采用全量子非微扰散射理论,研究了周期量级微波频率激光脉冲中高激发里德堡态铷原子光电离的 不对称现象。发现了光电子角分布的不对称性,这一不对称性由电离过程中不同跃迁通道之间的干涉引起。 讨论了光电子角分布的不对称性对载波-包络(Carrier-envelope, CE)相位、脉冲宽度及光电子能量的依赖性,发现光电子角分布的不对称性随CE相位、脉冲宽度及光电子能量的 变化有显著变化。这一研究证实了最近的实验观测,为微波频率光学范畴内CE相位的测量及光电子角分布的控制提 供了一种有效的方法。

在量子电动力学框架下,采用全量子非微扰散射理论,研究了超快强激光场中离子的光离解。 发现在保持周期数与载波-包络相位不变时,对相同的阈上离解峰,当用频率为γ 倍,强度为γ3倍的激光激发结合能为γ 倍的离子时,光电子的角分布不变, γ 为任意正实数。这一研究验证了周期量级超短激光脉冲中光电离的标度规律。

利用偏振傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪测量目标红外偏振特性,需要对偏振FTIR光谱仪进行定标, 计算出红外辐射目标的绝对光谱能量分布。利用黑体进行偏振FTIR光谱仪定标时,发现不同偏振检测方向的 仪器响应有一定偏差,即仪器存在偏振敏感性。通过对仪器偏振特性的定标检测,得到仪器偏振响应函数和 偏置特性曲线,应用定标结果,将会消除红外偏振仪器自身的偏振敏感性对目标偏振特性的影响,为提高目标的 红外偏振探测精度打下基础。

采用共沉淀法在氮氢气氛中制备出Y₂O₃:Ti³⁺, Eu³⁺ 纳米粉体, 测量了它的XRD、激发与发射光谱, 观测了形貌。通过与Y2 O3 :Ti3+纳米粉体的光谱比较分析,发现Y2 O3 中的Ti3+至Eu3+存在能量传递, 以致紫外至蓝光区域的光,均能使Eu3+经5D0→7F2 等跃迁通道发射出610 nm左右的荧光,于是增强了粉体 在红橙光区发光的比重,因此可以调节粉体的发光性能。Y₂O₃:Ti³⁺, Eu³⁺ 纳米粉体的吸收带从紫外延伸到 蓝光区,强荧光带覆盖了整个可见光区,这预示它有望成为新一代白光LED或汞灯的光转换荧光粉。

描述了一种利用光学全息及半色调技术的二维条码的编解码方法。 与传统的二维条码编码方法相比, 该方法利用光学全息的方法对信息进行编码和解码,避免了传统二维条码复杂的编解码流程,而且 可以利用全息固有的特征提高其数据存储能力和纠错能力。此外,在编码过程中引入半色调技术减少二维条码在打印 过程中的信息丢失。根据上述原理,实现了全息二维条码的编解码,计算仿真和实验均证明了该方法的可行性。

无衍射光束由于其中心光斑尺寸小、传播中无衍射等特性被广泛关注。提出了一种相位全息图产 生任意阶次和位置的无衍射光束阵列的方法。设计具有相同特征值的相全息图阵列,即阵列中每幅相全 息图在频谱面上产生相同半径的亮环,并把相全息图阵列写入空间光调制器,由于傅里叶变换平移不变 性,相全息图阵列在频谱面上仍产生唯一能量集中的亮环,通过环形滤波器将其滤出,再次进行傅里叶变换, 便得到无衍射光束阵列,并且每个无衍射光束的位置和阶次都可以任意设置。理论分析和实验均证明了 该方法的可行性。

液芯光纤作为一种新型的光能量传输媒介,有诸多显著的优点,着重介绍了 液芯光纤相对于传统固体传光光纤束的优势。为了液芯光纤在紫外波段激光传输上的应用, 对波长为308 nm和248 nm两种准分子紫外激光在液芯光纤中传输的能量透过率进行了实验研究, 分析了单脉冲能量(1～5 mJ)、光波长(248 nm/308 nm)、平均功率(2～20 mW)等激光参数变化 对准分子激光在液芯光纤中传输特性的影响,为液芯光纤应用于准分子激光传输提供了实验依据。

数值研究了弱非局域Kerr介质中的多色矢量孤子,表明该介质能以更小入射功率支持该矢 量孤子且能使其稳定传播。 形成孤子时的宽度谱都随着波长增大而增大,与光束的入射功率谱无关;而等光强入射时形成的光强谱却随着波长增 大而减小。通过比较发现弱非局域情况下的光强谱和宽度谱变化规律比强非局域情况更明显。

在合成的一类三元离子缔合型铕配合物Eu(tta)4 · DEASP中,阳离子基团DEASP做为 Eu3+的双光子敏化剂, 将Eu3+的双光子激发波长拓展至生物光学窗口的长波波段1.06 μm。在此基础上合成出一系列DEASP的衍生物, 研究阳离子基团的推拉电子能力对于配合物双光子敏化效率的作用机制。 通过改变阳离子基团的端基结构可以有效提高双光子敏化效率,有望获得1.06 μm高效双光子吸收诱导荧光的铕荧光探针。

两束强度相等的相干光小角度在乙基橙-聚乙烯醇(EO/PVA)膜中耦合时,产生自衍射现象。 对自衍射效率的动态特性进行了实验研究,实验表明: 1)当入射光强较小(I为100 mW/cm2)时,一阶衍射效率η 随照射时间的延长从零上升至一稳定值; 2)入射光强较大(I为480 mW/cm2)时,一阶衍射效率η 从零开始迅速上升到一最大值ηm 后再降至一稳定值ηs。以耦合光在膜中的干涉光场对trans-cis态的 分子数分布进行调制而形成的粒子数光栅为模型, 对衍射效率的动态特性进行了理论分析,理论与实验结果相符合。

为实现高精度识别功能,基于Mach-Zehnder光纤传感器建立光纤入侵行为识别系统。引入多元回归统计原理, 建立常用信号特征参量与设定因变量之间的多元回归方程。通过逐步引入校验方法,验证回归模型的显著性校验, 实现特征的优化选取。利用选取的有效特征,构造基于感知准则的入侵行为识别系统。实验证明基于多元统计原理的 入侵行为识别系统具有良好的识别准确率,且识别准确率达到83.33%。

采用MoO3 作为阳极缓冲层，制备了结构为ITO/MoO3 /P3HT/C60 /Bphen/Ag的 有机太阳能电池器件, 研究了MoO3 薄膜厚度对器件性能的影响。采用常用的等效电路模型,仿真计算得到MoO3 缓冲层对器件串联 电阻的影响。此外,测试了器件的吸收光谱,研究了MoO3 缓冲层对器件光子吸收的作用。结果表明,在MoO3 厚度为1 nm时, 器件的短路电流密度、开路电压和填充因子都得到了提高。MoO3 可以改善电极和有机层的界面接触性能, 能够有效降低器件的串联电阻,提高载流子的传输和收集效率；同时,MoO3 缓冲层透过率高,不会对器件的光吸收效率造成影响。

利用双面金属包覆波导中的超高阶导模对导波层折射率极其敏感的特性, 提出一种新型的生物传感器。 与传统的表面等离子共振、泄漏波导以及反对称波导等消逝场生物传感器相比,该传感器的待测样品放置在 导波振荡场中,样品折射率的微小变化都将引起输出光强的极大改变,从而极大提高了传感器的灵敏度和分 辨率。初步的实验结果显示在现有噪声水平下至少能够分辨1ppm的葡萄糖溶度改变。预计该传感器将在环境监测、 食品安全、生物医学和疾病诊断等领域有着极其广泛的应用前景和巨大的市场潜力。

设计了一种利用铌酸锂作为波导基片的双面金属包覆平板光波导, 利用波导中超高阶导模高敏感特性制成了 一种反射型光学电压传感器。入射激光束采用小角度入射,当光波导处于导模共振状态时,选择一个恰当的 工作点,再通过两金属电极对该器件施加直流电压,通过检测反射光强,获得相应的电压值变化。实验测量 中所用的电压范围是 -800～800 V, 得到的线性度值为0.995, 波导反射光的反射率变化灵敏度为0.2% V-1, 实验表明这种电压传感器具有较好的 线性和灵敏度,该新型电压传感器具有结构与制作简单、调节方便和成本低廉等优点。

利用亚毫米尺度对称金属包覆波导,提出了一种大量程折射率仪的工作原理, 这种仪器可测量气体、液体和固体的折射率。 原理上,只要待测介质对所用激光波长透明,折射率测量范围不受限制。通过对空气、纯水和LiNbO3 晶体的测量, 结果表明仪器的测量精度小于 3.0×10-3。

分别利用因子群对称分析法和位置群对称分析法对Ca3 (BO3 )2 晶体的振动模式进行了理论分析。 Ca3 (BO3 )2 的晶格振动模式分为外振动和内振动模式,外振动模式为: 3A1g+4A2g+7Eg+3A1u+3A2u+6Eu, 内振动模式为: 2A1g+2A2g+4Eg+2A1u+2A2u+4Eu。Ca3 (BO3 )2 晶体在布里渊区中心Γ点 晶格振动的对称性 分类为: 5A1g+6A2g+11Eg+5A1u+6A2u+11Eu, 其中声学模为: A2u+Eu,拉曼活性光学模为: 5A1g+11Eg,红外活性光学模为:5A2u+10Eu,其余为非拉曼、非红外活性光学振动模。用高温固相法成功合成了 Ca3 (BO3 )2 粉末,测量了它的室温Raman光谱,并利用群论分析的结果对谱图进行了讨论,指认了BO3-3基团的特征振动频率。

测试了Nd3+:GGG单晶在可见和近红外波段的吸收光谱，并分析指认了它的实验能级，通过从头计算的DV-Xα方法计算得到了它的晶体场参数和旋轨耦合参数。 用Nd3+:GGG在77 K和300 K的156个、88个实验能级，拟合了它的自由离子参数和晶体场参数，均方根误差(即拟合精度)σ分别为15.79 cm-1和 11.48 cm-1。结果表明晶体场参数的拟合结果和从头计算值符合的很好。最后比较了拟合得到的Nd3+:GGG和已报道Nd3+:YAG 的自由离子参数和晶体场参数。

采用固相反应法制备了Bi3+、Eu3+、Tb3+掺杂的Lu3 TaO7 。测量了样品的X射线衍射谱、激发和发射光谱及荧光衰减曲线。 三种离子掺杂的Lu3 TaO7 均呈现出强的荧光发射，其中Bi3+具有峰位在431 nm处的一强发射宽带，衰减寿命为16.8 μs, Eu3+、Tb3+则表现出稀土离子的特征锐发射峰，衰减寿命分别为1.26 ms和1.20 ms。因此，它们均是具有潜在应用前景的重闪烁体材料。

采用固相法制备了10 at% Yb3+:GdGaGe2 O7 多晶粉体, 通过X射线粉末衍射用Rietveld全谱拟合给出了其空间群为 P21/c, 晶格常数a、b、c和β, Gd/Yb和Ga的原子坐标,以及Ge1、Ge2、O1～O7的原子坐标。 通过吸收谱、激发谱、光致发光谱和Raman光谱确定Yb3+的晶场能级分裂, 1003 nm发光在低温(8 K)和室温(300 K)时上能级荧光 寿命为0.493 ms和0.774 ms。在室温下测量荧光寿命变长主要由再吸收引起。Yb3+:GdGaGe2 O7 的吸收和 发射光谱均很宽,荧光寿命长,是潜在的全固态激光工作物质。

利用高温共焦激光显微拉曼光谱技术,研究了非线性光学晶体LiB3 O5 以及晶 体自助溶生长溶液的高温微结构特征。 通过对LiB3 O5 晶体高温拉曼光谱、Li2 O·4B2 O3 组分玻璃体常温拉曼光谱和Li2 O·4B2 O3 高温 溶液拉曼光谱的分析 表明:晶体、玻璃体中主要的结构单元为包含一个B(为桥氧)结构的硼氧六元环。随着温度的升高, 该六元环中B?4结构稳定性降低,发生硼氧四配位B向三配位B的转变。从而造成包含一个B结构的 硼氧六元环部分被破坏, Li2 O·4B2 O3 高温溶液中硼氧六元环基团B3 相对浓度增高。Li2 O·4B2 O3 高温溶液这一微结构特征对形成LiB3 O5 晶体相是有利的。

利用溶胶凝胶法在Al2 O3 衬底上制备出了c轴择优取向的钼掺杂氧化锌(MZO)透明导电薄膜，研究了钼的掺杂量(0～1 at%)对钼掺杂氧化锌薄膜光电性能 的影响。研究结果表明:所制备的薄膜为六方纤锌矿型结构且表面平整、致密。通过高温真空退火，MZO薄膜的电阻率明显降低。且随着钼含量的增加，MZO薄膜的 电阻率呈现出先减小后增大的趋势，当钼含量为0.4at%时，获得最小电阻率为0.13 Ωcm。薄膜在近红外区域(800～2000 nm)的平均透过率大于85%， 这可以有效地拓宽光电器件的光谱范围。