研究了气体组分和峰化电容对紫外光预电离脉冲HF激光器性能的影响.实验发现最佳气体混合比为SF6/C2H6=20∶ 1,峰化电容和主放电电容的最佳比为Cp/Cs=0.3,在最佳气体混合比时,最大激光脉冲峰值功率和对应的总气压随充电电压的提高而增大.同时得到了E/P值和激光能量的关系.整个器件的最大激光输出为400 mJ,脉冲峰值功率为1.5 MW,最大电光转换效率约为2.2%.

根据增益波导垂直腔面发射激光器(VCSELs)直接耦合的准三维理论模型,通过有限差分法对泊松方程、注入电流密度、载流子浓度和光场分布方程求自洽解,研究了垂直腔面发射激光器的电特性和光波导特性.计算结果表明,氧化限制层位置是影响激光器特性的主要因素之一,如果忽略N型DBR层的影响,将与实际的垂直腔面发射激光器有较大偏差.

利用双包层光纤中的受激布里渊散射和声光调Q器件,对掺Yb3+双包层光纤激光器进行了混合调Q的实验研究.在连续泵浦状态下,当入纤泵浦功率为1.24 W时,在1080～1119 nm的可调谐范围内,在国内首次获得了输出脉冲宽度小于6 ns,重复频率1.5 kHz,脉冲能量高于80 μJ,峰值功率高于13.3 kW稳定调Q光纤激光器的脉冲输出.经计算,实验结果和理论计算值符合得很好.

采用多模大功率半导体激光器泵浦掺Yb双包层D型光纤,详细研究了输出功率与泵浦功率的关系,获得了1.09 μm,功率为8.6 W的激光输出.

详细分析了描述激光导致损伤的"移动的损伤"模型,发现该模型不适用于常见的飞秒激光对绝缘性透明固体材料处理的情况(如:800 nm的100 fs激光脉冲,0.65 NA紧聚焦系统),此时脉冲与物质间相互作用区域和聚焦系统的瑞利长度可以比拟.对模型做了改进,改进后的模型可以很好地预期飞秒激光脉冲在固体中产生损伤的时间和空间形态.

推导出了在多重串扰情况下,串扰光和系统光噪声共同存在时,接收机输入光信号及其基带输出信号的表达式.计算了在最优判决门限和平均判决门限两种情况下,背景误码率在10-9条件时,信号光消光比与串扰光消光比对系统误码率的影响.结果表明,对于不同的接收机判决门限,信号光的消光比在10～12dB的范围内,系统的误码特性接近最优.

分析了一种非循环单重合码的色散效应,并将色散效应等效为功率衰减因子,得出同时考虑差拍噪声和色散后FFH-OCDMA系统的误码率性能.结果表明,非循环单重合码的色散效应虽然比循环单重合码有所增加,但它大大降低了互相关干扰,也大大降低了差拍噪声,从而提高了系统的误码率性能.

采用绝对测量原理的波长调制技术,光纤Bragg光栅可组成并行、串行和阵列WDM拓扑结构.分析表明,光纤Bragg光栅网络的工作原理类似于一个多宽带平面镜.利用光谱仪可测量上述光纤Bragg光栅网络的反射谱,其中,光源是宽带为～40 nm的掺饵光纤放大器.当网络中的光纤Bragg光栅受扰动后,受扰光栅的反射谱发生相应的变化,即Bragg波长发生相应的偏移.结果表明,当事先确定了光纤光栅的波长调制范围,反射的峰值波长能反应光纤光栅传感网络的信息.值得注意的是～3 nm的波长调制范围可满足～100℃和～2000 με的参量测量.

研究了平面波导密集波分复用器件中很有发展潜力的蚀刻衍射光栅(EDG).小角度范围光栅的模拟通常采用高斯近似的输入光场,由于近轴的高斯光场接近实际光场,所以模拟结果很准确.但这种方法应用于大角度范围的光栅则有偏差.本文提出了大角度蚀刻衍射光栅的模拟方法,分析了这种偏差并给出了模拟结果.事实上这种方法也适合于实际任意输入光场的模拟.

本文对利用多模干涉(MMI)结构实现解复用器蚀刻衍射光栅(EDG)频谱平坦化的设计方法进行了改进.通过使用预展宽输入结构把带间串扰降到很低值;通过使用抛物线型多模干涉区,把带通纹波减小到接近于零的同时,大大增加了1 dB带宽,最终得到了平坦化效果最佳的设计方法.作为例子,最后给出了两种不同频带间隔下的最优设计尺寸.

在超紧缩双曲锥形3 dB多模干涉耦合器的基础上,设计了一种新的Silicon-on-insulator (SOI) Mach-Zehnder干涉型电光调制器.与传统的Y分支器相比,双曲锥形3 dB耦合器的制作容差大,而长度缩短了近30%,使得整个器件的尺寸大幅减小.调制区采用横向注入的PIN结构,模拟结果表明:当外加偏压为0.86 V时,器件的调制深度最大,此时注入电流为13.2 mA,对应的器件功耗为11.4 mW.

将一种高效的数值计算方法-多重网格法引入到三维有限差分波束传播法（FD-BPM）中.计算了均匀介质内定向高斯波在不同角度时的传播问题，并与解析法的结果进行了比较.最后计算了矩形波导的传播模式，并与交替方向迭代法BPM计算的结果进行了比较.证实了此方法的可靠性，而且这种方法大大提高了广角三维FD-BPM的计算速度，在三维光波导器件的模拟设计中很有发展潜力.

根据菲涅耳衍射透镜的特点,阐明了温度色散和波长色散的概念,并建立了相应的数学表达式,给出了衍射效率与温度和波长的关系式,在此基础上做了较为全面系统的理论和数值分析,评估了温度场发生变化以及使用波长和设计波长发生偏离对衍射透镜性能的影响程度.结果表明:波长偏离对衍射透镜性能的影响要比温度涨落明显得多,其中,波长色散具有非线性特征.

采用分幅扫描单光子计数荧光光谱装置,研究温度升高对PSⅡ CP47/D1/D2/Cyt b559复合物能量传递的影响.获得分别在20℃、42℃和48℃处理后,CP47/D1/D2/Cyt b559复合物主发射峰所在的波长未发生多大改变,均在682 nm,但其荧光强度逐渐降低,而大约730 nm处主发射峰的振动副带发生了明显的变化,42℃其弱峰趋势已不显著,相对荧光强度下降,48℃弱峰趋势已完全消失;最大峰值处获得两个时间组分,这两个组分都属于电荷重组.其中,1～2 ns组分随处理温度的升高变化不大,而7～20 ns组分随温度升高变化较大,并且逐渐延长.因此,处理温度的升高使CP47/D1/D2/Cyt b559复合物的二级结构、色素分布的空间位置发生变化,从而影响了CP47/D1/D2/Cyt b559复合物中的能量传递以及电荷重组.42℃已对其造成影响,而48℃对其影响很大.

分析了半无限大介质漫射近似不同边界条件的镜像光源结构,用镜像光源的方法给出了连续光入射时稳态能流率分布的漫射近似表达式,并用Monte Carlo方法对能流率分布进行模拟,分析了两种模型能流率分布的特点及其形成的机理;用Monte Carlo模拟结果检验了能流率分布漫射近似的精度,结果表明:漫射近似采用EBC边界条件的结果有较高的精度和计算较简单等优点,为能流率分布的快速准确计算提供了依据.

基于V型三级级原子由于真空与原子耦合引起的量子相干效应,研究了泵浦-探测技术中透射受激量子拍特征.理论计算表明:这种受激量子拍与荧光量子拍相比具有高的信噪比.理论结果与实验有较好的一致性.

用全量子化理论,研究了与运动二能级原子相互作用的双模量子化光场的量子特性,分析了场模结构对平均光子数,单模二阶相干度,两模间的相关性的影响. 研究结果表明,随着场模结构参量的增大,平均光子数回复周期变短,振荡加剧,在崩塌区域内振荡出现分裂, 同时原子运动对光场的二阶相干性有明显的影响.

详细分析了数字全息的再现像分离条件,指出数字全息和普通全息的再现像分离条件之间的区别,同时也讨论了再现条件对数字全息记录光路的要求,同时给出一种能部分避免再现像重叠的处理方法,并做出相应的实验验证.

用一种计算全息板代替补偿器零检验光路中理想的大型非球面,实现对补偿器的定量检验.用于检测补偿器旋转对称的二元反射式全息板根据非球面方程设计,并确定其光程差,再由激光直写(精度可达0.6 μm)来制作完成,合成相当于理想非球面反射波前.其检测精度小于λ/10.补偿器的参量由抛物面和三级球差理论确定.

提出大视角计算机制彩虹全息图制作的新方法-计算机与光学相结合的两步法.采用这种方法,计算机制彩虹全息图的视角可以方便地做到适合显示需要的大小,并且全息图的计算时间比采用一般方法计算短,解决了目前计算机制全息用于显示实用化存在的难点:庞大的计算量,大视角全息图制作困难.

在分析原子束计算全息片特点的基础上,提出采用罗曼Ⅲ型傅里叶变换计算全息图设计原子束计算全息片,给出设计步骤 ,然后提出采用电子束光刻编码矩孔图形,ICP各向异性刻蚀SiN薄膜的全息片制作方案,对全息片的制作工艺流程详细予以介绍,最后给出制作完成的SiN薄膜计算全息片.

自适应模糊阈值图象分割方法的关键和困难在于隶属函数窗宽的自动调整和阈值搜索范围的确定.依靠图象灰度的统计特性初步确定阈值搜索范围，提出了一种改进方法，进而得到隶属函数的窗宽.实验表明这种方法避免了确定图象灰度直方图峰位置的困难，对较低亮度图象分割效果良好.

详细阐述了电子散斑时间平均法振动测量技术的原理,通过对影响测量精度的诸因素进行理论和实验分析,提出通过应用连续相位扫描技术克服相移系统相移不准确所带来的误差.通过散斑平均技术的实施,消除散斑对测量精度的影响.在实验中得到了满意的测量结果.通过线性近似法,解决了振幅低于30 nm的振动测量问题,从而使系统分辨率达到亚纳米级,测量精度达到纳米级.

报告了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析、测量不确定度计算公式,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是光路所用元件容易获得且测量结构简单实用.

利用激光干涉与数字图像处理技术以及应用FFT分析干涉条纹方法,分析并解决了测量端面长度标准中条纹图的处理技术,应用这种方法不但提高了测试过程的自动化程度,而且大大地提高了测量结果的精度,并给出了最典型的端面长度标准量块的干涉条纹小数部分的实测结果.

如何增大非相干光学成像系统的焦深是应用光学研究领域的热点问题.本文对采用高次非球面光学掩模板与图像处理相结合增大成像光学系统焦深的新方法进行了深入分析,建立了大焦深成像系统仿真实验模型,并进行了大焦深成像系统仿真实验.实验结果证明了该方法在维持原相对孔径的同时使光学系统在较大的离焦范围内有好的成像质量.实际应用中还要综合考虑模板参量、信噪比等关键因素.

介绍了一种可以将大地方位角度精确传递给带有直角反射体固定目标的光电准直经纬仪.它采用准直测量与望远镜共轴的光学系统,保证了测量基准的统一;激光准直照明配合窄带滤光片提高了整台设备的信噪比,CCD细分技术的应用提高了仪器的准直测角精度.

以聚甲基丙烯酸甲脂为材料,采用热压成型工艺加工成型线聚焦菲涅尔聚光透镜(8×),可用于空间、地面光伏系统太阳电池组件的聚光系统,并对在其聚光条件下,太阳电池的电流电压特性进行测试,结果表明,该菲涅尔线聚焦棱镜能有效提高太阳电池的单位输出功率.模具的机械加工精度和光学抛光精度低,是造成其部分聚光率损失的原因.

准绝对式编码器继承了绝对式和增量式光学编码器的优点,根据串行位置编码的基本原理,借助计算机辅助设计,获得了全周100个位置的编码方案,设计了相应的准绝对式编码器;通过与两种传统编码器特点的比较,突出了准绝对式光学编码器的显著特点,指明了其未来良好的应用和发展前景.