利用非线性薛定谔方程,详细研究了放大介质的增益窄化和增益饱和效应对超短脉冲在放大介质传输特性的影响,以及传输过程中B积分的影响.在此基础上,对超短脉冲放大系统的逆问题进行了研究,即在给定放大系统参数和满足物理实验要求的输出脉冲波形前提下,求出相应的输入脉冲波形.

报道了利用LD泵浦、1.06 μm声光调Q准连续Nd∶ GdVO4激光器的输出特性.当泵浦功率为4.15 W,重复率为40 kHz时,获得的最大平均输出功率为1.46 W,光-光转换效率为35.1%,斜效率为44.2%.在重复率为10 kHz时,获得了最短脉宽24 ns, 最大单脉冲能量为63.2 μJ,相应峰值功率为2.62 kW.

报道了激光二极管阵列泵浦的双包层掺Yb3+光纤激光器中频率上转换产生可见光的现象,对可见光区的光谱进行了测量,发现该上转换过程包括倍频效应和稀土离子间的合作发光效应,并对频率上转换的通道进行了分析.

利用两个半导体激光二极管,双端泵浦Nd∶YVO4晶体,LBO采用I类非临界相位匹配、腔内倍频.在28.9 W的泵浦功率下,获得了8 W连续波0.532 μm绿光输出,其光-光转换效率为27.7%.

基于速率方程和功率传播方程, 数值分析了双包层Er-Yb共掺光纤放大器在波长为972 nm的泵浦光作用下, 分别采用三种不同泵浦方式, 其Er3+和Yb3+上能级粒子数分布情况. 数值结果表明,Er3+上能级粒子数分布受信号功率影响作用大, 激发率基本保持在50%以上; Yb3+上能级粒子数分布受泵浦功率影响作用大, 激发率基本保持在10%以下, 该结论对双包层Er-Yb共掺光纤放大器的性能研究具有一定指导意义.

基于Kirchhoff定律,依照测温系统的各主要技术参数与各主要技术指标(温度分辨力、测温灵敏度、相对测温灵敏度及测温准确度)之间的关系,对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的工作波长进行了进一步的优化设计.实验表明,在测温范围400～1200 ℃内,系统的测温误差符合设计要求.

利用热极化熊猫保偏光纤器件和保偏光纤耦合器,构成Mach-Zehnder干涉仪结构,实验验证了一种新型的全光纤电光强度调制器.由于该光纤电光强度调制器是用全保偏光纤构成,解决了偏振衰减问题,因此获得了稳定的光强调制响应输出.

基于小信号开关增益原理,采用抽运光-探测波法,利用SLD(超辐射激光二极管)作为宽带小信号探测光源,快速测量出了标准单模光纤(G.652)的频移为0.5～20 THz内的喇曼增益系数,测量结果和文献中已有的值基本吻合,所测得的光纤喇曼增益系数可用于光纤喇曼放大器的理论和实验研究,该方法同样可以对其他类型光纤的喇曼增益系数进行测量.

介绍一种新的基于寄生干涉结构的干涉解调方案,它将包含应变信息的波长漂移信号变为相移信号,借助相位计显示的相移量确定待测应变量的大小.系统传感灵敏度的实验值为1.58 Deg/με,在误差允许的范围内与理论值1.61 Deg/με基本吻合,具有0.39 με的分辨能力.

采用高效长寿命的LaB6单晶阴极电子枪作为电子束发射系统、轻便的等径双圆筒静电系统作为聚焦系统等技术研究了一种新型台式微束斑X射线源.通过在综合测试仪上的初步实验研究,表明该微束斑X射线源不仅可以连续辐射,而且可以脉冲辐射X射线,输出X射线束斑小、亮度高.此外,该台式X射线源具有体积小、重量轻,使用寿命长、造价低,可灵活移动等优点.

用冷基底溅射方法和静电贴膜方法分别在微通道板表面制备了电子透射膜,采用俄歇电子能谱(AES)研究了两种工艺制备的微通道板电子透射膜的薄膜成分,微通道板电子透射膜工艺失败微通道板通道表面的成分和通道内壁的成分随深度的变化. 结果表明,冷基底溅射方法制膜工艺的失败对MCP造成了严重的碳污染,污染的MCP不可回收;静电贴膜方法制膜工艺的失败对MCP通道表面没有明显影响,MCP可回收利用.

针对干涉成像光谱仪所成图像的特点,将分类算法运用于干涉图数据压缩.针对单一和复杂两类目标,采用不同的处理方法,得到了较好的压缩效果.

介绍了画幅式层析成像光谱仪的基本原理及共轭梯度算法,解决了共轭梯度法在实际应用中的几个问题,如图像分割,先验算子的引入.通过对实际数据的计算,得到了95×95的像素,28个波段的数据立方体.实际证明本算法及程序在层析成像光谱仪上的应用是成功的.

从考虑成份光谱的噪声出发,提出了改进的线性混合模型来补偿成份光谱噪声的影响,并在假定成份光谱和混合光谱噪声源于同一噪声源的前提下,给出了改进线性模型的数学求解过程及数值计算思路,且通过合成的含噪声的混合光谱对两种方法做了对比验证,实验证明:改进的线性混合模型有效地克服传统线性模型的不足,大大减弱了成份光谱的噪声对计算精度的影响.

制备了掺Er3+和Er3+/Yb3+共掺的可用于EDWA(掺铒波导放大器)的Na2O-B2O3-SiO2玻璃.吸收光谱特性表明:不同掺杂Er2O3浓度基础玻璃峰位置基本相同,但玻璃在相同波长处的吸收率随着Er2O3浓度的增加而增大;光敏剂Yb2O3的加入明显增大了样品在978 nm处的吸收面积;荧光光谱特性表明:随着Er2O3浓度的增加玻璃在1536 nm处的荧光半高宽(FWHM)由80 nm减小到40 nm,从而确定本体系的Er2O3掺杂浓度为0.2 mol%左右较好.

测量了不同掺杂浓度Yb∶ YAG晶体氧化和还原气氛退火前后的色心吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命.研究了色心对Yb∶ YAG晶体的荧光强度和荧光寿命的影响.结果表明,只有当Yb的掺杂浓度大于10 at.%时,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命有明显猝灭作用.

采用时域有限差分(FDTD)方法,研究光在含点缺陷(即微腔)和线缺陷(即波导)的光子晶体中的传输特性.计算结果表明,处于光子晶体禁带的光能被局域在光子晶体波导中传输.而具有特定本征共振频率的光子晶体微腔可将在其附近波导中传播的相应频率成份的光下载到微腔中,不同结构的腔可以"下载"不同频率成份的波.以上计算结果,可用于光子晶体上/下载滤波器的设计.

利用传输矩阵法计算复周期结构的光子晶体的色散关系和滤波特性 ,并重点研究了含有缺陷的类似于谐振腔结构的光子晶体滤波特性.由于这种缺陷态复周期结构的可调参数多,人们很容易得到在红外波段1550 nm附近窄带滤波窗口,透过率可达到近90%,而窗口以外的透过率在0.02%以下.当改变中间夹层厚度、周期数及缺陷层数时,窄带滤波窗口的位置和带宽发生改变.因此,它在高速,长距离光通信中将有很好的应用.

提出采用永久磁体作为参考源应用于光学电流互感器中,对随环境因素改变的材料Verdet常数及线性双折射进行实时补偿的比较测量法.运用矩阵光学理论对该方法进行了理论分析,并进行了相关实验,实验结果证明了该方法的可行性.设计的传感单元采用了点式传感头,具有结构简单的特点,适合于在高电压环境中应用.

利用悬臂梁调谐和两个并联二次反射匹配解调光栅的方法实现了光纤布喇格光栅(FBG)传感器的高精度大范围应变传感测量.通过并联方式,选择合适的匹配光栅波长,增大了可检测的应变范围,同时解决了双值问题.应变传感信号经两路解调光栅解调,并由数据采集卡采集后,由计算机进行两路并联信号的综合处理后获取更准确的结果,使得系统性能得到提升和优化.试验结果与理论分析一致.

测量光学传感头内线性双折射的大小对于提高光学电流传感器的性能有重要意义.本文报告了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的新方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析及测量不确定度分析,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是弥补了以前报告测量方法的不足,即无法唯一地确定光学玻璃电流传感头线性双折射的大小.本方法采用的光路所用元件容易获得且测量结构简单实用.

报道了新型的分布式传感测量布里渊光时域反射(BOTDR)系统.布里渊散射频移和强度均依赖于温度和应变,因此,BOTDR利用光纤中的自发布里渊散射作为测量信号可以实现分布式温度和应变测量.在BOTDR中,光源采用窄谱半导体激光器,并由声光调制器调制成脉冲光,经掺铒光纤放大器放大后,注入测试光纤以产生自发布里渊散射.利用双通Mach-Zehnder干涉仪分离光纤背向散射中的自发布里渊散射与瑞利散射信号,实现了自发布里渊散射的直接检测.实验结果表明基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪BOTDR方案是可?械?

提出了一种基于模糊技术的非线性系统中多传感器目标跟踪融合算法.在基于卡尔曼滤波器的分布式融合算法中,利用模糊技术中的决策距离思想,对实时跟踪目标的多传感器进行动态分组,以获得在非线性系统中目标跟踪的最佳融合数据精度.仿真结果证明,该算法是一种有效的分布式融合算法.

遥感图象的数据融合是当前图象处理界研究的热点之一.在对提升小波变换的原理和特点研究和分析的基础上,将IHS变换与非抽取提升结构小波变换相结合,提出了一种新的图象融合方法.实验证明,与其他用于图象融合的小波多分辨率分析方法相比较,本算法可以在得到良好融合性能的同时,具有较快的处理速度,有着较高的实际应用价值.

针对CCD摄像机所采集的图像存在畸变问题,提出了一种基于现场定标法的多项式变形技术和三元卷积算法,对其进行校正.灰阶Sobel算子通过引入衰减因子对图像进行边缘检测得到不失真的灰阶边缘图,然后将灰阶边缘图进行三次样条插值处理,使标准定标图案边缘的定位达到亚像素级,提高了图像边缘检测的精度.利用建立的校正畸变的函数关系式,实现空间几何坐标变换,既保证特殊环境下的图像测量具有足够高的精度,又使光电图像几何畸变校正达到很好的效果.

探讨了遥感多光谱与全色波段图像的融合问题.分析了多光谱与全色波段成像机理,提出了一种基于小波包变换的遥感图像融合方法,实验结果表明,该方法可有效综合多光谱与全色波段图像的优点,从而获得具有较高空间分辨率的多谱图像.

对Miller型超高速摄影系统的经典设计理论进行了系统研究.这些设计理论,即离焦设计理论、共轴设计理论和等速设计理论,都有原理误差,只能做到误差的最小化,而且任何两种设计理论都不能同时在同一个系统中实现,但是可以根据系统的具体要求给出最佳设计.

分析了高速视频成像系统的信息传递关系,从系统传递一定的信息量出发,得出其对电子系统带宽的要求;以靶场应用为对象,通过对满足测试需要的高速信息流量的分析计算,得出结论:在实际的电子线路和计算机处理技术的能力下,由于电子系统带宽的制约,高速视频成像尚不能完全取代传统的胶片式高速摄影系统.

分析了卫星发射场光学测量系统跟踪方式和存在的问题及各跟踪方式的优缺点,并运用系统工程决策论中加权评估方法,充分发挥各跟踪方式的优势,实时进行互补和印证,提出了利用系统工程理论的加权评估法实现160光电经纬仪的自动跟踪,减小了跟踪误差和跟踪稳定性,而且可以实现定点跟踪,提高激光回波率.

使用严格的耦合波理论分析了ICF系统的色分离光栅(CSG)特性,特别针对平面镀膜减反后的情况进行了详细的讨论.模拟计算结果表明,与未镀膜的裸光栅相比,采用文中所述方法设计的镀膜光栅有很好的减反增透效果,具有良好的应用前景.

硅光栅的制作可以利用湿法腐蚀体硅工艺.湿法腐蚀利用硅的各向异性,由硅的晶面形成光栅工作凹槽,利用湿法工艺可以制作在不同光谱波段内工作的闪耀光栅.设计了一种利用偏晶向(111)硅片制作闪耀光栅的方法,使用这种方法可以批量制作闪耀角度较小的光栅.利用扫描电子显微镜(SEM)进行了光栅表面形貌测试,试验结果表明,制作的硅光栅样片具有良好光学特性的反射表面和光栅槽形.硅闪耀光栅可以被用来制作微型光谱仪、滤光器等微型仪器或器件.

从扩展非线性薛定谔方程出发,重点考虑了五次非线性对调制不稳定性的影响.与过去的研究结论对比发现,五次非线性影响着调制不稳定性发生的条件、频谱的范围及增益的大小.

在光存储技术中,采用短激光波长激光器和大数值孔径物镜是提高光存储密度的两种有效途径.本文采用532 nm波长激光, 0.65数值孔径物镜,建立了绿光存储实验装置.并采用该实验装置在CD-RW相变光盘上进行了存储实验研究,实现了线宽约为500 nm的实验结果.

建立了激光数码冲印设备中颜色校正的理论模型,通过集成的扫描密度计扫描测试照片的密度值,找到激光数码冲印设备中颜色的输入输出关系,在色域映射的基础上得出了由密度实现真实颜色再现的理论模型,完整地实现了激光数码冲印设备的颜色的真实再现.

利用光子晶体光纤在原来输出功率3.4 W的基础上,研制成功了激光输出15 W的光子晶体光纤激光器,实验装置为典型的F-P腔结构,分别采用二色镜和光纤端面作为高反射腔镜和激光输出腔镜