光子学报
2004, 33(11): 1286
期刊基本信息
创刊：
1972年 • 月刊
名称：
光子学报
英文：
ACTA PHOTONICA SINICA
主管单位：
中国科学院
主办单位：
中国科学院西安光学精密机械研究所；中国光学学会
出版单位：
科学出版社
主编：
郝跃
ISSN：
1004-4213
刊号：
CN 61-1235/O4
电话：
029-88887564
邮箱：
地址：
陕西省西安市长安区新型工业园信息大道17号47分箱
邮编：
710119
定价：
120元/期
光子学报 第33卷 第11期
在理论上和实验上对掺Yb双包层光纤放大器(YDCFA)的瞬态增益特性进行了研究.建立了简化的瞬态增益基本模型,数值计算了低频光脉冲经过双包层光纤的放大波形,分析了瞬态增益饱和和恢复特性.在实验中对种子源放大的YDCFA的脉冲特性进行了分析,证实了其瞬态增益的低频响应特性.
光纤放大器 双包层光纤 瞬态增益 
用数值孔径为0.65的40倍显微透镜紧聚焦能量稍高于能量损伤阈值的200 fs的钛宝石激光脉冲,分别在ZK6玻璃和K9玻璃内部导致局部折射率改变,在透明介质内部形成透射式相位衍射光栅.在635 nm的He-Ne激光照射下,通过对光栅衍射效率的数值拟合计算,得出了的光栅条纹宽度与实际测量基本吻合,这从侧面证明了折射率改变区域为超高斯型的假定.还对折射率改变区域的性质进行了分析.在实验上观察到脉冲间的相互影响将导致折射率改变区域范围的增大.从理论上给出了增加1级衍射效率的途径.
飞秒脉冲 光栅 衍射效率 透明介质 给出了Nd: YVO4/KTP内腔倍频声光调Q工作原理的耦合波速率方程组.实现了半导体激光器(LD)抽运折叠腔倍频声光调Q绿激光的运转,在抽运光功率3.8 W、重复频率10 kHz时,获得绿光脉冲宽度为33.2 ns,单脉冲能量为59.6 μJ, 峰值功率达到1.8 kW.数值求解耦合波方程组理论值与实验结果相符.
半导体二极管泵浦 声光调Q 倍频 数值解 Nd: YVO4/KTP 通过优化掺铒光纤各种参量,用一个980 nm激光二极管作抽运源,采用单程结构,在一根光纤后向获得功率高达31.74 mW(15.02 dBm)的C-波段ASE输出的同时,其前向得到了功率为10.14 mW(10.06 dBm)的L-波段ASE输出.通过简单连接组合可得到输出覆盖C+L波段(1525～1620 nm)功率＞36 mW的掺铒光纤宽带光源.
C-波段 L-波段 掺铒光纤(EDF) 超荧光光纤光源(SFS) 宽带光源 放大的自发辐射(ASE) 利用新型分步合成法制备的激光染料P567掺杂有机改性凝胶玻璃,建立了基于全息光栅的两种不同腔型可调谐激光器.采用光栅零级作为输出的激光器,调谐范围近 70 nm (543～610 nm),获得的最高斜效率为17%;采用腔镜耦合输出方式,调谐范围超过30 nm (553～585 nm),获得的最高斜效率为9.7%.并对激光器的可调谐范围、阈值、斜效率及线宽等参数进行了深入的分析比较.
固态染料激光器 谐振腔 分步合成 溶胶-凝胶 P567 利用相位匹配条件,从理论和实验上研究了均匀LPFGs的谱结构特点.结果表明,导模和不同包层模耦合产生的光谱特性有很大差别.在模序较小时,谱宽较小;模序增加,谱宽也增加;在某一模序附近,谱宽达到最大;以后随模序增加,谱宽迅速减小.给出了LPFGs中透射谱的最大损耗率及3 dB带宽与包层模序、光栅周期、耦合系数和栅长的关系.这些关系对设计满足特定最大损耗率和带宽的带阻滤波器或增益均衡器提供一种理论参考.选用不同的包层模、耦合系数和栅长,可以设计出谱宽很大或很小的LPFGs.
纤维光学 长周期光纤光栅(LPFG) 滤波器 增益均衡器 光谱带宽 通过改变包层中空气孔的参数,孔助光纤(hole-assisted lightguide fiber)具有比传统光纤更容易调节的色散和双折射特性.采用有限差分法研究了包层空气孔数目、大小和位置等参数对孔助光纤色散和双折射特性的影响.数值计算结果表明:增加空气孔的数目和尺寸以及减小空气孔到纤芯的距离都能够使得零色散向短波长方向移动,减小空气孔与纤芯的距离有助于获得更大的双折射.
孔助光纤(hole-assisted lightguide fiber) 微结构光纤 有限差分法 色散 双折射 系统分析了连续表面微透镜列阵的几何参量和光学性能的检测方法和评价标准,针对典型的折射型聚焦列阵元件,给出其结构尺寸及光学性能的测试结果,两者结果一致.从而建立了一套通过测试元件的几何参量、加工误差及光学性能指标来综合评估微光学元件性能的方法.
微光学元件 检测 连续表面 提出一种计算双包层光纤激光器泵浦吸收效率的新方法.该方法是建立在模式分析基础上的,对对称的和偏心的双包层光纤结构都适用.我们的数值计算结果与以前的射线方法结果基本一致,但我们的方法更为精确一些.
光纤光学 双包层光纤激光器 模式分析 泵浦光吸收 多模光纤 对芯层为负折射率介质,敷层为普通介质的光纤的导模进行了研究,并对芯层与敷层介电常数比值(ξ)和磁导率比值(η)变化对导模色散特征的影响进行分析.分析表明负折射率光纤具有许多不同于常规光纤的反常特征,如存在表面波模,存在TM00模和TE00模以及存在多个单模传输模式和单模传输区间等.同时对负折射率介质光纤的单模传输条件进行了分析,发现单模传输模式和传输区间随ξ和η的不同而改变.
负折射率介质 左手材料 光纤 导模 光学材料在紫外波段色散大选择少而使得光学系统在紫外波段色差校正变得困难,设计时在反远距的结构形式中引入一组准无光焦度的镜组以平衡整个系统的色差,并讨论了几种光学材料在紫外波段的特性,给出了一个70°视场角,焦距9.5 mm,波段范围300～500 nm的物镜结构及像差结果.
光学系统 紫外 色差 介绍了星敏感器的工作原理,对光学系统的指标进行详细的分析,给出光学系统的设计结果和评价.设计得到的镜头焦距22.7 mm,相对孔径1: 1.4,视场角17.1°×17.1°(圆视场角24°),而长度仅45.3 mm.由七个球面透镜组成,光阑放在第二、三透镜之间.
星敏感器 光学设计 CCD 姿态测量 将数字再现技术应用于黄氏(T.S. Huang)傅里叶计算全息图的再现过程, 制作计算全息图,利用数字再现直接在计算机上完成全息图的再现.直接利用数字图像处理的方法对所得计算全息图进行滤波处理,消除了零级像和原始像,使得数字再现时得到了清晰的再现像,并给出了所制作的计算全息图以及数字再现的结果.
计算机制全息图(CGH) 数字再现 黄氏(T.S. Huang) 编码 全数字全息术 分析了合成孔径数字全息的理论和实现方法,提出了多参考光合成孔径数字全息方法及其应用前景,以双狭缝为例,模拟了单幅及单参考光、多参考光两种合成孔径数字全息术的记录和再现方法,对三种方法再现像的分辨率进行了比较.
数字全息 分辨率 合成孔径数字全息 多参考光合成孔径数字全息 论述了用Bragg光栅制作水听器的原理和意义,利用光纤通信的密集波分技术,实现声压信号动态解调.采用压力增敏材料对Bragg光栅封装来增加其响应灵敏度,为避免温度变化引起光栅交叉敏感,在室温23±1℃条件下进行试验,给出实验结果.实验表明:基元水听器的频率响应平坦度好,信号输出稳定.同时采用密集波分技术动态解调声信号方案是可行的.
Bragg光栅水听器 波长偏移 密集波分复用 基于研制成功的两级偏振模色散自适应补偿系统,提出对光传输系统中偏振模色散(PMD)自动搜索跟踪的补偿算法,该算法解决了偏振模色散补偿多自由度搜索中易于陷入局部极大值的问题.实验证明应用该算法制成的偏振模色散自适应补偿器性能优越,所能达到的性能参数为:全局补偿搜索时间78.77 ms,跟踪响应时间15.75 ms.另外,为了将研制的动态PMD补偿器得以实用化,就PMD补偿系统中的核心--取样反馈控制模块的性能进行了剖析.
光纤通信 偏振模色散 动态补偿 取样反馈控制 基于实际量子密钥分配系统中所使用的强衰减的激光脉冲并不是单光子,量子密钥分配的信道不是无损耗的,窃听者的技术能力也不是无限的这些具体问题,采用了分束窃听与截获重发窃听策略相结合的方案讨论了窃听问题并给出了合法用户在筛选后的密钥中所能容忍的误码率上限.
量子密钥 BB84协议 光子数统计分布 窃听策略 提出了一种利用孤子绝热放大效应与高阶孤子脉冲压缩效应相结合来压缩飞秒高阶孤子的新方法.通过数值模拟方法证明,采用三阶色散为负的色散缓变光纤压缩高阶孤子,可利用喇曼散射效应与负三阶色散的相互作用,消除正三阶色散对光脉冲压缩产生的不利影响,增加压缩比,提高压缩后光脉冲的质量.研究表明,在色散缓变参量一定的情况下,孤子阶数越高,所需最佳光纤长度越短、光脉冲的压缩比越大;对于相同功率的孤子光脉冲,光脉冲的压缩比随着色散缓变参量的增大而增大;无论是孤子脉冲还是高斯脉冲都适合于色散缓变光纤中的高阶孤子脉冲压缩.
色散缓变光纤 高阶孤子压缩 负三阶色散 飞秒光脉冲 利用BCP掺杂到电子传输层Alq中,在掺杂层中阻挡了空穴的迁移,调整了空穴和电子的平衡,将激子有效地限制在发光层中发光,从而增加有机电致发光器件的效率.器件的最大电流效率在外加电压9 V时达到4.1 cd/A(掺杂浓度8%时),与一般未掺杂器件相比效率提高了2倍多.同时也减少空穴到达阴极,而减少发光淬灭.
有机电致发光 掺杂 效率 超辐射发光管(SLD)的温度稳定性是通过芯片制作、耦合封装和应用控制三个环节实现控制. 在一定的驱动电流下,通过提高耦合效率、改善温控器件的几何参数以及器件整体的热分布参数,实现SLD大功率、宽光谱的光功率输出,出纤光功率达到 750 μW/100 mA,光谱宽度大于40nm.工作温度范围为-40～+70℃,功率波动小于2 %.
光源 光纤陀螺 SLD 建立了一个共点三轴系统,给出了相应的角参量关系公式,并利用其得到了任意空间角度入射时可调分束角棱镜的分束角公式,证明了此方法在解决与棱镜结构有关的问题时简单有效.
共点三轴系统 偏光棱镜 性能参量 Wollaston棱镜 分束角 本文采用非MacNeille形式的薄膜偏光分束镜的设计,在K9基体上交替镀制了ZrO2和SiO2薄膜,从而在690 nm处实现了P光和S光的偏振分光.搭建了三个偏光测试系统对样品的偏光性能进程了测试,测试结果表明:透射率曲线和理论设计曲线吻合得很好;透射P光的消光比优于1.3×10-3,可以作为优良的起偏镜;入射角变小时其消光比呈变优趋势.
薄膜偏光分束镜 偏振性能 透射率曲线 利用漫反射无损测量装置对实际生物组织的光学性质进行了测量,同时对人体前臂进行了在体测量,利用漫射近似所得到的两个解析表达式,对实验数据进行非线性拟合得到了两组光学特性参数,与其它文献中的结果相比较,一方面证实了我们实验设计的可行性,另一方面验证了漫射近似所得到的两个解析表达式之一更准确一些.
组织 无损测量 光学参数 漫射近似 指出激光共焦生物芯片扫描仪的光束分离器设计最终影响系统分辨率,简要给出了采用波长光束分离器和几何光束分离器的优缺点.为满足仪器扫描分辨率和灵敏度这对互相受牵制的因素,系统地分析了几何光束分离器中,采用的反射镜孔径的定量分析计算方法.所得的结果对几何光束分离器的设计和性能的评价有重要的意义,最后给出实验结果.
共焦扫描 光束分离器 分辨率 灵敏度 通过对光学测量中常见的叉线对准以及焦距、曲率半径测量进行大样本数据采集和分析处理,利用实验方法得到常见光学测量数据的分布,并选择Beta分布统示表示多种分布,简化了光学测量中的分布研究.研究结果可以作为贝叶斯统计中的数据先验分布,用于对一般测量进行贝叶斯方法的不确定度评定.
Beta分布 统示分布 光学测量 对准 焦距 曲率半径 利用投影光栅显微法对治疗近视眼的激光光束的能量分布进行了测量. 结果表明激光光束的能量在小范围内并不是均匀的高斯分布,而是重重叠叠的无规则的峰-谷分布,该三维形貌的测量及高度分布研究对研究激光治疗近视眼有重要意义.
光学测量 投影光栅显微法 理疗激光器 激光光束能量分布 三维微观形貌 研究采用平面波展开加超元胞方法计算了正方格子六角形空气散射子二维光子晶体镜面对称异质结的界面态.经过研究发现,这种异质结界面态可以通过相对于界面横向拉开或者纵向错开而产生,并且调节到绝对带隙中成为传导模.界面态的个数和变化规律在很大程度上依赖于光子晶体异质结构的几何和物理参量.通过对比我们发现:与圆柱形散射子相比,在六角形散射子异质结中更易于产生传导模,但是比四方柱形散射子的情况要困难.
光子晶体 绝对带隙 界面态 根据惠更斯定理,研究了单轴晶体光轴任意方向的双折射与全内双反射,给出了光线方向和光波法线方向的普遍公式.讨论了在晶体内沿多个面的连续双折射双反射,分析了前一界面输出量和后一界面输入量之间的联系,得到多次双折射双反射后的光线方向和光波法线方向.在此基础上,适当地选取晶体的界面参数,相当于选取光轴方向,可以使o光和e光的分离角Δoe更大.光轴方向任意的晶体连续双折射双反射对晶体器件的最优化设计非常有帮助.最后给出了改变斜入射2×2电光开关的出射面参数使Δoe优化的实例.
双折射 双反射 连续界面 分离角 优化设计 设计了一种动力学状态反馈(DSF)方法控制非线性混沌系统.介绍了DSF方法的控制原理,并用此方法控制声光双稳(AOB)系统的混沌,以此验证其有效性.仿真模拟显示,通过选择恰当的控制参数,有效地实现了声光双稳(AOB)系统中倍周期分岔的延迟控制和混沌吸引子中原不稳定周期轨道的稳定控制,同时,还可以将系统控制在2np、3mp 和2np×3mp这样其它任意所需的周期轨道上.
声光双稳系统 状态反馈 倍周期分岔 混沌 控制