分析了Nd:YVO4激光晶体两平-平通光面自身的标准具效应对单频激光器调谐特性的影响.采用一通光面切成1°劈形的Nd:YVO4晶体来消除自身的标准具效应,通过调节插入谐振腔内的标准具,使半导体激光器(LD)抽运Nd:YVO4单频激光器的最大可调谐范围达到约100 GHz.

采用主振荡放大(MOPA)单频Nd:YAG系统,对1 μJ,22 ns的单频脉冲激光种子,经四级六次放大,最终获得了大于100 mJ,近衍射极限的单频激光输出.

研究了运行于1053 nm波长的光纤光栅单纵模掺Yb光纤激光器的特性.其中,采用F-P腔结构获得18 mW的单纵模激光输出,相移分布反馈(DFB)结构获得1.3 mW稳定的单纵模激光输出.

研究了基于二阶极化率周期性反转铌酸锂(PPLN)晶体的飞秒光参量放大器(OPA)中的非共线位相和群速度匹配,由于其具有准位相匹配结构,非共线匹配方式不同于以BBO为代表的传统晶体.分别讨论了非临界位相匹配PPLN和倾斜PPLN两种情况下的匹配过程.

运用波导模式理论和光束传输的非傍轴矢量矩理论,对GaAs/AlxGa1-xAs条形隐埋异质结半导体激光器TE00模的光束质量进行了理论研究.着重分析了平行于结平面方向上的光束质量因子与有源层宽度的关系.结果表明平行于结平面方向上的光束质量因子随有源层宽度而波动,这一结果可作为有源层宽度合理设计的参考.

提出一种求解正常声光相互作用拉曼-内斯(Raman-Nath)方程的矩阵级数解法,该解法直观方便且具有普遍性.计算结果表明,对Q=4.1π,Bragg衍射的效率只有97.5%;对非对称入射,以往的Raman-Nath近似解误差较大;指出提高Bragg衍射效率的有效途径在于提高声光频率比并给出计算声光器件最优长度的计算公式.

分析了光纤电压传感器的温度特性,表明测量范围较宽时,传感器的输出易受环境温度的影响,并且呈非线性.提出一种基于人工神经网络的光纤电压传感器温度跟踪补偿方法.利用神经网络具有逼近任意非线性函数的特点,通过训练使神经网络建立在不同环境温度下传感器输出与其实际感受的电压值之间的非线性映射关系,实现光纤电压传感器温度全程跟踪补偿.计算机仿真表明,该方法不仅能有效地消除温度的影响,而且能在神经网络的输出端得到期望的线性输出.

通过对2×2光纤耦合器的差频特性分析,设计了一种结构新型的、可用于校正干涉信号畸变分量的全光纤干涉系统,该系统在振动特性测试和语音信号的全光纤采集、光纤的长度测量等方面具有广阔的应用前景.

采用单频高功率Nd:YVO4激光的倍频光(532 nm)作为抽运源,激发长度为250 m和920 m的单模石英光纤,开展了石英光纤在可见光谱范围内的受激拉曼散射实验研究,获得了宽带宽的、第1级到第4级受激拉曼散射Stokes光谱,拉曼频移峰值分别为450 cm-1,1064 cm-1,1610 cm-1和2168 cm-1.

由光束在吸收克尔介质中传输的非线性近轴波方程,推导出具有二次相位分布的圆对称高斯光束在线性吸收介质中的耦合传输方程以及光束束腰的演化方程.数值计算的方法证实了光束束腰变化的几种可能,分析了稳态自聚焦的阈值特性.在给定参数的情况下,得到了稳态自聚焦的阈值入射光强和阈值聚焦长度.

结合细水雾的特点和粒子的光散射理论,通过模拟计算和实验研究,对APV(Adaptive Phase/Doppler Velocimeter)光路系统设计了合适的参数,并进行了合理布局.对细水雾雾场中粒子的特性参数进行了实验测量研究,对细水雾雾场的速度分布、滴径分布以及雾通量的测量等都得到了合理的实验结果.

在"星光Ⅱ"上,使用三倍频激光打三种厚度(6,10和20 μm)的铝介质平面靶,采用光学条纹相机记录冲击波图像,对热波和稀疏波进行测量,同时开展冲击波、热波和稀疏波三波相互作用规律的初步研究,采取多种措施成功地观测到冲击波在前、辐射热波在后、稀疏波更晚的三波物理图像.

介绍了一种基于横向塞曼双频激光的直线度/同轴度测量系统,与纵向塞曼系统相比,舍去了1/4波片,减小了仪器尺寸,从原理上消除了由于1/4波片相位延迟不是严格90°造成的非线性误差;符合共路原则,对空气扰动有较强的抑制力;具有自适应性;信号处理采用比相技术,测量精度可以达到0.1°;测量元件可以暂时移出光路,挡光后数据能够自动恢复;8098单片机系统智能化稳定的频差在10 h内变化量小于0.5 kHz;系统稳定性为2 μm/h;示值线性相关系数优于0.9999;适于远程准直和同轴度测量.

提出了一种用漫射光自相关方法无损测量组织微循环血流速度的模型,理论分析了散射粒子的布朗运动和微循环血流对漫射光自相关函数的影响.理论计算和蒙特卡罗(Monte Carlo)法模拟结果表明,随着微循环血流均方速率的增大,特征相关时间呈负指数规律减小.

在同时考虑抽运光和信号光之间不同偏振态、多波长抽运以及抽运光和信号光损耗系数不同的情况下,导出了分布光纤拉曼放大器(DFRA)的等效噪声系数解析公式,并据此定量研究了抽运光和信号光之间的偏振关系对DFRA特性的影响以及DFRA与掺铒光纤放大器(EDFA)级联时系统光信噪比(OSNR)的改善ΔOSNR.指出:随着DFRA开关增益的增加,ΔOSNR会由线性增加逐渐变为对数增加而趋于饱和.解析结果与已发表文献的数值模拟结果基本吻合.

研究了阵列波导光栅(AWG)制作过程中产生的误差所引起的相位误差对AWG传输特性的影响.非随机误差引起的相位误差使信道的中心波长产生漂移,研究表明波导宽度0.02 μm的变化将引起中心波长漂移0.1 nm.随机误差所产生的随机相位误差将恶化AWG的串扰特性,计算表明,最大随机误差为0.00004 rad/μm时,串扰将增加42 dB.

Ge2Sb2Te5相变光盘的反射率对比度和载噪比受初始化条件影响很大.研究表明,反射率对比度在转速比较低时随功率增加而增大,而转速较高时随功率增加而减小;反射率对比度基本随转速增加而减小,不同波长处的反射率对比度相差比较大;载噪比随初始化功率和转速的增加都是先增大后减小;最佳初始化条件为:功率为1100～1300 mW,转速为3.0～4.2m/s.

相位展开(PhU)问题从理论上讲是一个不适定问题.根据被测物理量的整体连续性,提出了一种基于最小截面差的相位展开方法.理论分析和对实验条纹图的处理结果表明,该方法特别适合于具有相位间断大于π,条纹欠采样及随机噪声等条纹图的相位展开.同支切(Branch cuts)法相比,该方法具有算法简单、计算量小且可靠度高的特点,具有一定的实用性.

采用铁基熔敷材料,在不预热情况下通过调整熔敷金属Ni含量,改变铸铁激光熔敷层内奥氏体相与渗碳体相体积分数,进而抑制熔敷层裂纹的产生.在抗裂性最佳激光熔敷工艺参数基础上, 研究了Ni对熔敷层奥氏体体积分数及表面裂纹率的影响,揭示了熔敷层开裂的微观机制,获得了搭接25道熔敷层不裂的Fe-C-Si-Ni系熔敷材料.以此熔敷材料为基础,改变钛粉含量,在熔敷层得到原位自生TiC,研究了TiC对熔敷层耐磨性的影响,分析了TiC数量对熔敷层磨损形貌及磨损质量损失的影响规律,最终获得了可显著提高熔敷层抗裂性及耐磨性的Fe-C-Si-Ni-Ti熔敷材料.

采用激光焊接实现金刚石薄壁钻胎体与筒体的连接,与普通钎焊相比结合强度提高2～3倍,同时分析了激光焊接工艺影响因素和焊缝组织性能,经过实际使用表明,激光焊接金刚石薄壁钻克服了胎体脱落问题,工况适应性增加,使用寿命提高25%～108%.

针对激光远程测距或恶劣环境测距中回波弱信号信噪比低,难以提取的困难,提出运用数字相关检测技术进行处理,并对单脉冲互相关、多脉冲互相关等数字处理技术作了介绍,并结合激光雷达的测距系统进行一系列仿真和计算,收到了良好效果.

利用连续波(650 nm)透射测量技术,对不同温度(55～95℃)作用下大鼠肝脏组织的热损伤过程进行了动态监测.薄样品的采用,使得通过透射测量直接得到散射系数的变化量随时间及温度的变化关系成为可能.结果表明,热作用过程中,散射系数的变化量随时间的变化关系可用于描述生物组织的热损伤过程;利用所得结果推导出了大鼠肝脏组织的热损伤参数(其反应的活化能为135.2 (kJ/mol),熵为116.7 (J/K*mol));在此基础上对组织的热损伤情况进行了探讨.