利用时域有限差分法(FDTD)计算和分析了极小孔半导体激光器输出光端面附近的光场分布,指出小孔激光器近场区域光场分布的特点,讨论了小孔大小和金属厚度对光场分布和光源分辨率的影响,得到设计和制备极小孔半导体激光器的优化方法.

讨论了用遗传算法优化设计普通激光器谐振腔参量的方法.以典型的50 cm长的氦氖(He-Ne)激光器为例,进行了具体计算.结果表明:对于输出相同的激光功率,模拟优化的谐振腔参量与传统局域化设计(非优化)的结果基本一致.通过适当匹配谐振腔参量,仍可提高激光(单模)的输出功率.

针对激光二极管端面泵浦的Nd:YVO4全固态激光器,提出了一种利用双晶体,对Nd:YVO4的热效应进行补偿的方案,同时该方案又能提高最大输出功率,避免由于插入附加光学元件所导致的损耗,满足调Q以及提高腔内倍频效率的要求.

对负性光刻胶的蚀刻特性进行了详尽的数学阐述,推导出了光致抗蚀剂层的刻蚀速度同曝光量以及光刻材料吸收系数之间的微分关系.以该微分方程为理论依据,通过对光刻显影过程进行模拟,得出了蚀刻最佳浮雕面形所需的光刻条件,并以"重铬酸盐-明胶"为光刻材料进行实验,获得了良好的实验结果.

利用结合完美匹配层(PML)边界的有限差分法计算了光波导的泄漏损耗.通过采用非均匀格点差分格式和反正切坐标变换的方法,有效地减小了计算量并提高了计算精度.分析了PI(polyimide)掩埋型波导和SOI(silicon-on-insulator)脊型波导两种典型结构的泄漏损耗,给出了波导结构尺寸对泄漏损耗的影响,并对有效减小泄漏损耗的方法进行了讨论.

利用模式耦合理论分析了声光模式转换.并对声光可调谐滤波器的滤波带宽、调谐范围、驱动功率等性能参数进行了分析计算.设计制作滤波器时,首先在保证滤波带宽的前提下,考虑调谐范围、驱动功率以及加工工艺的要求.对其应用于OADM中存在的旁瓣和串扰问题进行了初步讨论.设计完成中心波长在1.55 μm,滤波带宽为1.2 nm左右,波长调谐范围大于150 nm,低驱动功率的IAOTF.

提出了一种可用于密集波分复用系统中的新型可调谐滤光片的设计方法,该设计利用了液晶的双折射现象,以及液晶盒内法-珀效应,从理论上分析了器件的光谱特性,计算了液晶分子的折射率调制和其分子转动角度的关系.并对器件进行了性能测试.实验结果与理论吻合较好.

从Fowler-Nordheims理论出发,对实验中测得的碳管场发射中ln(I/V2)～1/V并不是严格的线性关系进行了分析,认为主要是碳管吸附态(主要是水蒸气)的改变引起有效功函数改变,同时随着发射电流的增大,个别较长碳管表面的突起在残余气体离子轰击下变得平滑甚至缩短,热熔化也可能造成碳管缩短.另一方面,随着电场强度的增大,较短碳管的场发射对总发射电流的贡献也相对提升.这些因素都会造成场发射中F-N曲线的斜率发生改变.

介绍了带门控的MCP像增强器及条纹相机对激光驱动产生的脉冲硬X射线进行探测的方法.该方法可以减少X射线的散射,使图像对比度有较大的改善,从而能够大大降低人体对X射线的吸收剂量,在X射线透视及X射线CT诊断中有重要应用.

采用MOCVD外延交替生长了压应变、张应变InxGa1-xAsyP1-y多量子阱材料,对应1.3 μm波段.平均应变量-0.16%,周期11 nm.采用三个周期外延材料的芯片制作的LD,实现了TE和TM双偏振模激射.

在论述光电成像系统时间响应特性图像运动的基础上,提出并完善了光电成像系统动像光学传递函数的数理模型,除已导出的匀速运动和简谐振动下的动像LSF和OTF公式外,又导出了匀加速运动下动像LSF和OTF公式以及椭圆、圆周运动下的两维动像PSF和OTF公式,从而可以全面计算、分析光电成像系统的动像传递特性,为更深入研究动态光电成像奠定了理论基础.

提出了泵浦分配两段级联,并利用前向ASE推动下一级EDF工作的L-Band放大器的新结构.基于Giles模型并考虑了ASE噪声的影响,运用数值模拟算法系统分析了泵浦光功率分配和铒光纤分配比例对这种EDFA性能的影响.最后优化得到高增益且增益谱平坦的L-Band EDFA,其在输入信号光功率为-20 dBm时,在1571～1608 nm范围内,增益值高达35 dB,增益偏差小于1 dB.

成功地研制了光纤通信系统偏振模色散的自适应补偿实验系统.实验中采用特定频率分量功率取样作为反馈信号,采用一种名为PSO(Particle Swarm Optimization)的优化方法作为反馈控制算法.偏振模色散的补偿量达30 ps,自动跟踪补偿时间为1～2 s,实现了准实时自动跟踪补偿.

提出了一种新型的基于FBG和光环形器的双向光分插/复用器结构.它的结构简单,网络配置灵活,而且可实现单纤双向环网中功率放大.结合该OADM,首次给出了在单纤双向DNI环网实现保护的策略,指出此结构在各种WDM网络中实现单纤环网保护的可行性.

研究了超宽频带THz脉冲入射到散射介质中时其透射脉冲的时空特性.根据Mie理论计算出随机散射介质的散射系数和各向异性因子,用时间分辨Monte Carlo方法模拟了超宽频带的THz脉冲在随机散射介质中的传播,研究了在不同散射颗粒半径,不同频宽的THz入射脉冲对透射脉冲的影响和散射对成像分辨率的影响.结果表明:散射会降低THz脉冲在随机散射介质中的成像分辨率,散射颗粒越小,散射介质越厚,其成像分辨率越差.

从实验上研究了不同外加直流电场作用下固液同成分的SBN: Cr和SBN: Rh晶体的光致折射率变化规律.测量结果表明:无外加电场作用时,晶体中的光致折射率变化不明显;若在光辐照晶体的同时,沿晶体c轴方向施加一定方向的外电场,则晶体中即刻出现显著的光致折射率变化.这种折射率变化随外加电场的增大而增大,并且电场方向不同,折射率变化的正负也不同.因而可以通过改变外加电场的极性和幅度控制SBN: Cr和SBN: Rh晶体中光致折射率的变化特性,这对于在该类晶体中制作动态光波导具有重要意义.

在LiNbO3中掺进CeO2和Co3O4,以Czchralski技术首次生长Ce: Co: LiNO3, Ce: LiNbO3, Co: LiNbO3晶体.通过测试Ce: LiNbO3, Co: LiNbO3和Ce: Co: LiNbO3晶体的指数增益系数, 位相共轭反射率和响应时间,计算晶体的有效载流子浓度和光电导.Ce离子能提高LiNbO3晶体光折变灵敏度,Co离子能提高LiNbO3晶体的响应速度和抗光致散射能力,从而Ce: Co: LiNbO3晶体具有较高的指数增益系数,位相共轭反射率,响应速度.Ce: Co: LiNbO3晶体具有优良的光折变性能.

将非均匀采样运用在自动对焦的窗口选择中,并进行了实验研究.这种方式可以保持中央的高分辨率,并保持较大的视场范围,克服了中央选窗时由于成像主体偏离中央引起的误对焦.同时,大大减少计算对焦评价函数所需的数据,从而加快对焦速度,促进对焦系统的实时化.

提出了一种基于代价函数和模糊熵的图像分割方法.该方法先用代价函数最小化法对退化的图像作预处理,之后,利用模糊熵作进一步的处理.实验结果表明:新方法和一般的阈值分割方法相比,不但分割图像的错分率较小,而且图像的视觉效果也有较大的改善.

采用准分子脉冲激光,在Si(111)衬底上生长了带有AlN缓冲层的GaN薄膜, 利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和光致发光光谱(PL)等测试手段研究了不同沉积温度所生长的GaN薄膜结构特征和光学性能.研究表明:沉积温度影响GaN薄膜结构和光学性能,黄带发射峰主要与晶体缺陷有关.在400～700 ℃沉积范围内随着温度升高,GaN薄膜结构和光学性能提高.

利用X射线光电子能谱,对在SiC衬底上采用MOCVD异质外延的未故意掺杂的GaN进行N、Ga组份测试,同时用光致发光技术对样品进行发光特性的研究.结果表明,随着GaN薄膜中Ga百分含量逐渐减小,室温下黄光输出峰值强度却逐渐增加.因此,在Ga含量相对低的GaN薄膜中容易形成Ga空位(即Ga空位浓度较高),而此时,黄光辐射强度单调递增证明,黄光辐射与VGa密切相关.

介绍一种用溶胶-凝胶方法制作掺铒Al2O3薄膜的工艺.实验测量了薄膜样品的光致发光光谱特性.结果表明光致发光光谱的峰值波长为1.536 μm,半值宽度为34 nm;同时测量了光致发光光谱的峰值强度与泵浦功率、掺铒浓度及退火温度之间的关系.

基于高速电视文件存储结构,利用VC++对磁盘文件的操作功能,将来自高速电视和跟踪转台的不同形式运动信息合成;利用VC++的DIB访问函数和多媒体定时器实现了合成后信息的慢速回放;弥补了高速电视记录图片信息量不足的缺陷,满足了事后数据处理和实验过程再现的需要.

用电学理论分析了高速数字同步系统电磁兼容的实施处理方法及晃动补偿法原理.对电场f干扰的屏蔽,采用电导率高的金属Cu或Al材料,其屏蔽反射损耗R理想;对磁场的屏蔽,采用高导磁率的坡莫合金材料,其屏蔽反射损耗R理想;采用EMI滤波器,电容温度系数小、精度高,电感材料呈现的等效电阻R与吸收的干扰频段吻合,达到最大抑制电磁干扰的效率.实验证明这些方法是有效的.

针对在数据记录系统的设计与改造过程中所遇到的具体问题,对点阵控制方案作了相应的改进.主要阐述了改进方案的设计与实现.方案经在实际中运用,证明了其可行性、可靠性以及实用性.

介绍捕获电视调焦系统精确调焦的设计与实现.简要介绍了用于ST16160变焦距镜头手动与电动调焦控制的两种方式,调焦系统的组成.着重分析了捕获电视调焦系统基于距离信息,利用软件补偿提高系统跟踪精度的思路及设计方法.该方法成功地应用于Askania电影经纬仪捕获电视调焦系统中,取得了很好的效果.

采用有机光致变色材料-吲哚俘精酰胺/PMMA薄膜作为可擦写全息记录介质,建立了一种能消除全息光存储中相位畸变的光路.此光路采用参考光的相位共轭光再现全息图,能有效消除物光路中由于光学元件失调和记录材料缺陷引起的相位畸变,是全息光存储中提高再现像像质的一种有用光路.

根据波耦合中的能量动量守恒和色散方程,数值模拟计算了CsLiB6O10晶体在II类相位匹配下的倍频和混频产生的允许参量理论曲线.通过与β-BaB2O4晶体的比较,得到了CsLiB6O10晶体的谐波具有走离角小、允许参量范围宽的结果.