利用甲烷(CH4)气体分子在16 μm的吸收特性, 使用中心波数为6 04696 cm-1的蝶形分布反馈式(DFB)激光器和自制的大内径光声池, 设计了一款紧凑高灵敏的CH4气体传感器。 为了进一步增强输出光声信号强度, 一个具有高反射率的平面镜放置在光声池后, 使透射光束被反射后, 二次通过光声池, 增强了光与被测气体的作用距离, 使光声信号提高了19倍。 传感器各项参数, 包括调制频率、 调制深度及气体流速被优化。 在标准大气压和1 s的积分时间下, 该传感器最终获得的探测灵敏度为021 ppm, 1σ归一化等效噪声系数(NNEA)为21×10-8 cm-1·W·Hz-1/2。 该甲烷传感器使用性价比高的DFB近红外激光二极管作为激发光源, 装置简单, 成本低廉可以满足大气环境检测、 矿井瓦斯监测、 工业过程控制及无创伤医疗诊断等领域的需求。

基于Richards-Wolf的矢量衍射积分公式,研究了贝塞尔高斯径 向偏振光束在衍射光学元件 (Diffractive optical elements, DOE) 的调制下入射到由 两个相同高数值孔径透镜组成的4pi聚焦光学系统中的聚焦特性。由于DOE不同环之间的相互干涉, 出现不同于原贝塞尔高斯径向偏振矢量光束的新聚焦特性。Matlab数值模拟结果显示贝塞尔高斯径向偏 振光束经过此光学系统后,在焦点附近产生沿光传播方向的多个光球,其光球的个数与DOE的环数以及不 同环的大小有关。若调节4pi聚焦系统两侧入射光束的整体相对相位还可以实现多个光球整体沿纵向方向的移动, 实现了亮光链的作用,这对于矢量光束应用在光学显微镜、光存储和粒子操控等方面具有十分重要的意义。

Goos-Hanchen(GH) 位移只有波长数量级,在实验测量上比较困难。提出了一种基于液晶光阀 (LCLV)和光束分析仪(LBP)直接测量GH位移的新方法。研究了LCLV对 光偏振态调制的特性,结果发现,当外接电压发生变化时, 光的偏振态也随之变化。利用 LCLV 对光偏振态的调制和 LBP 记录光斑的重心位置的变化,直接测量出 TE 和 TM 两种偏振态 入射时棱镜单界面反射光束的GH位移差。这个探测方法简单,不需要复杂的外部处理电路,且实验结果与理论结果很吻合, 此方法也可以进一步直接测量二维位移。