng)泵浦光的激發(fā)效率和隨機(jī)激光的輻射效率，同時(shí)間隔層有效避免了量子點(diǎn)與金屬納米粒子接觸而產(chǎn)生的熒光猝滅現(xiàn)象，并且由于間隔層材料透明高分子聚合物，可以使金屬納米粒子的共振吸收譜發(fā)生紅移，實(shí)現(xiàn)表面等離子體共振帶和激勵(lì)光譜與出射光譜的耦合，從而得到低閾值、高強(qiáng)度的穩(wěn)定隨機(jī)激光出射。

本項(xiàng)目屬光、機(jī)、電、材一體化技術(shù)領(lǐng)域，具有多學(xué)科綜合的特點(diǎn)。半導(dǎo)體激光器具有效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、能將電能直接轉(zhuǎn)換為激光能、功率轉(zhuǎn)換效率高、便于直接調(diào)制、省電等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。半導(dǎo)體激光技術(shù)已成為一種具有巨大吸引力的新興技術(shù)并在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。高功率半導(dǎo)體泵浦激光器是半導(dǎo)體激光技術(shù)中最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域之一。 半導(dǎo)體激光器最大的缺點(diǎn)是激光性能受溫度影響大，光束的發(fā)散角較大。封裝成本占半導(dǎo)體激光器組件成本的一半，封裝技術(shù)不僅直接影響泵浦激光器組件的可靠性，而且直接關(guān)系到泵浦激光器芯片的性能能否充分發(fā)揮。本項(xiàng)目對非致冷高功率980nm泵浦激光器的封裝技術(shù)進(jìn)行了研究，整個(gè)封裝技術(shù)涉及光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、機(jī)械等，精度達(dá)微米數(shù)量級。通過采用激光器芯片的倒裝貼片技術(shù)，小型化、全金屬化無膠封裝技術(shù)，最終滿足了光纖放大器對泵浦激光器小體積、高功率、低成本、高可靠性的要求。光耦合則采用透鏡光纖直接耦合，最大限度地減小耦合系統(tǒng)的元件數(shù)和相關(guān)損耗，提高了光路可靠性和易操作性。采用雙光纖光柵波長鎖定技術(shù)，提高了非致冷高功率980nm泵浦激光器的邊模抑制比和波長穩(wěn)定性。項(xiàng)目組通過采用這些技術(shù)，最終解決了一系列非致冷高功率980nm泵浦激光器封裝關(guān)鍵技術(shù)。 經(jīng)國家光學(xué)儀器質(zhì)量監(jiān)督檢測中心測試，非致冷高功率980nm泵浦激光器主要技術(shù)指標(biāo)如下：    1. 管殼尺寸：12.7(mm)×7.4(mm)×5.2 (mm)    2. 工作溫度：0-70℃    3. 中心波長：980nm    4. 譜 寬：1nm    5. 閾值電流：24mA    6. 輸出功率：240mW    7. 功 耗：小于1W 本項(xiàng)目的研究成果，通過與相關(guān)企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，經(jīng)過近五年的技術(shù)研發(fā)和不斷改進(jìn)，非致冷高功率980nm泵浦激光器封裝關(guān)鍵技術(shù)研究成果已成功應(yīng)用于相關(guān)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。在社會(huì)效益方面，填補(bǔ)了我國非致冷高功率半導(dǎo)體泵浦激光器方面的不足，對行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級起到了積極的推動(dòng)作用。 耦合封裝是對精度要求非常高的一系列工藝過程，這注定它很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)。因此，小型化泵浦激光器封裝技術(shù)的研究成果，特別適合在中國這樣人力成本低且技術(shù)基礎(chǔ)好的環(huán)境。通過對小型化980nm泵浦激光器封裝技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)了封裝技術(shù)的源頭性創(chuàng)新，有助于向其他半導(dǎo)體泵浦激光器和光電器件的耦合封裝拓展。該技術(shù)在光電子器件的應(yīng)用方面具有廣闊的市場潛力和廣泛的推廣應(yīng)用前景，將成為形成光電子器件封裝技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)支撐。

本發(fā)明涉及一種表征太赫茲量子級聯(lián)激光器多模效應(yīng)的電路建模仿真方法，首先建立表征 THzQCL 有源層內(nèi)部載流子輸運(yùn)特性的多模速率方程組；接著建立表征ThzQCL內(nèi)部多模態(tài)效應(yīng)的物理方程模型； 然后通過變量代換和化簡得到相應(yīng)的等效電路模型；建立表征 THzQCL 輸入端電氣特性的等效電路模型； 建立表征 THzQCL 輸出端光功率特性的等效電路模型；最后建立電路宏模型，包括一個(gè)電氣端口和一個(gè) 光功率輸出端口，基于電路宏模型進(jìn)行光電性能仿真和輸出光譜性能測試。本發(fā)明可測試溫度對 THzQCL 各種光電性能的影響；可支持實(shí)現(xiàn)對 THzQCL 光電性能和輸出多模效應(yīng)的模擬和仿真。 

單頻窄線寬激光的產(chǎn)生，主要依靠諧振腔的腔長。諧振腔腔長越長，所產(chǎn)生激光線寬越窄。但是由于半導(dǎo)體激光器的腔長天然短，很難產(chǎn)生量級上的變化，因此采用半導(dǎo)體發(fā)光的窄線寬激光器多采用外腔的方式實(shí)現(xiàn)。最通用的方式是用一段長光纖作為反饋腔，在光纖中用無源光柵作為反射鏡。這樣做優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)較容易，易于實(shí)現(xiàn)窄線寬。但是光纖的抗干擾設(shè)計(jì)難，無法實(shí)現(xiàn)大功率輸出。研發(fā)小尺寸、高可靠、低成本的窄線寬激光器是激光器發(fā)展的重要方向之一。本項(xiàng)目研發(fā)的微型化、高可靠、高功率、低成本的半導(dǎo)體外腔窄線寬激光器，其微型化指標(biāo)將滿足絕大多數(shù)光電系統(tǒng)和光電模塊的集成化需求，抗干擾，抗震動(dòng)，溫度適應(yīng)性滿足工業(yè)化產(chǎn)品的高要求，低成本性滿足消費(fèi)級光電模塊應(yīng)用，高功率輸出滿足汽車電子，工業(yè)制造等高功率需求。本項(xiàng)目將研發(fā)完整的量產(chǎn)工藝，滿足單條產(chǎn)線月產(chǎn)50k個(gè)激光器的量產(chǎn)需求，從而將窄線寬激光器第一次普及到基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域。 本項(xiàng)目的微型化半導(dǎo)體外腔窄線寬激光器，線寬可控制在2-100kHz，最大輸出功率500mW，可產(chǎn)生線性調(diào)頻信號，波長可定制即可。

一種高單模成品率的分布反饋激光器，包括激光諧振腔、布拉 格光柵；布拉格光柵為啁啾光柵或者等效的啁啾光柵，并位于諧振腔 內(nèi)，其等效折射率沿諧振腔腔長方向是變化的；該激光器的模式增益 沿諧振腔腔長方向變化；該激光器輸出單縱模。本發(fā)明由于采用啁啾 光柵或者等效的啁啾光柵，同時(shí)使激光器的模式增益沿腔長方向變化， 并通過在激光器兩端面分別鍍高反膜和增透膜配合，能夠提高激光器 在布拉格阻帶指定的一邊，即藍(lán)邊或者紅邊光激射的概率，