摇头丸、冰毒和海洛因等常见的毒品在特定波长激发下都可以发射荧光,但这些分子结构中的荧光基团数量较少或量子效率很低,当毒品的浓度较低时,荧光信号很弱,很难被检测到,从而限制了荧光光谱技术在毒检领域的应用。为了提高荧光光谱技术的灵敏度,从荧光信号的发散特性考虑,利用TracePro软件设计用于荧光信号收集的光路,这与传统的采用高功率激光器增加激发光能量和选用高灵敏探测器的解决方案不同;在光路中,选用抛物面型反射镜和菲涅耳透镜对不同发散角的荧光光束进行准直,采用平凸透镜和双凸透镜对光束进行缩束,采用特定尺寸的微透镜阵列对光束进行聚焦。对设计的光路进行仿真的结果表明:光路对荧光信号光的收集效率约为21.08%,比传统荧光收集光路的效率高6倍。所设计的光路可为改进本课题组已经开发的便携式高灵敏毒品荧光检测系统提供技术参考。

基于琼斯偏振理论, 对通信系统光端机和大气传输信道进行了偏振建模, 定量分析了传输过程中二者对信号光的偏振改变作用, 并推导出信号光和本振光的偏振失配与混频效率之间的关系。在此基础上, 利用偏振调控反馈算法和PCDM02型压电陶瓷式偏振控制器(PCD), 提出了一种自动反馈式偏振调控补偿装置, 能够有效避免偏振失配现象的发生, 保证了较高的混频效率, 进而提高了空间相干光通信系统的整体性能。

在基本的开普勒望远系统光路中, 放置了两块与光轴成45°角的镀膜平板玻璃, 一块能反射中心波长1550nm的红外光, 同时透射可见区和中心波长1310nm的近红外区;另一块能反射中心波长1310nm的红外光, 透射可见区。增加了控制光光路和信号光光路, 节省了光路元件。分析了平板玻璃对可见光路的影响, 通过改变平板玻璃的厚度, 使得轴上偏差在允许的范围内。测定了信号光通过望远镜筒和镀膜反射镜片的功率损耗, 分别得到了1.31%和2.90%的损耗比。测量了信号光的透射率随角度的变化关系。经过多次试验, 三光路共轴望远系统已成功用于远距离红外光控音频监测。

分别采用MOTORULA公司的硅基光电二极管探测器和JUDSON公司的InGaAs光电二极管探测器对泵浦光和信号光的脉宽进行了测量.研究了极化周期、工作温度以及抽运功率与周期极化掺镁铌酸锂光学参量振荡器输出的信号光脉冲宽度的作用关系.实验采用LD端面抽运的声光调Q Nd∶YVO4激光器作为抽运源，在晶体温度为30 ℃、极化周期为29.5 μm条件下，当抽运功率为1 008 mW时，获得了平均功率为238 mW的信号光输出，其光-光转换效率为23.6%，最窄脉冲宽度约为9.3 ns，相对抽运光脉宽被明显压窄.

A high-average-power, high-repetition-rate dual signal optical parametric oscillator based on periodically poled MgO-doped lithium niobate (PPMgLN) with a phase-reversed grating is reported. The pump laser is an acousto-optically Q-switched Nd:YVO4 laser with a maximum average power of 7.6 W. When the repetition rate is 50 kHz and the pulse width of the pump source is 23 ns, the maximum average dual signal output power is about 1.9 W, leading to a conversion efficiency of 25%. Over a 30-min interval, the instability of the signal power measured is less than 0.5%.

利用声光调Q Nd:YVO4激光器输出的1064 nm激光抽运周期极化掺氧化镁LiNbO3(PPMgLN)晶体,实现了角度调谐的双信号光运转准相位匹配(QPM)光参量输出。PPMgLN晶体长50 mm,具有周期相位反转结构,极化周期29.6 μm,相位反转周期6.808 mm,利用外加电场极化法制作,极化沿晶体的z向进行。在晶体外部旋转角度为0°-8°范围内,实现了双信号光波在1474.8-1479 nm和1489.5-1495.2 nm波段的快速调谐输出。对角度调谐准相位匹配进行了相应的理论分析,理论结果与实验值较为一致。

对目前正成为研究热点的光纤延迟线(FDL)进行了原理和结构特点的分析，总结了光纤延迟线的分类，对光纤延迟线的3个重要应用领域作了详细的跟踪研究。在光纤传感与光学测量领域，分析了激光器线宽测试系统、晶体双折射参数测量系统、光相干层析成像(OCT)测量系统及光相关光谱术(OCS)测量系统，指出了光纤延迟线在这些系统中的主要作用及参数设置；在光纤通信领域，从原理和系统结构上重点分析了高速脉冲串发生器、光缓存器及光编/解码器，指出了目前存在的问题；在微波光子学领域，详细分析了多频光振荡器、微波光纤延迟线、光A/D转换器及光信号相关处理器。指出了关于光纤延迟线技术的最新研究方向主要是提高延时精度、实现连续可调、减小插入损耗和提高工程可靠性。解决这些问题是光纤延迟线实用化的关键所在。

采用周期极化掺镁铌酸锂晶体作为光学参量振荡器, 在声光(A-O)调Q的1064 nm抽运光作用下, 获得了信号光和闲频光的调谐输出。实验中, 在极化周期为29.0～31.5 μm,温度范围为30～180 ℃内, 得到了信号光在1450.2～1839 nm范围内的准连续调谐输出, 其范围覆盖了光纤通信的S+C+L+U波段, 相应的闲频光调谐范围为2909～3990 nm。当注入抽运功率为830 mW时, 获得的信号光最大输出功率为139.7 mW, 光-光转换效率为16.8%, 最低激射阈值为88 mW。该可调谐光源基本达到了光纤通信系统的功率实用化水平。

在闪光灯抽运的非稳腔Nd∶YAG被动调Q激光器腔内,放置非临界相位匹配KTP晶体,构成内腔式单谐振KTP光参量振荡器(OPO)。研究了输出信号光的波长调谐性能,获得1.57～1.60 μm可调谐激光脉冲。实验结果表明,1.57 μm信号光的输出能量随着光参量振荡器腔长的增加而减少,脉冲宽度随着腔长的增加而有所变化；抽运能量较大时,转换效率随着抽运能量的增加趋于饱和然后逐渐下降；对此给予了合理的理论解释。当光参量振荡器的腔长为5 cm,1.06 μm抽运光脉冲宽度为30 ns时,输出的1.57 μm信号光的脉冲宽度为2.5 ns,能量为21.3 mJ。1.57 μm信号光的脉冲宽度仅为1.06 μm抽运光脉冲的1/12,总的电光能量转换效率为0.128%。