光弹调制器(PEM)是一种广泛应用于光学检测的光调制器件,其利用压电晶体的逆压电效应来周期性改变光弹晶体内部的折射率,从而实现对通过光弹晶体的光信号的相位调制。当系统处于谐振状态时,PEM的调制效率最高。因此,谐振频率和表征其工作效率的品质因子是PEM的两个重要参数。为了研究PEM的谐振特性,设计了一款目标频率在50 kHz附近的二维八角对称结构PEM并进行了理论和实验验证,同时提出一种基于阻抗分析的PEM谐振特性测量方法。首先建立频率模型进行分析以得到目标PEM的理论参数,再通过数值仿真软件进行理论验证,最终完成了两组PEM样品的制备。此外,还基于阻抗分析方法对样品的谐振特性进行了实验验证,测得样品的谐振频率分别为52.363 kHz和52.353 kHz,品质因子分别为5071.2和6096.7。

本文研究了采用纳米氧化锌棒掺杂的聚合物分散液晶(PDLC)的电阻抗谱特性及其传感应用。利用聚合物分散液晶薄膜具有稳固结构、能抵御机械冲击、容易制备等特点，在材料中掺杂纳米氧化锌棒，通过电阻抗谱性质分析，实现对极性分子如乙醇气体的传感功能。通过对比实验，研究分析了薄膜在遇到乙醇分子时的复阻抗谱的变化，并建立了电化学等效电路，发现该薄膜能有效地实现对乙醇分子的传感功能。并进一步分析研究了该检测传感的灵敏度和响应时间等特性。结果表明，以纳米氧化锌棒掺杂 PDLC薄膜有望作为检测乙醇等极性的气体传感器，具有高灵敏度、结构稳定、重复性高、易于制造等优点。

为探究轴向磁场对纯Ar感应耦合等离子体放电模式转换的影响, 设计并搭建一整套等离子体产生装置展开实验研究, 引入阻抗分析法对放电模式转换进行判断, 并得到了朗缪尔探针法的验证。实验发现, 当气压为10 Pa时, 轴向磁场强度的增加使得E-H和H-E模式转换的阈值功率增大; 同时, 随着轴向磁场的增强, 放电中心区域的电子密度不断降低。初步分析认为, 这是由于带电粒子在洛伦兹力作用下做回旋运动, 导致高能电子在垂直磁场方向上的碰撞减少, 降低了电子密度以及感应耦合效率。进一步分析电子能量概率函数(EEPF)发现, 在E模式下, 轴向磁场对电子运动的约束作用更加明显, 高能电子(>27 eV)所占比例增多, 电子能量分布更加均匀。

基于声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter, AOTF)光谱成像分析仪在可见至红外光谱的多个谱区内广泛应用, 对AOTF的光谱带宽及衍射效率提出了更高的要求。 超声换能器作为AOTF的核心部件, 其3 dB工作带宽决定AOTF的光谱衍射范围, 故在同一声光介质上制作两片厚度不同的换能器来提高AOTF光谱带宽。 由于超声换能器在不同频率下具有不同的输入阻抗, 当驱动信号源输出阻抗与超声换能器输入阻抗失配时会产生能量损耗, 导致无法把功率最大限度的传递给超声换能器, 从而使AOTF光谱衍射效率降低, 影响光谱成像清晰度。 通过射频电路先进设计系统(ADS)仿真及实验测试, 设计了一种新型宽带阻抗匹配网络, 在60～200 MHz带宽范围内, 阻抗匹配网络功率效率达到90％以上, 光谱衍射效率最高达90％, 提高了在420～1 150 nm波段内的光谱灵敏度。