针对激光惯性约束聚变实验研究对高功率激光驱动器前端系统复杂时间形状种子激光脉冲的需求, 应用孔径耦合带状线集成波导整形系统设计了满足需要的前端整形激光脉冲。用一种新方法精确计算了孔径耦合带状线电脉冲整形器的耦合系数和孔径宽度的数值关系, 并针对高衬比度整形激光脉冲的需求, 提出了高衬比度双极型集成波导整形系统方案。由该系统可以得到100 ps脉冲前沿、1～3 ns脉冲宽度可调、高衬比度(大于100∶1)、光滑无纹波调制、可精确满足神光II八路及第九路装置需求的前端整形激光脉冲。

提出了基于菲佐干涉仪和多通道光电倍增管(PMT)阵列探测器组合的多普勒频移检测的方案, 适用于风速测量的直接探测多普勒激光雷达。首先介绍了工作原理, 再根据菲佐干涉仪光谱特征对频移检测用干涉仪进行了优化设计, 优化设计的菲佐干涉仪腔长150mm、平板反射率0.755。对提出的菲佐干涉仪和多通道光电倍增管阵列探测器组合的方案进行了数值模拟, 以分子散射作为背景噪声, 计算了该方法的风速测量误差。模拟结果表明, 设计的基于菲佐干涉仪的直接探测多普勒测风激光雷达, 在30 s的积分时间内、探测高度5 km以下, 风速测量误差可以达到0.56 m/s。

运用激光雷达监测气溶胶是大气环境监测的一项重要内容, 通过激光雷达方程可以反演得到气溶胶消光系数, 并进而获得气溶胶的其他特性。然而传统方法在反演气溶胶消光系数时需要很多假设, 使得反演精度受到很大限制。提出了一种利用多层自适应线性(Madaline)人工神经网络来反演气溶胶消光系数的方法, 通过对网络进行训练, 可由激光雷达回波信号直接反演气溶胶消光系数, 从而可有效避免传统方法的诸多假设。对比实验表明该方法使反演精度大大提高, 获得了很好的反演结果。

根据米氏(Mie)散射理论, 通过数值模拟分析了气溶胶折射率虚部ni在不同散射角度上对双散射角激光光学粒子计数器(L-OPC)响应曲线的影响, 定义了敏感函数。根据分析, 散射角应该在小于20°和40°～60°之间选取。以散射角系统ψ=9°,β=5°, λ=0.65 μm和ψ=50°,β=20°,λ=0.65 μm为例, 其中一个散射角受折射率虚部ni的影响较小, 另一个较大。在测量粒子谱分布的同时, 利用ni对不同散射角度响应曲线的影响差异, 来确定ni值, 并提出确定ni的方法。还给出了双散射角激光光学粒子计数器的模拟测量结果。

对光折变全息记录特别是双中心全息记录中90°记录结构下较低的衍射效率进行了研究, 采用局域衍射理论对90°记录结构的衍射进行了分析,表明在同样的折射率变化和2 mm的光束宽度的情况下, 只有当折射率光栅振幅大于10-4时, 90°记录结构衍射效率才能够与小角度透射记录结构的衍射效率大致相当。针对环境干扰导致的干涉条纹振动影响光栅记录, 提出了有效调制度概念, 根据分析90°记录结构的干涉条纹间距很小, 容易受外界环境干扰而导致低的折射率变化率, 因此应采用主动条纹锁定系统。此外在双中心全息记录中, 微观光学参量的优化对衍射效率影响也很重要。

提出了一种用于分布式光纤拉曼温度传感器的对称解调新方案, 采用瑞利散射光时域反射仪(OTDR)曲线解调光纤的反斯托克斯散射光时域反射仪曲线。首先将测量温度范围分成数段, 用传统解调方法获取待测温度, 然后判断该温度属于哪段内, 最后用该对称的数段边界标定温度解调得到偶数个温度测量值, 取平均值作为测量值。该方法提高了系统的测温精度和稳定性, 系统的测温误差在±0.05 ℃内,空间分辨力1 m。实验结果与理论分析一致。

研究了一种基于表面等离子体波共振(SPR)光谱分析的折射率检测新方法。研究发现, 表面等离子体波共振效应光谱特征的折射率灵敏度会随着液体性质变化而发生改变。根据折射率测量范围不同, 分别选择共振波长和共振强度作为检测参量, 实现理论折射率分辨力达到10-5数量级以上。在理论分析和实验基础上, 设计出一种基于共振光强检测的终端反射式光纤表面等离子体波共振效应传感系统, 采用将传感信号和基准光信号的比值作为液体折射率变化的度量值。在1.3325～1.3991的折射率测量范围内, 度量值与折射率之间呈现单调递减关系, 线性相关系数为0.9983。通过定义耦合系数, 还可实现对表面等离子体波共振效应效应强弱和变化趋势的评估。

提出了用导波光学方法测量交联型聚合物材料的交联温度。即在对聚合物薄膜处理时, 利用光波导的衰减全反射光谱中导模峰对聚合物材料的折射率敏感的特性, 来测量聚合物材料参量。研究了交联型聚氨基甲酸酯材料在升温过程中薄膜折射率的变化。实验结果发现, 温度相关的折射率dn/dT会发生不连续变化。整个dn/dT曲线有两个交叉点, 这两个交叉点之间的温度范围就是聚合物材料的交联温度范围。第一个和第二个交叉点的温度分别被称之为材料的开始交联温度和完全交联温度。测得的交联型聚氨基甲酸酯材料的交联温度即最佳极化温度范围为85～122 ℃。通过对不同极化条件(是指开始极化的温度在测得的交联温度范围中变化)下聚氨基甲酸酯材料电光系数的测量验证了交联温度测量结果的准确性。

提出了利用高非线性微结构光纤自相位调制效应进行全光再生的研究方案。分析了一组微结构光纤的色散和非线性特性。结果显示光纤的非线性系数与光纤结构有密切关系。通过减小有效模面积,可以提高光纤的非线性系数。采用一种高空气填充比的高非线性微结构光纤作为非线性介质,进行了基于自相位调制效应的全光再生研究。结果表明,由于微结构光纤的高非线性,采用较短的光纤长度就可以实现较好的再生效果。同时,输入微结构光纤的峰值功率、滤波器的参量选择对光再生的效果有重要的影响,它们必需满足一定要求,才能实现光再生。此外,对再生器的传输特性进行了研究。通过调整输入峰值功率和滤波器的参量,可以对不同宽度的光脉冲信号进行全光再生。

光相干层析技术(OCT)是近来发展起来的成像技术, 利用光相干层析技术可以得到清晰的视网膜以及黄斑区的层析图。主要论述了在开发视网膜光相干层析图像识别和临床诊断系统中采用的图像预处理方法。利用图像分割、图像增强等处理技术, 实现了图像的自动边缘检测与轮廓提取。通过对视网膜光相干层析图像进行预处理, 为进一步的图像识别与分析打下了良好的基础。对黄斑囊样水肿、黄斑裂孔以及正常的视网膜光相干层析图像进行了实验, 均取得了较好的效果。

为了对图像复原算法频谱恢复特性进行分析和评价, 提出了一种基于高斯函数假设的分析新方法。该方法假设光学传递函数H和退化图像频谱函数G为高斯函数, 采用方差以及提出的方差比作为频谱宽度指标, 对图像复原算法的频谱恢复特性进行定量分析和评价。分析中对H和G曲线设定两组方差, 分无噪声和有噪声两种情况, 计算出约束最小平方滤波法(CLS)和最大似然法(PML)等图像复原算法复原的图像频谱曲线及其方差和方差比, 采用计算结果对复原算法进行定量的分析和评价, 获得良好的效果。分析指出, 最大似然法的频谱外推能力和噪声抑制特性均明显好于约束最小平方滤波法。对两种算法的分析评价实验表明, 高斯函数假设分析方法是一种简便有效的图像频谱恢复特性分析方法。

基于空间调制型成像光谱仪的成像特点, 提出了一种适合于干涉多光谱图像的加权率失真优化多级树集合分裂(SPIHT)光谱压缩算法。该算法根据干涉多光谱图像在时域和频域的特点, 推导出时域中随着光程差的增大, 干涉图像对频域中光谱曲线的形状影响越大。因此, 在光程差方向上, 逐渐提升率失真函数的斜率, 增大对图像的保护程度, 不仅弥补了SPIHT算法在码率分配上的不足, 而且有效地保护了频域中的光谱信息。实验结果表明, 无论在时域还是频域, 该算法与现有算法相比, 性能有明显改进。

为减小人为因素对三角方向鉴别测量的影响, 有效提高测量效率, 研究了以机器视觉系统替代观察者进行三角方向鉴别测量的途径, 建立了一种专门针对三角方向鉴别测量的客观判别模型。该模型以人眼视觉系统对信号的处理过程以及人眼视觉系统的主要效应为基础, 利用方向通道滤波器实现图像信号分解, 通过计算视觉特征矢量相关度, 实现三角形靶标方向的判别。结合凝视型成像系统虚拟样机提供的三角形靶标, 进行了客观判别模型与观察者的判别性能对比实验, 并给出三组不同靶标尺寸下的对比实验结果。实验结果表明, 客观判别模型很好地预测了观察者的判别性能。

针对荧光分子断层成像中相应于激发光和发射光的两个正向方程必须串行求解的实际情况, 提出了一种可同时对两个扩散方程进行求解的并行算法。其思想是通过引入乘子矩阵对耦合方程进行解耦来实现并行计算, 并利用有限元方法进行了二维数值模拟, 将算法求解所得结果与基于串行方法, 以Ralf B. Schulz等提出的并行算法所得到的数值模拟结果进行了综合比较。实验表明, 该算法一方面适合于任何大小的斯托克斯频移条件, 具有更广泛的适应性;另一方面提高了荧光分子断层成像正向问题的求解速度和精度,从而有利于整个荧光分子断层成像的快速精确求解。

为校准多视场深度数据, 提出基于条纹投影的三维数字成像系统的多视点姿态估计方法。该方法至少在两个视点分别向被测物体投射出一组正交条纹图, 利用条纹投影和相位重建技术, 将相位图映射为物体的三维空间坐标。进而, 利用投影仪的投射过程是摄像机成像过程的逆过程, 建立投影仪的投射平面和摄像机的成像平面的对应关系, 将“极线几何约束”应用到基于条纹投影的主动三维视觉的姿态估计问题, 并在考虑测量数据受噪声影响的条件下, 建立了求解视点姿态参量的数学模型。通过优化求解非线性方程可以获得多视点的姿态估计参量。所设计的实验及结果证明了所提出方法的有效性。

为提高定标精度, 提出一种基于相关光子的光辐射定标方法, 它是一种独立于基于辐射源和基于探测器的定标方法。利用351.1 nm的激光抽运BBO晶体产生的相关光子, 建立了一套基于相关光子的光辐射定标系统, 分析了它的原理和实验装置, 给出符合测量系统, 并对结果进行了讨论。结果表明, 该系统定标的光电倍增管(R2949)在702.2 nm的量子效率为 (5.960±0.003)%, 与其在这一波长的量子效率典型值的相对误差约为1.0%, 测量结果的相对合成标准不确定度为2.61%。

为了提高测量速度, 提出一种基于双频彩色条纹投影的相位测量去包裹方法, 只需采集一帧图像, 就能实现高速测量以及动态物体轮廓测量中的相位去包裹。论述了双频相位测量和变精度去包裹原理, 并详细分析影响测量精度的因素。该方法采用计算机生成一帧双频双色正弦条纹图, 用液晶数字投影仪投影, 并用傅里叶变换的方法对两个单色条纹图进行分析, 获得高低两种精度的被测物体高度信息, 从而进行变精度去包裹处理。结果表明, 利用该方法提高了测量速度, 可得到较高的去包裹精度, 其测量最大绝对误差为+1.413～-1.582 mm, 标准差为0.363 mm。

报道了一种利用100 ps啁啾脉冲堆积产生2.2 ns任意整形脉冲的脉冲整形系统。采用掺Yb3＋光纤锁模振荡器得到稳定的锁模光脉冲序列, 将该锁模脉冲通过啁啾光纤光栅展宽并通过1 nm带宽的高斯形光谱滤波器滤波,得到标准的100 ps高斯形啁啾脉冲序列, 将此脉冲选单经过光纤延迟线组成的32路脉冲堆积器, 得到了精度为32 bit的重复频率为1 Hz的2.2 ns 任意整形光脉冲。研究了堆积脉冲的特性, 分析了宽带啁啾堆积整形脉冲的光谱时间扫描特性对激光驱动惯性约束聚变打靶束匀滑的优化作用。实验测得了该系统输出的2.2 ns整形光脉冲具有小于50 ps的上升沿, 与100 ps啁啾脉冲的时间抖动小于4 ps。

与传统的相干激光光束的评价不同, 对部分相干光束质量进行评价时, 不仅要反映其远场发散特性, 而且还要能体现光源本身的部分相干性。根据部分相干光的相干模表示法, 推导了由部分相干光源所产生光束的相位空间积Q。与前人在相干光源情形下得到的结论相比, 得出的相位空简积Q不仅包含各个全相干模基元线性组合的贡献, 而且还有来自不同的全相干模基元之间相互作用的贡献。

有机金属化学气相沉积(MOCVD)方法在人工蛋白石空隙中填充了磷化铟(InP)晶体以改变这类材料的光学行为, 在选择了InP的生长条件的基础上进行了周期生长试验。利用扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见光谱(UV-Vis)对人工蛋白石晶体及其填充InP后的形貌和反射谱特性进行了分析。结果发现, 采用周期生长方式有利于InP在模板空隙中的填充, 且在反应时间相同的条件下, 反应周期数越多, InP在空隙中的填充率越高, 填充率增加反过来增大了二氧化硅球和空隙之间的折射率差, 从而可控地对所制备光子晶体光子带隙进行调制。实验表明InP具有较好的生长质量, 此项研究为制备三维InP光子晶体打下了基础。

以苯乙烯类化合物BCzVB为蓝色荧光染料, 以铱配合物Btp2Ir(acac)为红色磷光染料, 共掺杂到CBP基质中作为发光层, 制备了白色有机电致发光器件, 研究了该体系发光色度漂移的原因。器件在掺杂CBP∶6％BCzVB∶0.2％Btp2Ir(acac), 在.驱动电流从4～200 mA/cm2变化范围内, 发光色坐标从(0.340, 0.273)飘移到(0.308, 0.273), 色坐标轻微蓝移。对器件发光光谱和亮度电流密度曲线等分析表明：器件色度的轻微蓝移是由于CBP基质向Btp2Ir(acac)掺杂剂完全的能量传递、荧光染料BCzVB向磷光染料Btp2Ir(acac)不完全的能量传递等内在物理过程和磷光染料Btp2Ir(acac)自身发光饱和等特性共同决定的。

为了分析干法刻蚀对应变多量子阱(SMQWs)发光特性的影响, 采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术对金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长的InGaN/AlGaN应变多量子阱覆盖层表面刻蚀了约95 nm。通过光致发光(PL)特性表征发现,干法刻蚀后量子阱光致发光强度较未刻蚀量子阱光致发光强度提高了近3倍。干法刻蚀后, 量子阱表面呈现高低起伏状形貌, 粗糙度提高, 出射光在起伏状粗糙形貌表面反复散射, 从而逃逸概率增大, 有助于光致发光强度增强。理论计算结果得出表面形貌变化引起的量子阱光致发光强度增强因子约为1.3倍。另外, 由于所采用的感应耦合等离子体功率较小, 刻蚀损伤深度几乎不会达到量子阱阱层, 然而干法刻蚀过程中Ar离子隧穿到量子阱阱层内部可能形成新的发光中心, 从而使量子阱的发光强度得到提高。

发展了一种先进的微生物芯片检测方法, 并研制用于芯片检测的新型数字化成像扫描检测系统。采用激光诱导荧光的检测原理设计一种新颖的CCD数字化成像扫描检测系统结构, 荧光信号采集端的数值孔径NA=0.72, 工作距离3.22 mm, 系统检测灵敏度小于每平方微米1个荧光分子。以微生物大肠杆菌和黄单胞菌检测为例, 设计基因芯片, 并应用所研制的芯片检测系统实现了微生物的正确鉴定, 提供了一种高效的食品安全检测整体解决方法。实验结果表明两种微生物的芯片检测实验结果稳定可靠, 与国外共焦扫描仪检测的结果完全一致。

光学相干层析成像(OCT)系统的纵向分辨力不仅与光源的带宽有关, 而且与系统中两干涉臂间的色散匹配有关。如果色散没有得到精确匹配, 将使光学相干层析成像系统的纵向分辨力达不到所预期的理论值。色散问题在超高分辨光学相干层析成像系统中尤为突出。提出了一种基于双光栅快速扫描光学延迟线(RSOD), 用于光学相干层析成像系统的色散补偿。该方法中新增的光栅引入了光栅间距这一独立变量, 其与常规单光栅快速扫描光学延迟线机构中的光栅离焦量一起, 可使光学相干层析成像系统中的群速度色散(GVD)和三阶色散(TOD)同时得到补偿。分析了双光栅快速扫描光学延迟线的色散特性和色散调节原则, 并提供了一个典型光学相干层析成像系统中的色散补偿实例。

偏振散射光谱术是一种新型的早期癌症无损光学检测技术。目前, 对这一技术的机理研究缺乏较好的理论手段。引入并行计算方法, 采用斯托克斯(Stokes)参量和米勒(Müller)矩阵分别描述光子包和介质的偏振特性, 实现了可用于模拟偏振散射光谱的并行偏振蒙特卡罗程序。程序基于消息传递接口(Message passing interface,MPI)并行开发平台, 采用主从(Master-slaver)并行计算模型, 并用任务池方法实现动态负载平衡。混浊介质后向偏振散射光谱的模拟和实验结果对照证实了程序的正确性;程序并行效率分析表明了程序在任务规模和节点规模上具有良好的可扩展性, 对于较大规模的任务, 使用n个从节点的模拟时间约为使用1个从节点模拟时间的1/n倍。

光学相干层析(OCT)成像技术对于眼底等层状组织的定量测量有赖于光学相干层析图像中层状结构的提取。为了对原始光学相干层析图像进行预处理以有效地去除图像中的噪声及散斑、增强图中的层状结构, 并更好地保护图像中的层状结构, 进而更准确地定量测量图像中有重要意义的层状结构的光程信息, 提出在相干增强各向异性扩散(CED)算法中引入二阶导数项以控制沿相干方向的扩散强度, 并将引入二阶导数项的相干增强各向异性扩散算法应用于不同样品的光学相干层析图像。结合在预处理后图像中层状结构位置的查找结果与样品的折射率信息, 实现了对光学相干层析图像中有重要意义的层状结构厚度的定量测量。实验结果表明, 使用引入二阶导数项的相干增强各向异性扩散算法对光学相干层析图像预处理有利于对图中重要层状结构的更准确测量。

探讨了应用光波导光模光谱(Optical waveguide lightmode spectroscopy, OWLS)技术研究DNA-DNA结合蛋白相互作用的可行性和灵敏性。以固定在传感器芯片表面的DNA探针为捕捉分子, 溶液中同时含有探针结合序列和NF-κB结合位点序列的寡核苷酸与NF-κB亚单位p50同源二聚体形成的DNA-蛋白质复合物为检测分子, 用光波导光模光谱检测技术建立非标记DNA-DNA结合蛋白相互作用检测研究体系。利用这一体系对不同样品中NF-κB p50浓度和具不同NF-κB结合位点序列的寡核苷酸与NF-κB p50亲合和力进行检测。样品中低至0.33 nmol/l的NF-κB p50被光波导光模光谱检测出, 不同的NF-κB结合序列与NF-κB p50亲合力有显著的差异。研究发现, 光波导光模光谱技术可以用于DNA-DNA结合蛋白相互作用研究, 所建立的非标记检测研究体系可以进行样品中结合蛋白含量高灵敏检测和核酸序列与结合蛋白的亲合力的检测研究。

研究一种新型促渗剂——噻酮对皮肤组织光透明效果的影响。分别用单纯聚乙二醇400(PEG400)溶液以及PEG400与噻酮的混合溶液作用于含角质层及去角质层的离体乳猪皮肤, 利用积分球系统动态检测样品对632.8 nm光的透射率变化, 并对样品拍照获得直观图。结果表明：混合溶液作用于两种皮肤模型后, 其光透明性均有不同程度的增加, 即衰减系数降低;比较去角质层皮肤与含角质层皮肤的衰减系数的变化, 前者比后者大19倍;单纯的PEG400仅对去角质皮肤有一定的光透明效果, 并且所导致的皮肤衰减系数的降低仅为混合液作用后的2/3。因此, 噻酮作为良好的促渗剂能与PEG400产生协同效应, 有效提高皮肤光透明效果。

近红外脑功能成像技术(fNIRI)是近年来发展起来的新技术, 与心理学研究常用的事件相关脑电位检测技术(ERP)相比, 能提供电生理信号之外的与脑功能活动相关的血液动力学信息。设计了非随意注意的经典范式, 对同一组被试者分别使用近红外脑功能成像技术和事件相关脑电位检测技术检测其在实验过程中脑活动变化, 然后对两种技术检测的结果进行处理和比较分析。结果发现近红外脑功能成像技术测出的非随意注意源定位在前额叶, 与其相关P3a脑电皮层分布一致, 甚至近红外脑功能成像技术测出的源定位范围可以缩小到Brodmann46区;血液激活先于P3a并在P3a完成后显著增强的现象支持深入研究脑机理的可能性。因此, 近红外脑功能成像技术可有效地应用于脑的高级功能研究。

消偏器是光纤传感器、光放大器等偏振敏感性光学系统中的关键器件, 用于减小输入光的偏振度(DOP)。设计了一种与入射线偏振光振动方向无关的低偏振度消偏器, 该器件中利用人为的偏振相关延迟代替了保偏光纤的双折射, 并在偏振相关型消偏器前增加了一个1/4波片, 从而对任意方向振动的线偏振光具有相同的消偏能力, 结构紧凑。对消偏性能随波片阶数、入射光中心波长和振动方向的变化作了数值计算。实验中采用半峰全宽为0.13 nm的光源, 入射线偏振光在任意方向振动时, 输出光偏振度小于2.6％, 消偏器的插入损耗为0.6 dB, 损耗起伏小于0.11 dB。实验和数值计算结果表明, 该消偏器具有低偏振度、低插入损耗和适合于宽光谱应用的优点。

通过单个自由曲面反射器的反射, 令光源发出的能量重新分布, 在特定照明面上实现所需照明, 从而简化了投影设备中的照明系统, 使设备的进一步小型化成为可能。根据给出的光源辐射特性和所需实现的照明面上的能量分布, 可得到一组偏微分方程, 数值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用发光面积1 mm×1 mm朗伯体发光的LED, 视角为120°, 照明面为4∶3的均匀矩形光斑。设计了两种自由曲面反射器, 并用软件对得到的曲面进行了照明模拟, 模拟得到的照明均匀性接近90％。两种反射器在光轴方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光轴方向上投影长度均小于22 mm, 照明系统总长均小于40 mm, 结构紧凑, 适用于小型LED投影设备。

设计和制作电激励光子晶体微腔激光器的一个困难是电流的注入问题, 而且电流的路径时常会导致微腔的Q值降低。将三维并行时域有限差分方法用于电激励光子晶体单缺陷激光腔研究, 给出了微腔的本征模式分布。根据模式特点, 选择单极子模式作为研究对象。数值模拟表明, 在保持C6V对称性条件前提下, 微调最靠近微腔中心的6个空气孔的位置使得单极子模式的光场分布在腔边缘发生缓慢变化可以将单极子模的Q值和Purcell 因子提高大约7倍。即激光器阈值可以降低7倍。

从线性极化模的耦合模理论出发, 分析了双叶应力区扭转光纤, 即扭转保偏光纤, 和四叶应力区扭转光纤。推导应力引起的在光纤芯区各向异性的介质张量表达式;利用该表达式得到线性极化模在有转角时的多叶应力区光纤中传输的耦合模方程;从而推得多叶应力区扭转光纤中的超本地模, 由超本地模的相位常数来确定该光纤的双折射。在双叶、四叶应力区理想对称的条件下, 前者可以得到较高的椭圆双折射, 而后者则无任何双折射。同样的结论可推广到8叶或16叶的扭转光纤, 都无任何双折射。

研究了斯塔克(Stark)效应对两模双光子Jaynes-Cummings(J-C)模型腔场谱的影响, 推导计算出了腔场处于光子数态时腔场谱的计算公式和数值结果, 讨论了斯塔克效应和初始场强对腔场谱的影响。发现斯塔克效应在弱场条件下对腔场谱线的频率和强度都有明显的影响, 破坏了谱结构的对称性, 使两模的谱线更加丰富。初始场较强时斯塔克效应对谱线的影响较弱。模Ⅰ为真空场、模Ⅱ初始场强递增时, 斯塔克效应使模Ⅱ的高频峰受到较强的抑制作用, 其低频峰在初始场较弱时受到抑制, 初始场较强时又有强化作用, 初始场更强时, 模Ⅱ的谱线退化为经典的共振荧光谱, 与无斯塔克效应的情况基本相同。

采用中频孪生非平衡磁控溅射技术制备钛掺杂WO3薄膜。运用X射线衍射(XRD), 拉曼光谱、紫外分光光度计、计时安培分析仪和原子力显微镜(AFM)等测试手段分析了钛掺杂WO3薄膜的结构和光学性能。实验结果表明, 掺杂后的薄膜在相同的热处理条件下晶化程度降低, 晶粒细化, 离子抽出和注入的通道大大增多, 钛掺杂原子数分数0.051的着色响应速度提高, 循环寿命提高了4倍以上, 但着色后透射率下降。

分析了倾斜入射条件下导致光学薄膜产生偏振的原因, 针对不同偏振态的等效导纳与等效相位进行了分析, 并计算了对称膜层在45°入射条件下不同偏振态的等效折射率与等效相位厚度, 采用等效层方法设计了光学性能良好的600～900 nm波段消偏振宽带减反膜。最后利用电子束蒸发技术制备了薄膜样品, 样品的光谱性能完全能够满足使用要求。其中在600～900 nm波段范围内, 平均反射率均小于1.38%, 反射率的偏振度均低于0.89％。另外, 通过对其理论及实验光学性能、角度敏感性、膜层厚度误差敏感性等方面的分析结果可知, 对称膜层组合法是设计消除倾斜入射下宽带减反膜偏振效应的一种行之有效的方法。