研究了气体组份和峰化电容对紫外光预电离脉冲HF激光器性能的影响。实验发现最佳气体混合比为SF6/C2H6=20:1,峰化电容和主放电电容的最佳比为Cp/Cs=0.3在最佳气体混合比时,最大激光脉冲能量和对应的总气压随充电电压的提高而增大。另外,激光脉冲宽度随气压的升高而减小。得到了400 mJ的能量输出,脉冲峰值功率为1.5 MW,激光能量比输出达31.7 J/l·atm,最大电光转换效率约为2.2%。

研究了不同调制速率下的增益开关半导体激光器的最佳工作状态。理论分析表明,在不同的调制速率下,激光器的最佳工作状态有较大的差异。在低速调制下,激光器应该工作在较小的直流偏置下,以避免输出脉冲拖尾的产生。在高速调制下,激光器应该工作在较高的直流偏置下,以提高输出脉冲的消光比。理论结果同实验结果相吻合。

采用增益钳制半导体光放大器(GC SOA)的时域模型,计算并分析了GC SOA的静态特性。分析表明,在同样的注入电流下GC SOA较普通SOA的3dB饱和输出功率有所提高,并且在GC SOA的增益饱和之前其增益一直稳定在阈值处。还用外腔反馈的方法构成GC SOA,并对其静态特性进行实验研究。

用亚稳态氖原子束进行了原子光刻实验。用栅网作掩膜,以扩散泵油的有机分子在高能亚稳态氖原子作用下所生成的碳膜作抗蚀剂,在硅片上刻蚀出分辨率为2 μm的微结构,为进一步的纳米级原子光刻技术的研究打下了基础。

利用柱坐标下的柯林斯公式,将圆镜平凹腔的衍射积分方程转化为矩阵方程,并对平面镜反射率呈高斯分布的圆镜平凹腔的模场分布进行了数值分析,结果证明平面镜反射率呈高斯分布的圆镜平凹腔具有良好的选模性能。

利用光线追踪方法在近轴近似下模拟了高斯光束在不同折射率分布纤维状介质中的传播。针对等离子体对激光的导引和离焦现象,以及应用激光操纵粒子的空心环状光束产生进行了模型化分析和讨论。

提出了一种新型的基于偏振的光矩阵开关方法,通过控制光的偏振态实现严格无阻塞连接。以4×4光矩阵开关为例,详细给出了其节点开关和交换网络的实现方案。并对该4×4光矩阵开关进行实测,证明该方法制作的小规模光矩阵开关具有插损低,串话小,开关时间中等,性能稳定,工艺成熟等特点。

报道了自行研制的聚合物光纤100 Mb/s通信链路系统,并实现计算机之间多媒体信息传输.测试结果表明该系统传输速率达到100 Mb/s·100 m.

利用频谱分割技术进行了光码分多址接入(OCDMA)系统传输实验。该实验的编解码器利用可调谐法 珀腔的不同自由谱域来区分不同用户,分析、测量了多址干扰对系统性能的影响,对系统中的光源、信道和编解码器的特性进行了讨论。测试表明,该接入系统在速率为155 Mb/s,MAI值是接收用户光功率30倍的情况下,传输11 km普通单模光纤后,误码率优于10 -9。该系统实现简单,成本低,是全光接入的可选方案。

利用琼斯传输矩阵法研究了二阶偏振模色散的统计特性.对数值模拟中出现的偏振模色散随步长变化的问题做了相应的修正,利用修正后的模型得到了偏振模色散矢量的频率相关特性;模拟了偏振模色散值为25 ps时二阶偏振模色散的几率分布,所得结果与理论结果能够很好地吻合;简单地分析了脉宽为8 ps的高斯脉冲在此条件下的展宽情况,指出了高阶补偿的必要性.

对基于邦加球的偏振模色散(PMD)测量方法进行了充分的研究,利用输出偏振态的随机性,提出了一种比较简单而实用的算法,利用这种算法,对11 km单模光纤和1.67 m长保偏光纤进行了测量,实验证明这种算法具有很好的实用价值。

提出了一种新型的可调谐光纤激光器,其谐振腔是由声光可调谐波长滤波器(AOTF)和掺铒光纤构成的Fabry-Perot腔.该激光器具有调谐方便,调谐速度快和调谐范围大的优点.在忽略激发态吸收和放大的自发辐射情况下,对该激光器的线宽和调谐特性以及阈值抽运功率和斜率效率进行了理论计算.在中心工作波长1550 nm处,得到输出峰值的半极大值线宽(FWHM)约为0.26 nm,并且在1550 nm附近,声波频率每改变1 MHz所调谐的峰值波长间隔约为8.95 nm.理论上,调谐范围只受掺铒光纤增益和滤波器带宽的限制.计算结果表明,该激光器的阈值抽运功率和斜率效率分别为0.795 mW和15.15%.

研制了适于InGaAsP光放大器偏振不灵敏的增益介质,采用有源区内交替的张应变和压应变排列的混合应变量子阱结构,器件做成带有倾角的扇形。实验中发现该结构既抑制了激射又改善了器件的偏振灵敏性,实现了偏振灵敏度小于0.5 dB,100 mA偏置时可达0.1 dB。在较大的电流范围内,峰的半高全宽(FWHM)为40 nm。

提出了基于遗传算法的窄带滤光片的优化设计方法,建立了遗传算法的理论分析模型。根据开发的程序,优化设计出一组50 GHz的窄带滤光片,通过与针法设计的膜系比较,遗传算法得到的膜系具有更低的通带插入损耗、纹波系数和更高的矩形度。

给出了通过测量斯托克斯参量,进而确定光全偏振态的一种方法。基于该方法成功研制了一台六通道分光偏振计,并从空中获得了地面不同目标反射光偏振态的遥测数据。

利用光谱位相干涉直接重构光脉冲的方法(SPIDER),对最近建成的15 TW/35 fs台式掺钛蓝宝石超短超强激光系统的输出脉冲特性进行了测量。测量内容包括输出脉冲的相对位相分布和脉冲强度随时间的变化情况。结果显示,输出脉冲具有好的相对位相分布(各光谱之间相对位相差<2π),输出脉冲半高宽为33 fs,表明此系统的脉冲输出已经达到了设计的要求。

将外差干涉用于给定光学材料的光弹特性测量领域,提出了一种测定光弹性某些参数的新方法,并研制了一套气压加载装置用以测量不同应力下的折射率变化情况,通过实验给出了应力 折射率关系曲线,并对实验结果进行了分析。该方法测试方便,装置简单,可通过很小应力(1～2个大气压)获得折射率变化与应力的关系,折射率变化的测试精度可达8.4×10 -8。

通过改进悬臂梁自由端结构设计,利用光纤光栅波长绝对编码的特性,实现了利用单光纤光栅对应力、位移进行了垂直感测。理论分析和实验结果证明,通过监测粘贴于悬臂梁固定端附近的光纤光栅波长变化的大小和指向,能够感测应力、位移等力学量的大小及方向。在相互垂直的方向上,获得的应力实验灵敏度分别为1.87 nm/N和3.40 nm/N, 位移实验灵敏度分别为0.23 nm/mm和0.41 nm/mm。

利用半导体材料吸收光谱的临界极限值随温度变化发生移动而导致出射光强改变的特性,实现了海洋井下温度的检测。描述了反射式光纤传感器的结构和测量原理。提出了共光路参考测量结构的设计和节点式误差补偿技术,详细的理论分析表明,提出的传感器系统可以有效地改善光源强度波动、光电探测器件的响应度和电路的放大倍数差异等对测量带来的误差影响,从而可以适应海洋井下长期恶劣的工作环境,保证一定的测量稳定性。该传感器可以实现-20～175℃的温度测量范围。

向列液晶的动力学行为展示为两个动力学模式,即展曲和扭曲变形模式。用激光散射法测定了向列液晶E7的动力学变形模式,结果表明,在适宜的散射角范围内及不同的温度下可同时观察测定到展曲和扭曲变形模式,且通过频率和波矢的关系曲线可求出各粘弹性系数。

设计了一种新颖的组合式扭梁传感结构,利用外直径相等的实心梁与空心梁界线两侧应变分布的差异,将一定长度的光纤光栅沿与轴向呈一定角度刚性粘贴于界线的表面,通过测量界线两侧光纤光栅反射波长的差值,首次实现了免受温度影响的光纤光栅扭转传感测量。理论分析和实验结果证明,该传感装置能够自动消除扭转传感与温度的交叉敏感效应,界线两侧光纤光栅反射(或透射)波长漂移的差值对扭角、扭矩及扭力(力臂一定时)均呈线性关系,与温度变化无关。在±40°扭角范围内,扭角、扭矩的传感灵敏度分别达到0.092 nm/degree,2.076 nm/Nm。

为研究波长因素在激光与血液相互作用中的影响,从健康人静脉采集血液,分别用502 nm,530 nm和632.8 nm波长光照射血液样品,同时用光栅光谱仪检测其荧光光谱.结果表明,530 nm波长光在血液中引发的荧光辐射最强;502 nm波长光在血液中引发的荧光辐射比较弱;632.8 nm波长光照射血液,所产生的发射光谱在原激发光的长波和短波两个方向都有分布.这一结果提示,上述三种波长光与血液相互作用的过程有所不同,因而其对血液的生物效应也会有所差异.