通过数值模拟对飞秒光脉冲间的相互作用进行了研究,结果表明:飞秒孤子的相互作用与常规的皮秒孤子间的相互作用不同。后者在孤子间距较小的情况下,相互作用表现为周期性离合,而前者的相互作用更严重,在初始阶段其相互作用与皮秒孤子一致,而当两孤子合二为一后,一直处于排斥状态,孤子间距随传输距离增加而增加。这在通信系统中将造成更大的误码率。传统的不等振幅法在一定程度上可有效地抑制飞秒孤子的相互作用。

利用湍流池模拟大气对流边界层的光传输,同时测量了到达角起伏和光路上的温度脉动。结果表明,在混合层的上部,对数温度谱偏陡,和大气中的观测结果一致,到达角起伏谱也偏陡,但到达角起伏谱曲线反映了湍流在小尺度范围内具有各向同性的特征,此时利用温度脉动方法得到的折射率结构常数小;当边界层顶部逆温层消失,发展为完全对流状态时,温度谱幂率等于"-5/3",到达角起伏谱幂率等于"-8/3",两种方法测量得到的折射率结构常数一致。

运用张量分析方法把轴对称系统中的空间频率域的柯林斯公式推广到一般的非轴对称光学系统,并推导了在空间频率域中适用于非轴对称光学系统的张量ABCD定律。空间频率域中的柯林斯公式和张量ABCD定律直接给出了像散光束的空间傅里叶频谱的传输规律。它们在处理与空间频谱有关的问题,如空间滤波、成像系统的传递函数、复杂像散高斯光束在自由空间的传输等问题时更为简便。

通过半导体激光器的注入锁定,产生了频率可在铯原子D2线附近(852.356nm)连续调谐约1GHz以上、压缩度约为0.8dB的振幅压缩光;将其应用在铯饱和蒸气样品的频率调制光谱的演示测量中,信噪比较散粒噪声极限提高了约0.7dB。

根据Pegg和Barnett相位理论研究了与双原子相互作用的双模SU(1,1)相干场的相位特性,证明了光场每个模的相位及两个模的相位差均保持随机分布,给出了光场两个模的相位和方差的表达式,揭示了在适当的初始条件下,系统呈现原子的相干捕获现象。

利用中心波长在780nm线偏振的掺钛蓝宝石超短脉冲激光,在氪气中观察到40nm～110nm第7～19次谐波的软X射线激光辐射,把中心波长调至795nm时再次观察到相同的现象,特别是观察到谱线的移动,证实观察到的谱线是高次谐波,实验中还观察了谱线强度随气压的变化规律。

给出了方便实用的计算非线性旋光角Δθ的公式,在理论上分析了非线性旋光角随椭圆特征参量改变的变化规律,给出了数值模拟的结果,并针对具体手性材料与入射光强估算了非线性旋光角的量级。

用Z扫描方法测量了团簇WOS3Cu3I(2-MePy)3对532nm、8ns激光脉冲的非线性光学响应曲线。以速率方程为基础对实验结果进行拟合,理论计算和实验结果符合得很好。应用激发态折射理论研究了非线性折射率系数的符号变化和折射度比值Kr的关系,Kr＞1时非线性折射率系数为正,Kr＜1时折射率系数为负。

噪音和探测误差是影响自适应光学系统性能的三个主要因素之一。噪音和探测误差使哈特曼-夏克(Hartmann-Shack)波前传感器所测得的倾斜量产生误差,进而影响整个自适应光学系统的性能。建立了对噪音和探测误差对哈特曼-夏克波前传感器的影响进行数值模拟的理论模型,编制了计算程序,与已有的激光大气传输与自适应光学系统的计算程序相衔接,进行了模拟计算,对有限的离散采样、读出噪音和光子噪音的效应作了数值模拟研究。获得了一些对于实际的自适应光学系统的最佳设计有价值的结果。

提出了一种新型的Y分支光波导结构。该Y分支波导由一个入射波导、一个过渡波导和一对出射波导组成。过渡波导用于改善入射基模与出射偶对称模之间的场分布匹配,有效地提高了功率耦合效率,降低了分支耦合损耗。波束传播法(BPM)数字模拟计算表明,该结构在1.31μm和1.55μm波长下可分别达到0.041dB和0.052dB分支耦合损耗。实验中用等离子化学汽相沉积(CVD)技术制备了SiO2分支波导样品,在上述两波长下分别测得分支耦合损耗为0.08dB和0.09dB,基本达到了设计指标。

用有效折射率方法对SOI(绝缘体上硅)及GeSi/Si脊形光波导的单模条件进行了模拟,与Soref的单模条件进行了比较,将两者与实验结果进行了比较,得到了与实验结果符合得非常好的单模条件。同时对多模波导进行了模拟,得到了波导承载一阶和二阶模的条件。

对圆芯和内外包层都为手征介质构成的双包层手征光纤(W型)进行了解析求解,导出了模式场解及模式特征方程,然后用数值计算的方法研究了手征参数对模式的色散曲线和截止频率的影响,结果发现在双包层光纤的纤芯中引入手征或在单包层光纤的包层中引入手征,都可以实现单模工作。

光纤光栅的包层模耦合造成的布拉格波长短波长带损耗限制了光栅的使用范围。分析了同时具有下陷内包层和光敏内包层的光敏光纤可以在相当程度上抑制包层模耦合,并采用化学汽相淀积工艺制作了硼和锗共掺(B/G3)的光纤,在其下陷内包层内也掺入了适量的硼和锗,具有一定的光敏性,经用相位掩膜法写入紫外光纤光栅证实该光敏光纤不但具有较大的光敏性,而且确实抑制了包层模耦合。

在理论上详细分析了利用非线性光学环形镜(NOLM)来减小输出脉冲幅度波动、消除噪声并对脉冲进行压缩整形的物理机制。在主动锁模掺铒光纤环形激光器中(AHML-EDFL)接入一个非线性光学环形镜,形成结构新颖的主被动锁模掺铒光纤激光器(APHML-EDFL),利用非线性光学环形镜所具有的饱和吸收体功能,成功地抑制了4阶有理数谐波锁模(RHML)中较大的幅度噪声,在1GHz量级的调制频率下,由主被动锁模掺铒光纤激光器获产生重复频率为5.1GHz、幅度相当稳定的4阶有理数谐波锁模脉冲序列。

采用激光全息分层分区二步法,将一组磁共振成像片按不同层次组合成一张全息图,可在普通白炽灯下观察到清晰的三维层析透射图,以辅助医师准确、迅速地判断出患病部位的情况和位置。

提出了一种用于低碎屑激光等离子体软X射线光谱测试的球面光栅单色仪的光学设计方案。其设计思想是通过改变衍射光栅的偏向角使入射狭缝在所要求的波段范围内都能准确聚焦在出缝处。分析了系统的重要参数对单色仪技术指标的影响,优化了设计方案,使系统在13nm处的分辨率λ/△λ≥2000(狭缝开启50μm)。

设计了一种半导体激光干涉测量仪,可以实时测量物体的微小振动。通过信号处理电路对干涉信号进行分析,得到实际振动的振幅和频率。给出了具体的理论分析。实验结果验证了该干涉仪的实用性。

随着空间科学技术的发展,空间遥感、侦察的能力日益提高,对光学成像系统的分辨率的要求也越来越高。但是这种高分辨率成像系统的成像质量要受到机械振动的影响。可用运动光学传递函数来评价存在机械振动的光学系统的成像特性。本文探讨了计算运动光学传递函数的一种新方法--统计矩法,研究了当光学系统所成的像在二维方向上存在运动时的运动光学传递函数的解析与数值方法。该方法可以计算任何形式的图像运动导致的成像质量的下降,而且可以很方便地应用到一维运动的情况。

基于悬臂梁技术,分析并验证了光纤光栅用于电流传感的可能性。采用等腰三角形悬臂梁确保光栅在传感过程中不出现啁啾现象,从而减小读数误差。系统传感灵敏度为4.00×10-2nm/A,与预期值4.15×10-2nm/A基本吻合。

分析了影响基于光纤光栅和马赫-曾德尔干涉仪的光分/插复用器(OADM)的特性的原因,根据理论分析和模拟计算,提出通过监控输入端口的背向反射光特性和局部加热的方法来判断和相应调整器件的参数,并用来模拟紫外激光修正过程。实验结果验证了这一方法的可行性。

提出了一种提高通过光学系统的部分光线的空间频率,来提高系统分辨率的新型衍射超分辨光学器件。该器件通过把部分低频光线移到高频带,使得艾里斑的主斑变小,同时焦深也得到了延长。模拟计算结果表明,在中心峰值强度相等的条件下,用该器件所获得的超分辨效果比目前最好的纯相位型超分辨光阑要好。

分析了处于夫琅禾费暗线的Sr460.7nm法拉第色散光学滤波器线翼和线芯工作的滤光特性,研究了磁场、温度和池长对滤波特性的影响,讨论了在其最佳的工作条件下,线芯透射率为95％,线宽为1.47GHz。

研制了一种以铕钆络合物(Eu0.1Gd0.9)(TTA)3(TPPO)2为发光材料的新型有机电致发光器件,观察到了三重态的磷光发光现象,分析表明此电致磷光发光是Gd3+对络合物配体电子自旋轨道强烈扰动引起的三重态发光。同时用积分球方法测定了该器件在不同温度下的光致发光和电致发光效率,结果表明此磷光发光有效地提高了器件的电致发光效率。

对计算光栅的Rouard方法作了两点改进。首先将半个周期而不是一个周期作为反射单元,其次每层薄膜端面的反射系数不是用耦合波理论求得的近似值,而是用真实的反射系数值。这样它就成为一个完全的Rouard方法,精度也相应提高了。改进的Rouard方法不仅简单而且与耦合波理论无关,因此不必先求光栅的耦合系数。还给出了用改进的Rouard方法计算均匀与非均匀光栅的实例,并将所得结果与未经改进的方法及耦合波理论的结果进行了比较。

分析了单频、双频空间载频光学条纹相位分析技术中的相位不确定性问题,提出采用两频率之比为无理数的双频载频条纹,相位可完全确定,并提出了基于两频率之比为无理数的空间载频条纹相位确定算法,给出了实验结果。

利用非均匀复用后的时分复用(OTDM)信号,从4×2.5GHz的时分复用光脉冲信号中直接提取出复用前的2.5GHz分路时钟信号。此技术可用于高速率时分复用光纤通信系统的解复用中的时钟提取。

对用外加电场极化法实现铁电畴周期性极化反转LiNbO3晶体(PPLN)的工艺进行了研究,首先采用光刻工艺技术在Z切厚度为0.5mm的LiNbO3晶体的正畴面和负畴面上刻蚀出与掩膜板完全对应的金属Al电极,然后在两电极上施加一系列的脉冲电压;在实验研究中,通过控制脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲个数和脉冲电流,确定了最佳实验参量,并成功地制备出了周期为9.5μm的三阶准相位匹配铁电畴周期性极化反转LiNbO3晶体。

观察到了多畴结构铁电液晶的灰度显示现象,测量了表面稳定铁电液晶像素透射率与驱动电压的依赖关系,研究了液晶盒导电玻璃RC常数以及驱动脉冲持续时间对器件电光响应波形的影响。对这几种情况所得到的光电倍增管的响应波形作了分析和解释,同时对产生这种灰度现象的机理作了讨论。

介绍一种将McCumber理论和Judd-Oflet理论结合起来计算稀土离子从激发态跃迁回基态的发射截面的方法,这种方法非常简单,只需要测量离子的吸收光谱。计算了氟化物玻璃中稀土离子Tm3+、Yb3+和Er3+第一激发态的发射截面,其结果表明这种方法是很实用的。

Cr3+离子掺杂YAG外延层(Cr3+:YAG)的发光呈宽带谱特征,荧光色度坐标为x=0.6551、y=0.2949,在CIE1931色度图上相当于主波长λ≈638nm的红色光,并且具有较高的色饱和度,其发光谱中引人注目之处还在于荧光主峰的位置均在波长较长的λmax≈689nm和709nm附近,是一种能够实现长波长(λ≈700nm)红色光输出的单晶荧光体,可用作非晶硅液晶光阀投影仪的高分辨率写入光源。

通过真空镀膜法在单晶硅片上制备了一种新的亚酞菁(三硝基溴硼亚酞菁)薄膜。利用全自动椭圆偏振光谱仪研究了该薄膜的椭偏光谱,测量了其复折射率、复介电常数和吸收系数,估算了薄膜在窗口区域的俘获能级并对其吸收谱的成因作了分析。

采用射频磁控溅射工艺,在K9玻璃基片上用Ag-In-Sb-Te合金靶制备了相变薄膜。对沉积态薄膜在300℃下进行了热处理,测量了薄膜的光学性质。通过改变本底气压、溅射气压及溅射功率,研究了工艺参数对薄膜光学性质的影响。实验表明,本底气压、溅射气压及溅射功率综合决定了AgInSbTe薄膜的光学性质。对AgInSbTe薄膜的制备,选择较高的本底真空度、适当的溅射气压及溅射功率是非常重要的。