综述了国内外科研人员在高性能偏振膜的研制方面开展的工作, 主要涉及偏振膜光谱性能、抗激光损伤阈值和膜层应力控制等方面的研究。针对我国神光系列装置对偏振膜的性能要求, 简述了中国科学院上海光学精密机械研究所采用电子束沉积技术在光谱性能、损伤阈值和面形精度三个方面开展的研究工作。给出了在薄膜设计、制备和后处理等方面进行的研究和取得的进展。结合上述研究成果, 得到了低缺陷密度、低应力的高性能偏振膜。 由本科研团队研制的布儒斯特角薄膜偏振器在在2012年和2013年SPIE激光损伤国际会议(SPIE Laser Damage)组织的全球性偏振膜激光损伤阈值水平竞赛中连续取得了p分量损伤阈值和平均损伤阈值最佳的结果。另外, 通过解决应力诱导膜层龟裂的重大技术问题, 在国内首先推出了大口径偏振片, 该大口径偏振片满足透射率TP>98%,反射率RS>99%的光谱性能要求和17 J/cm2(9 ns)的通量运行要求, 有力支撑了我国SGII-UP大型激光装置的稳定运行。

为进一步提高YVO4材料的下转换发光性能, 在改进后的溶胶-凝胶法制备的YVO4∶Eu3+中, 通过掺入Bi3+来拓宽其在紫外波段的光谱吸收并提高其发光强度, 通过掺入P5+达到以PO43-部分取代VO43-来改善YVO4∶Eu3+的光输出稳定性及温度猝灭特性的目的。研究表明, 掺入的Bi3+和 P5+可成功取代YVO4晶格中的Y3+和V5+。当Bi3+掺入量较少时, 样品仍然为四方晶系, Bi3+较好地取代了Y3+的晶格位置, 形成单相的晶体结构。而在掺入少量的P5+之后, YVO4与YPO4之间形成了均匀的固溶体。在350 nm激发光源作用下, 当Bi3+和P5+掺杂摩尔分数分别为0.04和0.10时, 发光强度达到最大, 特别是YV0.90P0.10O4∶0.05Eu3+在619 nm处的发光强度要比YVO4∶0.05Eu3+的发光强度增大1.9倍。

In this study, a novel photosensitizer meso-tetra (3-pyrrolidinomethyl-4-methoxyphenyl) chlorin (TPMC) was reported. It displays a characteristic long wavelength absorption peak at 656 nm and it shows a singlet oxygen quantum yield of 0.48. After light irradiation with 650 nm laser, it can kill Eca-109 and SMMC-7721 cells in vitro (25mW/cm², 1.2 to 3.6 J/cm²) and destroy Eca-109 tumor in nude mice (50mW/cm², 90 J/cm²). It has the perspective to be developed as a new anti-tumor drug in photodynamic therapy (PDT) photodiagnosis, and deserves further investigation.

在室温条件下,基于太赫兹时域频谱(THz-TDS)技术研究了SBN:Ce陶瓷在532 nm连续激光激发下的介电响应.在外加光场的作用下,该陶瓷的介电常数表现出良好的调制特性,介电改变量达到8.5%；同时,介电损耗增加了15%.实验结果表明,该材料折射率的变化|Δn|与外加光场强度呈现线性关系.通过建立模型,分析了SBN:Ce陶瓷的光-铁电机理,这些实验结果可以被归结为,激发的自由载流子在样品内部形成的内建电场导致的介电常数改变.探索铁电陶瓷材料在太赫兹波段的光-铁电性质对于太赫兹波调制器件的研究具有指导意义.

美洲山核桃是美国最重要的坚果之一, 内部虫害是影响山核桃质量的重要因素。 为了实现美洲山核桃内部虫害的有效快速、 无损检测, 初步探索应用太赫兹光谱技术检测山核桃虫害研究。 收集山核桃样本并制作核桃仁1, 2, 3 mm均匀厚度的切片, 切片大小为2 cm×1 cm, 按照同样的尺寸制作核桃壳和核桃仁中间夹层的切片; 利用太赫兹时域光谱设备采集不同切片0～2THz波段的太赫兹吸收光谱, 并对比分析了所测切片的光谱特性; 采集了活体烟草天蛾切片和干燥的山核桃虫害切片的太赫兹时域光谱, 由于活体害虫的较高含水量以及太赫兹光谱对水分等极性分子的强吸收特性, 与山核桃切片对比发现, 活体虫害呈现非常明显的光谱吸收特性; 最后, 对整个山核桃样本进行了无损透射试验。 研究表明, 太赫兹光谱技术在检测山核桃内部虫害方面具有较好的应用潜力, 为进一步认识太赫兹光谱性质, 掌握样品制备方法、 实验测试方法和数据获取及光学参数计算方法, 应用太赫兹光谱技术开展山核桃内部虫害快速无损检测提供参考。

采用超快半导体光电导开关的宽带太赫兹时域频谱系统，研究了 KTiOPO4 晶体在0.5～2.0THz波段的光学声子振荡特性；在晶体z轴平行于THz波电场振动方向时发现了明显的吸收峰.利用晶体中晶格振动模式（光学声子）对光谱的选择性吸收特性和多洛仑兹振子伪谐振介电模型，很好地拟合了KTP晶体的复介电常量曲线，得到了对应晶格弱振动的光学声子的频谱参量值.研究结果表明，位于ω1 /2π=1.76 THz的吸收峰是KTP晶体中沿z轴排列的K+相对于PO4和TiO6晶格振动造成的光学外振动模.同时也说明THz波对于晶格弱振动非常敏感，对于微弱的光学声子吸收峰的频谱分析更加精准.

为了设计出自由频谱区(FSR)较大和3dB带宽较小的带通滤波器，拟合级联马赫－曾德尔干涉仪(MZI)与阶梯形滤波器原理的相似性，在MZI中引入啁啾臂长差以有效扩展FSR。采用传输矩阵法建立带通滤波器的理论模型，进而分析其滤波性能(3dB带宽、FSR)与结构参数(级联级数、衍射阶数)的对应关系。结果表明，当合理选取啁啾系数，该滤波器在保持3dB带宽不变的前提下有效扩展了FSR，并且在整个FSR内具有高边模抑制比。在设计实例中，对应低于4．5nm的3dB带宽和高于100nm的FSR(要求边模抑制比高于35dB)的滤波性能，器件的级联级数、衍射阶数、最佳啁啾系数分别对应16，45和5。

理论计算和分析了飞秒BBO光参量振荡器(OPO)在角度调谐时非线性晶体中的空间啁啾.给出了不同波长的参量光在谐振腔内的振荡回路以及在非线性晶体中的光路.给出了非线性晶体中的空间啁啾解析表达式,并计算了非线性晶体中的空间啁啾随腔参量的变化.

根据薄膜光学的设计原理,针对飞秒激光脉冲放大过程中的增益特性以及对输出光谱形状的特殊要求,通过膜系的优化计算,设计研制了适用于飞秒激光的光谱滤波器件,实现对飞秒光脉冲的频谱强度与频谱分布的特殊控制,以获得所需的具有特殊要求的飞秒激光光谱。实验结果表明,通过这种滤波器件,适用于飞秒激光啁啾脉冲放大系统。