利用飞秒时间分辨光谱技术研究了PSⅡ中捕光天线LHCⅡ内Chla分子和β-Car分子传递光能到反应中心的时间特性,实验测得Chla分子用了25 ps,β-Car分子用了250 ps.理论研究得出:25 ps是相邻Chl分子之间随机转移传能的时间常数,250 ps是LHCⅡ内相邻β-Car分子,通过Chla分子单步Frster共振传递、Dexter电子交换机制、激子转移把能量转移到反应中心的总时间.理论计算与实验结果基本符合,激子随机转移传递激发能快而有效.

运用物理方法就弱激光对血液中蛋白质活性的调节,主要是对酶活性的激发与抑制进行了分析.认为在激光照射下,血液中蛋白质分子发生了喇曼散射吸收,分子的振动和转动能级发生了从低能级向高能级的跃迁,而且在光压的作用下,蛋白质分子的动能也增加了,从而血液中的蛋白质大分子的总能量E增加;从能量的观点说明,为什么小剂量激光照射时对酶有激活作用,而大剂量照射时则有抑制作用.

采用氩离子激光为激发光源,分别研究了离体正常动脉壁、动脉粥样硬化斑块和血液等的激光诱导荧光光谱.结果表明,正常动脉壁样品组的荧光光谱强度最大值明显高于动脉粥样硬化斑块样品组;斑块的荧光光谱在516 nm处存在一个小波谷,而正常动脉组织的荧光光谱则无此波谷;斑块组织在598 nm处与578 nm处的荧光强度比值R(I598 nm/I578 nm)远低于正常动脉壁的比值;血红蛋白含量是引起粥样斑块与正常动脉壁的R(I598 nm/I578 nm)值不同的主要原因.

采用软光刻技术中的微接触印刷(μCP)技术、表面诱导的水蒸气冷凝、表面诱导的去湿行为,在金基底上制作出了亚微米的环状周期结构聚合物掩膜.通过对离子束刻蚀过程中各个参量对刻蚀元件的表面光洁度、轮廓保真度和线宽分辨的影响分析,结合掩膜的实际情况选择出了合适的离子束入射角、离子能量、束流密度和刻蚀时间等参量.依照这些参量刻蚀出了高质量的亚微米尺寸环状周期结构元件.通过对刻蚀出的元件的检测发现,刻出的元件表面光洁度、轮廓保真度和侧壁陡峭度都非常好.

用传输矩阵方法,在简化的光学模型基础上,分别讨论了分布式Bragg反射镜DBR (Distributed Bragg Reflector)的生长精度及镜面起伏对1.55 μm Si基MEMS (Micro-Electro- Mechanical-System)可调谐光滤波器透射谱的影响.计算表明:DBR生长误差仅使主透射峰位置发生变化,而镜面起伏是导致主透射峰性能劣化的主要原因,它使得FWHM增大,透射峰强度下降.理论计算结果能较好地解释实验现像.在此基础上,进一步讨论了引起镜面起伏的多种原因,并提出了可能的解决方法.

利用浸渍提拉法制备了纳米TiO2多孔膜.采用紫外光源,以[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-溶液为电解质,分别以两种染料敏化纳米TiO2膜为光阳极制成了一种新型的紫外光电池,探讨了该电池的伏安特性曲线.电池最大电压为0.36 mV,最大电流密度为0.02 μA/cm2,同时对染料敏化电极的光电转换机理进行了初步讨论.

通过对光电系统中探测器对图像采样的分析,由瑞利判别给出了光学系统-探测器匹配的原则:即瑞利斑的直径等于探测器像元中心距的大小,并分析了系统的MTF;通过分析系统的信息传递关系,给出了电子图像重建系统带宽的设计原则.

通过升降温差热分析(DSC)曲线、偏光显微镜、紫外吸收光谱、电化学行为曲线以及多层器件等,研究了噁二唑衍生物小分子的电学和光学性质,发现其同时具有液晶性、电子和空穴传输性、发光性等优良性能.引进R-OXD(En)层后的多层器件在低于3 V时就能得到可见光发射,在7 V时可以得到光亮度为1000 cdm-2.此系列小分子可降低有机电致发光器件开启电压,提高发光亮度和发光效率,是一种非常具有吸引力的有机电致发光小分子.

在PTDS(Photonic Transmission Design Suite)仿真平台上,用3个泵浦源的RFA实现了S波段的增益平坦,同时对泵浦光与信号光,信号光与信号光,泵浦光与泵浦光之间的相互作用以及RFA的噪声特性进行了研究.

依据均匀加宽四能级结构速率方程组和光功率传输方程组,数值模拟了1520～1620nm波段范围内碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)增益谱特性,以及EDTFA增益谱特性与输入信号光功率的关系.模拟结果显示:随着输入信号光功率的增大,EDTFA增益谱由于饱和效应而呈现平坦化特征.模拟结果与报道的实验测量结果达到了很好的一致.

利用喇曼放大器的非线性偏微分耦合方程组,对带喇曼放大器的色散补偿系统进行了仿真,并与传统的仿真方法进行了比较.结果表明:在色散完全补偿系统中,当传输速率较高时,忽略色散后的传统仿真方法的结果,与采用色散补偿技术后使整个系统色散为零的仿真结果有一定偏差,此时不能忽略色散的作用.还对前补偿系统和后补偿系统进行了研究,利用Q值性能判别法,分别得到了信号光脉冲的最佳占空比和最佳脉冲阶数.

基于Giles模型,研究了980 nm和1480 nm泵浦的两段级联掺铒光纤放大器(EDFA)的设计,得出了掺铒光纤(EDF)的最佳长度和光隔离器的最佳位置随泵浦功率和信号功率的变化关系.比较980 nm和1480 nm泵浦的两段级联EDFA,可以发现,前者的最佳EDF长度短,而光隔离器最佳位置距EDFA输入端远.

用相干密度法研究了一维非相干光束在饱和对数型光折变介质中的自陷行为,发现在传输过程中孤子的形态可具有稳态和周期性振荡的特点,具体取决于入射光束的初始宽度、相干特性和材料的非线性响应;研究了构成非相干光束的相干组份的传播行为,发现各相干组份的强度和光束宽度沿纵向发生周期性变化,峰值位置沿横向发生周期性变化.另外,利用横向相干宽度研究了非相干光束在各种传输状态下相干特性的变化,从而进一步解释了非相干光束在不同传播状态下的演化特性.

基于Mie光散射理论,研究了金壳介质芯的金复合纳米球壳微粒在光散射与吸收中的消光特性.对微粒增大时的多极子特性以及内半径变动时共振峰的移动作了计算和分析,证实了共振峰位置随内外半径比增大而增大的规律.还对纯金纳米微粒的多极子特性作了计算,并讨论了总消光效率中散射和吸收各自的贡献.

基于基本偏振态模型,采用三双折射元补偿结构,提出一种用于补偿高速率光纤通信系统中的偏振模色散的可行方案.此方案在一阶偏振模色散补偿的基础上,仅增加了对两个参量的控制,即可对高阶偏振模色散进行补偿,并且高阶补偿过程的参量控制完全独立于一阶补偿过程,极大的提高了偏振模色散的动态补偿效率.数值模拟结果表明,此方案的补偿效果也是显著的.

提出了一种新的动态波长分配算法:负荷均衡法.新算法将负荷均分到各个波长上,使各段链路上预留的波长资源最大化;同时,更加准确地考虑了分配波长对于整个网络的影响,将分配波长对整个网络的影响降低到最低程度.仿真结果表明:新的算法能更好地提高网络的性能.

在准理想的色散管理系统中建立了非均匀扰动模型,研究了它们对孤子传输和相互作用的影响.这些扰动导致孤子崩塌,加剧了孤子间相互作用.它们影响的大小与周期长度和扰动强度有关,并且存在最坏周期长度和扰动共振现像.最后,引入非线性增益和滤波器来有效控制这些扰动的影响.

光双二进制信号的谱宽是传统二进制信号的一半,采用双二进制传输比二进制传输色散限制的中继距离可增加一倍.本文对采用传统光接收机的光双二进制传输系统用MATLAB进行了通信仿真.结果表明:在完全消光条件下,10 Gb/s双二进制信号在常规单模光纤上传输可达160 km,40 Gb/s双二进制信号在非零色散光纤上为30 km,均比二进制增加了一倍;详细考察了消光比对传输的影响,只有消光比大于25 dB时,双二进制相对于二进制传输的优越性才呈现出来.

提出一种在单模光纤正常色散区由连续波产生超短光脉冲对的新方法.即让连续波和一个波长位于光纤负色散区的高阶孤子在光纤中同时传输,互相位调制效应和群速度色散效应的互相作用能使连续波演化成超短光脉冲对.本文还通过计算机模拟,对该方法进行了全面的考察和分析.结果表明,此方法实用且效果较好.

利用传输矩阵法对相移和变迹长周期光纤光栅的传输特性进行了计算和分析,提出长周期光纤光栅传输谱的相移优化设计方法.采用非均匀相移的设计思想,优化长周期光纤光栅的传输谱.和传统的均匀相移和变迹长周期光纤光栅相比,可以有效消除长周期光纤光栅谐振波长附近的旁瓣,并保证其传输性能.计算和分析结果表明:这种方法比传统的变迹优化设计方法更有效.

提出了一种三维自由曲面多光刀快速测量方案,阐述了此方法的测量原理,讨论了多光刀阵列的实现方法,分析了影响其测试精度的主要因素.提出了采用虚拟网格标定法对各光刀分别进行标定,以及运用光刀编码的方法实现对复杂自由曲面测量的方法,结果表明:该方法是一种快速有效的三维轮廓测量方法.

通过计算机控制的步进电机驱动反射镜法,研究成功了可控制相移量的相移系统.并利用周边固定、中心加载圆盘进行了实验,实验证明:利用该系统可得到清晰、稳定的剪切散斑条纹,所表达的离面位移导数可以量化表示.实现了离面位移导数场的精确定量测量.

根据光电成像系统传递函数,确定逆滤波函数对获得图像进行反降质恢复.将连续逆滤波函数按泰勒级数展开,用多项式近似表示.对逆滤波函数的多项式作反傅里叶变换,得到图像恢复在空间域中的近似运算表达,即图像信号及其各阶导数的线性组合,而不是复杂的反卷积操作.该方法特别适合空间移变系统的图像恢复.详细分析了这种方法的原理,推导了运算公式,并给出了对场曲图像处理的结果.

微光电视是低照度条件下的重要观测手段,但微光电视图像信噪比低,观察效果差,必须进行降噪处理.根据噪声小波系数随着小波分解尺度加大而减小的特性,文中算法利用微光图像小波分解层间相关性,可以良好地消除噪声,同时克服了传统降噪方法在滤除噪声的同时会造成图像细节损失的缺点.从所介绍的微光图像实时处理系统实现结果看,降噪效果明显.本文还给出了算法工程化实现的定标和阈值确定方法.

利用多模压缩态理论,研究了由多模复共轭相干态|{Z*j}〉q(j=1,2,3,…,…,q)、多模复共轭相干态的相反态|{-Z*j}〉q和多模虚相干态|{iZj}〉q的线性叠加所组成的第Ⅴ类三态叠加多模叠加态光场|ψ(3)5〉q中广义电场分量的等幂次N次方Y压缩特性.结果发现:当压缩次数N=2p且p=2m+1(m=0,1,2,…,…)时,在一定的条件下,态|ψ(3)5〉q的广义电场分量(即第二正交相位分量)可呈现出周期性变化的、偶数次的等幂次2(2m+1)次方Y压缩效应.

根据线性叠加原理,用多模相干态|{Zj}〉q,|{-Zj}〉q及其复共轭|{Z*j}〉q和|{-Z*j}〉q组成了两种四态叠加多模叠加态光场|Ψ(4)oeⅥ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q,利用多模压缩态理论研究了它们的等N次幂H压缩,结果发现:态|Ψ(4)oeⅥ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q具有完全相同的等N次幂H压缩规律;当压缩幂次N与腔模总数q之积,即qN为偶数时,态|Ψ(4)oeⅥ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q恒处于等幂次N-H最小测不准态或呈现"半相干态效应";当qN为奇数时,在不同条件下,态|Ψ(4)oeⅥ〉q和|Ψ(4)oeⅦ〉q可以呈现三种不同状态:第一正交分量呈现等N次幂H压缩;第二正交分量呈现等N次幂H压缩; 可呈现"半相干态效应".

两能级原子被嵌制在一充满类Kerr介质的热库中,通过求解原子与外加驱动场相互作用时约化密度算符非对角元,研究简并双光子过程中原子在外界环境(类Kerr介质和热库)下的相干特性.结果表明:当原子的相干性被保持时,外加驱动场的时间演化与原子的跃迁频率、原子偶极矩和模平均光子数等因素有关.