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高分辨率CARS光谱学以及二极管泵浦YAG技术的发展现状。

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简介：
美国桑迪亚国家实验室近期推出的两项创新性成果，预计将很快推动密集二极管泵浦的YAG激光器应用于高分辨率相干反斯托克斯拉曼光谱学领域，从而为该技术带来显著的进步。

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  • CARS光谱学与二极管泵浦YAG技术的最新进展
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    本讲座聚焦于CARS（相干反斯托克斯拉曼散射）光谱学及二极管泵浦YAG激光技术的前沿研究，探讨其在化学、生物医学等领域的应用及其最新突破。 美国桑迪亚国家实验室的两项开发成果不久可能会使密集二极管泵浦YAG激光器应用于高分辨相干反斯托克斯喇曼光谱学。
     
  • 激光二极管泵浦Cr
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    激光二极管泵浦Cr（如Cr:Forsterite）固态激光器技术，利用高效能激光二极管作为激励源，激发含铬离子的晶体产生特定波长的激光输出。此技术因其高转换效率、窄线宽及良好的频率稳定性，在精密测量和医疗领域展现出广泛应用潜力。 我们对一种由激光二极管（LD）抽运的Cr4+:YAG被动调Q Nd:YVO4全固态激光器进行了实验研究。特别关注了抽运功率、Cr4+:YAG晶体的初始透过率以及其在激光腔中的位置等因素，这些因素如何影响输出脉冲宽度和重复频率等性能指标，并对实验结果进行分析讨论，同时从理论上给出合理的解释。
     
  • 二极管正负极辨别技巧：以发光二极管为例
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    本教程详细介绍了如何通过观察发光二极管（LED）来区分二极管的正负极，提供实用的方法和示例。 贴片发光二极管的正负极区分方法通常有两种：T型标识法与三角形标识法。 在使用T型标志进行识别的情况下，绿点所在的一侧代表的是负极，另一侧则为正极；从底部观察时，可以看见一个绿色T字形状，其中横杠表示正极而竖杠对应的是负极。 对于采用三角形符号的贴片发光二极管来说，则是正面有绿点的位置指示为正向方向，相反的一端即为负极端子；底面看去时，三角形的边侧代表了正极位置，角部则指向负极。 直插式发光二极管是最常见的类型之一。这类LED通过引脚长度的不同来区分其电性：较长的引脚是它的阳极（也就是正极），而较短的那个则是阴极（即负极）。 对于贴片式的二极管，无论是直插还是表面安装型的，它们都是使用横杠作为标志来进行标识。具备横杠的一侧代表的是该器件的负极端子，相对的那一面则表示为它的正级端口。
     
  • 高分辨率宽光谱光谱分析系统的开发设计
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    本项目致力于研发一种新型高分辨率宽光谱光谱分析系统，旨在实现对不同波长范围内的光线进行精确测量与高效解析。该系统能够广泛应用于科学研究、环境监测及工业检测等多个领域，为用户提供全面的光谱数据支持和深入的数据分析能力。 结合光学像差理论与光栅色散原理，并采用像元分辨率匹配方法，本段落提出了一种设计宽光谱高分辨率Czerny-Turner型光栅光谱仪初始结构的方法。在考虑机械加工装调及通光效率的基础上，该方法被应用于波长范围为200~1000 nm、分辨率为0.01 nm的光学系统中。通过ZEMAX软件对设计进行了仿真和优化，结果表明此设计方案能够满足光谱探测范围、分辨率以及通光孔径等各项要求，并且仪器的设计性能均符合指标需求。
     
  • 基于激光二极管直接耦合泵浦的Nd:YVO研究
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    本研究探讨了利用激光二极管直接耦合泵浦技术提升Nd:YVO晶体性能的方法，分析其在高功率固体激光器中的应用潜力。 使用500毫瓦的激光二极管直接耦合泵浦Nd:YVO4晶体实现了1064纳米连续波激光输出。其泵浦阈值功率约为22毫瓦，最大基模输出为约172毫瓦，对应的斜效率达到35.8%。此外，在Nd:YVO4激光谐振腔内引入Cr4+:YAG作为饱和吸收体后，成功实现了高重复率的被动调Q运转模式，并获得了脉宽约为114纳秒、波长为1064纳米的连续泵浦Nd:YVO4调制光脉冲序列，其重复频率最高可达380千赫兹。
     
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    本研究致力于开发一种新型高分辨率中阶梯光谱仪光学系统，采用二维全谱技术，旨在大幅提高光谱分析的精度和效率。该设计结合先进的光学元件与创新布局，适用于广泛科研及工业应用需求。 传统的罗兰圆光谱仪与Czerny-Turner型光谱仪通常使用刻线密集的光栅以及较长的成像焦距来提升其分辨率，但这种做法会导致成本上升及设备体积增大。为解决这一问题，本段落提出了一种结合中阶梯光栅和低色散棱镜的设计方法。 文中详细探讨了中阶梯光栅的工作原理及其应用，并给出了基于该技术设计高分辨光谱仪的基本步骤。通过实际案例展示，作者设计出一款采用400毫米焦距的光学系统，在180至800纳米全波段内实现二维光谱成像。 利用Zemax光学软件对设计方案进行了光线追踪分析，结果显示：在单个CCD像素（尺寸为24mm×24mm）范围内可捕捉到50%~70%的环围能量；且当工作于200纳米波长时，系统分辨率能达到0.00675纳米。这些数据表明设计完全符合预期性能指标要求。
     
  • 高光谱图像分解的Matlab代码-SpectralSuperResolution: 光谱超分辨率
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    本研究设计了一种基于Offner架构的高光谱分辨率紫外成像光谱仪，旨在优化光学系统以实现卓越的图像质量和高精度光谱分析能力。 紫外成像光谱仪是遥感探测仪器的重要组成部分之一，在机载和星载领域，遥感平台正逐步要求光谱仪在实现高分辨率的同时，设备趋于轻量化和小型化。针对紫外成像光谱仪的这些特点，我们研究了基于Offner结构的紫外成像光谱系统，并设计了一种工作波段为250～400 nm、狭缝长40 mm、光谱分辨率为0.3 nm的高分辨率紫外成像光谱仪。分析结果显示，在38.5 lp/mm处调制传递函数达到0.76以上，实现了接近衍射极限的优良成像质量；同时，该设计下的系统在像元尺寸10%以内控制了谱线弯曲和色畸变。 此外，我们在此基础上缩小了原Offner结构系统的体积，从而满足紫外遥感仪器小型化、轻量化的要求，并且易于加工及装调。这一设计方案符合机载和星载遥感应用的需求。
     
  • LD泵浦固体激光器的光谱匹配问题分析
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    本章节深入探讨光电二极管和光敏二极管的工作原理、特性及其在现代传感器技术中的应用，是理解和设计光学传感系统的重要基础。 光电二极管（光敏二极管）的符号以及其接法如下：