本文成功地将遗传算法运用于高维衍射位相光学元件的优化设计.并与模拟退火算法进行了比较.结果表明,该算法不仅对于二元,而且对于多元位相光学元件的优化疫计均是十分有效的.而且,它特别适用于利用光电混合处理系统进行优化计算.

本文采用麦克斯韦(Maxwell)方程微分积分方程对波长尺寸的梯形反射光栅在TE模式(横向电场)偏振状态入射下,进行严格理论的计算和分析.表面电场计算表明,光栅刻槽斜边边界对于金属材料金和铝光栅表面电场分布具有明显效应,对于入射波长为λ=1.0 μm附近的红外区域,金材料具有强烈的金属特性,此时表面电场的斜边边界效应更加明显.表面电场及其远场衍射效率伴随刻槽深度变化,而振荡特性进一步阐明了此效应对近,远场的作用.该方程适用于任意形状光栅或单一散射体对任意入射方向,任意偏振态的衍射和散射问题.

用一维流体力学程序MEDUSA耦合原子物理程序NIMP,对超短脉冲激光辐照Mylar纤维靶和平面靶产生复合泵浦O~(17)X射线激光的物理过程进行了理论研究,探讨了利用VULCAN激光装置的CPA皮秒脉冲光束进行饱和增益实验的可行性.结果表明,超短脉冲辐照激光靶可能是产生饱和增益的复合泵浦X射线激光的一条有效途径.

继对整体耦合激光列阵的讨论,本文介绍作者最近对局部耦合激光列阵的研究结果.文中采用连续的近似方法,推导出描述耦合激光列阵的连续模型.正如数字计算结果所表明,耦合激光系统是另外一个很典型的“光学流体”系统.本文还对如何设计耦合激光系统,使之具有高功率、单模输出并保持良好的光束特性,进行了定性的讨论.对波导式耦合的本征不稳定性,运用孤子理论进行了初步的分析,进而讨论了耦合激光列阵中的孤子波现象及其应用.

本文研究光纤非线性现象之一的四波混频对长距离相干多路光纤传输系统的影响.通过对一条长度为550 km,采用9个掺铒光纤放大器的频分复用系统的实验,清楚地观察到了四波混频这一光纤非线性.实验的结果符合对四波混频的理论分析与计算.结果表明:对信息容量在每秒109 bit数量级,采用常规的不归零码作信号方式的多路传输,光纤中的四波混频现象将严重地影响其传输性能.

本文介绍了光放大器的噪声分析以及作为光前置放大器在强度调制-直接检测(IMDD)光纤传输系统中的应用.文中着重讨论了各种系统参数对接收机灵敏度的影响,并推出了一个通用的灵敏度计算公式.对一个2.5 Gb/s实验光纤传输系统的测试表明,理论计算的灵敏度曲线与实测值非常接近.利用光纤前置放大器及IMDD传输方式,实验系统的灵敏度由原来的-26.5 dBm提高到-39.5 dBm.

本文阐述了采用光子注入法实现光纤激光器的偏振开关操作.这种新颖的全光开关器件具有极低的阈值(0.1 μW).对操作机理、实验实现和器件特性.

利用法拉第磁电效应可实现电流的光学法测量.采用光学纤维或光学玻璃作为传感元件的电流传感器一直是研究和发展的重要课题.在本文中将概述光纤电流传感器中的主要问题,并着重介绍光学玻璃电流传感器的最新发展成果.

本文提出了一种用星点法进行波面检验的定量分析方法.文中给出了该方法的计算机模拟和实验室实验结果.

根据流动激光腔中流动的非平衡混合气体各能态布居数和强辐射相互作用达到稳定振荡的过程和相应的三维分布状态的数值模拟计算结果,发展了相应的振荡器和放大器基本特性的简化计算公式.其计算结果与多种器件、多种腔体的实测结果相符.具体比较分析了流动激光振荡器与放大器的基本特性,得到一些基本原则,为相应器件的优化设计提供理论依据.

从实验和机理上研究了四棱镜扩束染料激光器产生的多线振荡,结果表明:其振荡线间隔、单线线宽、多线带宽是与多界面反射器-光栅复合腔对光束的频率和空间调制特性相符合的.

首次报道了在纯紫膜LB膜中实现光学相位共轭输出的实验现象,并在理论上从简化的菌紫质分子光循环模出发,导出了共轭光强度与总入射光强度之间的关系,最后用拟合方法求得这种紫膜LB膜的饱和吸收强度为0.49 W/cm2,bR分子处于中间体M(410)上的寿命为2.5 ms左右.

采用双晶体串接,温度调谐及光楔补偿方法,实现了参量振荡腔内泵浦场与非简并亚谐波场之间的三模同时共振,测定了系统的经典增益,实验结果与半径典理论计算符合.

通过相关计算及滤波分析,建立了散斑错位干涉术条纹强度的统计分布,从而得到了这类条纹更为一般的特征属性.

利用无合作目标漫反射激光相位测距的原理,对关键单元技术进行分析和设计,研制成一种用于自主式车辆视觉导引的激光相位成像雷达的原理样机.

本文提出了一种改进的外差共路干涉仪,用于表面粗糙度的测量,它对机械振动、温度变化等极不敏感,纵向分辨率为0.1nm,可用于表面粗糙度的实际检测工作.