具有可变焦能力的透镜在成像、传感和检测等领域扮演着重要角色。本文通过研究液晶偏振透镜的光学特性, 设计出多点变焦的液晶偏振透镜变焦系统。液晶偏振透镜是一种利用液晶分子指向矢(光学各向异性轴)特定的空间排列, 产生特定几何相位差从而达到波前控制效果的光学器件, 对于左/右旋圆偏振光分别表现为正/负透镜效果。利用液晶偏振透镜的偏振特性及液晶分子受电场调制的性质, 本文设计出由一片普通正透镜、一片可调谐液晶波片和两片液晶偏振透镜组成的液晶偏振变焦透镜组合, 在特定的偏振入射光下, 可以实现7个焦距的改变。同时, 通过优化透镜焦距、间隔等参数, 可以使变焦透镜组合实现等间隔变焦等功能。实验结果显示, 在633 nm圆偏振光下, 利用自主制备的液晶偏振透镜组成的液晶偏振变焦透镜组合系统成功实现了7个焦距的变焦功能, 同时变焦距离基本符合预期且部分焦距(前6个)实现了等间隔分布, 充分验证了利用液晶偏振透镜实现多点变焦的可行性。

应用坩埚下降法生长了Pr3+离子掺杂的Na5Lu9F32单晶体.系统地研究了Pr3+掺杂的Na5Lu9F32单晶的吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线.应用Judd-Ofelt理论分析计算了其光学强度等参数, 结果表明Pr3+离子处于Pr-F强共价键的高对称环境中.在440 nm光的激发下观察到以482、523和605 nm为中心的尖锐的强荧光发射带.研究了Pr3+掺杂浓度对上述发光强度的影响规律, 实验发现当Pr3+掺杂浓度达到~0.5 mol%时, 其荧光发射强度达到最大.分析了环境温度从298 K到443 K变化时对荧光强度的影响, 随着温度的增加, 荧光强度逐步变弱, 且其523 nm的绿光受温度影响要小于482 nm的蓝光和605 nm的红光.

黄曲霉菌的遗传转化是研究黄曲霉菌致病相关功能基因的前提和基础, 而原生质体是研究和建立真菌遗传转化系统的重要工具。本文分别以黄曲霉孢子和菌丝为材料, 研究不同条件下黄曲霉原生质体的形成和再生, 结果表明, 黄曲霉孢子在酶液浓度为纤维素酶∶蜗牛酶∶溶壁酶=1.5%∶1.5%∶1.5%, 30 ℃酶解3 h, 原生质体制备率高达97.3%, 再生率达89.2%; 黄曲霉菌丝在菌龄为42 h, 酶液浓度为纤维素酶∶蜗牛酶∶溶壁酶=1.5%∶1.5%∶1.5%, 30 ℃酶解1 h, 可获得最高原生质体产量为2.0×106个/mL, 再生培养基中以1 mol/L蔗糖作为渗透压稳定剂时, 原生质体再生率达5.5％。故本实验条件下, 黄曲霉孢子原生质体的形成和再生优于菌丝。

提出了一种基于加速性能退化的LED灯具可靠性快速评估方法。以LED灯具的使用寿命评估为目标, 设计了温度和电应力的恒定应力加速退化试验及其加速模型, 给出了基于性能退化的LED灯具可靠性评估一般流程。以国内某型LED灯管为试验对象, 对其可靠性进行了评价: 在正常应力水平下, 该型LED灯管的寿命评估值为31 571 h。结果表明该方法能够快速、有效地评估LED灯管的可靠性。该方法不仅节省实验时间, 而且对LED灯具的可靠性评估及产品质量管理有一定的参考价值。

采用硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行表面改性, 改性粉末的IR透射谱显示KBM403已经吸附在SnF2粉末表面, 这种改性除了物理吸附外还存在微弱的化学吸附。 采用溶有芪3的硅烷偶联剂KBM403对SnF2粉末进行改性, 经改性的SnF2粉末有利于提高有机染料芪3掺杂的分散性。 将含有芪3的改性SnF2粉末掺入低熔点铅-锡-氟磷酸盐玻璃, 获得了芪3掺杂的有机/无机杂化玻璃。 对玻璃的吸收、 透射谱和激发发射谱进行分析, 表明KBM403的介入改善了芪3在玻璃中的溶解性和分散性, 减少了芪3二聚物的产生, 提高了玻璃的透射率和均匀性。 由于KBM403的改性减少了芪3二聚物所带来的荧光猝灭, 同时KBM403与染料分子的相互作用增加了染料分子的刚性, 玻璃的发光强度显著提高。

采用提拉法生长Yb³⁺掺杂原子数分数为10%高质量的Yb:Lu3Al5O12(Yb:LuAG)晶体。对晶体在不同气氛下退火的光谱性能进行了表征。研究发现,吸收光谱中363和562 nm附近的吸收带与Yb2+有关。晶体在空气气氛下退火后,测得的荧光光谱强度最强,荧光寿命最长。增益截面曲线的研究表明Yb:LuAG晶体具有宽的发射带。在抽运功率为9.59 W的激光二极管(LD)抽运下,Yb:LuAG晶体获得3.05 W的连续激光输出,斜率效率为41.7%,激光抽运阈值为40 mW。

采用热键合技术,制作中运用不同的工艺参量制作出12片Yb:Y3Al5O12/Y3Al5O12(Yb:YAG/YAG)复合晶体。利用偏光显微镜对其键合界面进行了观察,研究了样品的透射光谱,从而确定出复合晶体合适的制作工艺。通过透射光谱的形状和透射率来表征复合晶体键合界面的质量。研究表明Yb:YAG/YAG复合晶体键合质量较好,可实现一体化。

采用提拉法生长Y3Al5O12(YAG)晶体和Yb3+掺杂原子数分数分别为5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 50%和100%的Yb∶Y3Al5O12(Yb∶YAG)晶体。系统表征和分析了Yb3+掺杂浓度对拉曼光谱的影响。随着Yb3+掺杂浓度的增加,晶体的振动模式没有明显的变化,晶体结构没有改变;在370 cm-1和785 cm-1附近,振动吸收峰的半峰全宽逐渐增大。分析得出,Yb3+掺杂浓度对晶体的晶格、对称性、荧光寿命均有影响,从而可能影响到晶体的光谱和激光性能。

介绍了固体激光器中复合结构工作物质的概念、优点和制作方法。详细总结了每种方法制作的尺寸大小及应用于固体激光器中激光性能方面的改善程度。综述了复合结构工作物质和复合结构激光器的研究历史和现状,并总结了Yb:Y3Al5O12晶体复合结构在固体激光器中的应用。最后指出了复合结构工作物质未来的发展方向。

采用提拉法生长了Yb掺杂原子数分数为0.5%的Yb:Y3Al5O12(Yb:YAG)晶体,对晶体的吸收光谱和荧光光谱进行了分析。与Yb掺杂原子数分数为5%的Yb:YAG晶体进行了对比,得出采用940 nm激光二极管(LD)抽运晶体最为合适。原子数分数为0.5%的Yb:YAG晶体相对于原子数分数为5%的Yb:YAG晶体自吸收效应的影响要小。测量了原子数分数为0.5%的Yb:YAG晶体的荧光寿命为0.95 ms,与理论值很接近。因此采用原子数分数为0.5%的Yb:YAG晶体作为激光工作物质将有利于高效、小型集成化的固体激光器的发展。