期刊基本信息
创刊:
1981年 • 半月刊
名称:
光学学报
英文:
Acta Optica Sinica
主管单位:
中国科协
主办单位:
中国科学院上海光机所
中国光学学会
中国光学学会
出版单位:
中国激光杂志社
主编:
龚旗煌
执行主编:
赵建林
副主编:
邵建达 刘文清 华灯鑫 张旭苹 刘辉
ISSN:
0253-2239
刊号:
CN 31-1252/O4
电话:
021-69916837
邮箱:
地址:
上海市嘉定区清河路390号
邮编:
201800
定价:
150元/期
光学学报 第16卷 第8期
报道作者对单频窄线宽光纤光栅外腔半导体激光器的一些研究结果。理论上分析了外腔的引入对激光器的阈值增益和光谱线宽的影响;实验上用自行研制的光纤布拉格反射滤波器(FBR)与普通多纵模半导体激光器耦合,在1.55 μm波段,得到边模抑制比大于25 dB,线宽小于60 kHz的激光输出。
光纤布拉格反射滤波器 光纤光栅 半导体激光器 利用Nd:YAG激光增益介质的法拉第效应,以及光束在非平面环形谐振腔中传播产生的偏振面旋转,使激光二极管泵浦的环形Nd:YAG激光器单向运转,获得单频激光输出。最大单纵模激光(1.064 μm)输出为365 mW,功率波动小于2%,短期频率漂移小于45 MHz。并利用内腔倍频技术得到单频绿光输出,最大单纵模绿光(532 nm)输出为75 mW,功率波动小于4%。
全固化 非平面 单频激光器 从速率方程出发对双区共腔(CCTS)光双稳激光器进行了精确的理论分析与计算,并对其稳态特性进行了实验研究和测试,得出了定量和定性的分析结果,同时还首次发现当激光输出高态时又出现了一次光双稳和开关效应。经研究确认是量子阱探测器的自电光效应。并提出一种可集成双逻辑功能显示的新型网络模型器件。
双区共腔 双逻辑 双稳态 自电光效应 自锁 量子阱 实现了环形腔掺钛蓝宝石激光器的自锁模运转。在双向同时锁模时获得脉宽为36 fs的锁模脉冲;在单向锁模时得到脉宽为32fs的锁模脉冲。并对激光器的运转特性进行了分析。
环形腔激光器 掺钛蓝宝石激光器 自锁模 在非线性薛定谔方程的基础上较严格简明地推导了克尔介质的轴对称光束及高斯光束的ABCD传播矩阵,该矩阵可用于设计克尔透镜锁模。以腔二端为平面镜的任意光学系统为例,获得了简单的普遍公式。
克尔透镜锁模 共振腔 光束传播矩阵 利用缀饰原子方法研究了激光同位素分离涉及的一个四能级系统的布居转移过程,发现了类似于三能级系统的布居囚禁态。在此基础上分析了光泵浦过程的布居囚禁现象,提出一种能够利用基态布居及亚稳态热布居的高效率光泵浦方法并以分离铀原子为例说明该方法的优越性。
缀饰原子 布居转移 给出了脉冲展宽/压缩比与线性啁啾量之间的关系式,然后通过对放大过程中脉冲宽度和啁啾量变化情况的分析,得到了啁啾脉冲放大后最窄脉冲宽度的解析表达式。与实际报道的实验的比较表明该理论是简明而极其有效的。
啁啾脉冲放大 增益 以多个两波耦合(TWM)相位栅模型建立了考虑光扇开效应后的动态两波耦合方程。通过数值求解揭示了在大信号下两波耦合对光扇开效应的抑制作用和在小信号下光束扇开损耗对两波耦合影响的规律。并进行了相应的实验研究。
光扇开效应 光折变两波耦合 体相位栅 测试了Tm:YAG晶体的室温吸收光谱和荧光光谱,计算了各吸收谱线的振子强度,并根据Judd-Ofelt理论计算了Tm:YAG晶体的荧光跃迁截面和荧光寿命。用红宝石激光泵浦时,获得了波长2.01 μm、能量40 mJ的激光脉冲。
Tm:YAG晶体 光谱 激光 理论计算了钾双原子分子21∑+u─x1∑+g跃迁所得到的扩散带荧光谱,并与Gondal等[4]和Luh等[5]以及Milosevic等[6]的实验结果进行了比较。计算结果与Luh等和Milosevic等的实验结果符合很好,排除了600 nm附近扩散带来自K221∑+u─x1∑+g跃迁的可能性。
钾分子 扩散带 报道了用单光子激发产生K2 23Πg-x3∑+u跃迁扩散带的实验结果,讨论了此扩散带发射增益特性随温度和缓冲气体压力等条件的变化规律。实验测得了1.2% cm-1的增益系数。
钾双原子分子 扩散带 增益 以两种典型的气溶胶粒子组成的单分散和多分散外混合气溶胶粒子系统的光散射的各效率因子、各散射截面和散射相函数分析了以等效折射率描述由具有不同折射率的各种粒子组成的混合气溶胶粒子系统的适用性。结果表明,对单分散系统,在不同的混合比下对于许多尺度参数吸收效率因子和散射相函数的等效性很差;对多分散系统,在不同的混合比下等效性较稳但各散射光学量的余差很大。因而对多分散系外混合气溶胶粒子系统如使用等效折射率,则由光散射技术测定的谱分布与实际谱分布有很大的出入。故以光散射技术研究气溶胶时,应同时采用其他手段获取粒子系统的混合信息。
光散射 气溶胶粒子 折射率 进一步研究二个问题:(1)理论模拟的方法由快速傅里叶束传播法(FFT-BPM)改为有限差分束传播法(FD-BPM),并比较了两者的优缺点。(2)模拟设计了对象提高为由GeSi合金单模脊形光波导组成的Y级联1×4光分束器。结果表明,有限差分束传播法比快速傅里叶束传播法及显形有限差分束传播法(EFD-BPM),除了数学比较容易外,计算速度也快一些。尤其是对传播步长Δz的敏感性,有限差分束传播法远没有快速傅里叶束传播法那样严重,便利了束传播法方法的采用。正如束传播法成功地应用于GeSi合金光波导及Y分支器的理论设计,现在用了1×4Y级联分束器同样得到预想的结果。光束在分束器中传播逐步分成二束再分为四束。符合设计要求。
硅光集成 光分束器 束传播法 提出求解有缓冲层的多层金属包层介质光波导的一个准解析方法,它应用渐近展开理论将传播常数展开成一个小参数的级数。这一方法本身是精确的,它能达到任意所需的精度,然而四层和五层波导结构的数值计算实例表明,仅二阶近似解就足够精确了。这一方法的优点是简单并且不同层数波导结构以及TE和TM模的解有相同的表达式形式。
平面介质光波导 金属包层波导 渐近展开 传播常数 提出了以信息损失最少为原则的三值(±1)互连权重编码方法,这种编码方法比以前的三值权重编码方法显著地提高了神经网络的性能。由于互连权重只有三值,恰恰弥补了光互连精度不高的缺点,易于光学实现。
神经网络 三值编码 实验研究了由于掺铒光纤(EDF)端面附近存在缺陷引起光反射而导致的振荡,这种振荡发生在掺铒光纤放大的自发辐射(ASE)谱的峰值波长处,由于较长掺铒光纤的放大的自发辐射谱近似于其小信号增益谱,因此也可以认为发生在掺铒光纤放大器(EDFA)的最大增益处,对其增益产生不良影响。
掺铒光纤 缺陷 振荡 由组合波导理论出发,分析了超长耦合器耦合区内光纤间的功率耦合特性以及器件的偏振特性,并提出了研制二波段窄波分单模光纤波分复用器的新方法。在研制常规耦合器的工艺基础上,先后研制成功1310 nm或1550 nm单窗口窄带波分复用器及1310 nm和1550 nm双窗口等三种复用间隔约14 nm的窄带波分复用器,其波长隔离度大于20 dB,具有2~3 nm的带宽。偏振灵敏度小于0.1 dB,附加损耗小于0.5 dB。这些参数是迄今为止所报道的有关窄带波分复用器的最好结果。
单模光纤 窄带波分复用器 应用超高灵敏度的光电成像系统,获得了活体昆明鼠的超微弱生物发光图像,并用概率统计理论研究了光子图像中的光子频数分布,得到了一种去除噪声的原则。文中首次提出了用X2准则拟合实际图像中的信号区和背景区分布,并根据得到的统计估计值对光子图像进行处理的方法。该法对实验获得的昆明鼠的超微弱生物发光有较好的处理效果,提高了图像的信噪比,得到了好的观察效果。
超微弱生物发光图像 光子图像 图像处理 统计处理 研制了一种可探测细胞微弱荧光图像的数字化高灵敏度荧光显微镜,采用视频数字化增强型CCD系统作为高灵敏度的接收系统,像增强器亮度增益为41,000,因而这种荧光显微镜可探测到普通荧光显微镜不能观察的微弱荧光图像,并可减少荧光物质的浓度和激发光的强度,减少对细胞自然生理环境的影响。数字化高灵敏度荧光显微镜在给出细胞微弱荧光图像的同时,并可给出图像上每一像元的发光强度和细胞平均发光强度。使用此仪器已首次直接得到了:1)光敏竹红菌甲素(HA)在HeLa细胞(人体宫颈癌细胞)中的分布,证实HA主要分布在HeLa的细胞膜中;2)HeLa细胞在有HA存在时受强光照射后的光损伤现象;3)加入三种细胞抗氧化剂维生素E、丁羧基甲苯(SF)和阿魏酸钠(BHT)后获得不同程度保护的细胞状态;4)一定浓度的HA在HeLa细胞随时间的摄取曲线;5)不同HA浓度一定时间内在HeLa细胞中被吸收量的曲线。
荧光显微镜 像增强器 光敏损伤 细胞抗氧化剂 提出用椭圆纤芯高双折射光纤偏振干涉和双模干涉结合的四参量以及双模干涉的多参量同时测量的传感理论和实验原理,对交叉灵敏度作了分析,同时给出了误差分析,并结合理论模型对灵敏度矩阵的状态作了粗略估计。
光纤传感器 多参量传感器 报道用远紫外准分子激光进行亚微米光刻的实验结果。以波长为248.3 nm的KrF准分子激光为光源,以光管均匀器为主构成照明系统,采用带有平行平板为像差校正板的11折反射式投影光刻物镜,在两种光刻胶上分别获得了0.6 μm和0.5 μm的光刻分辨率。
准分子激光 激光光刻 亚微米光刻 光刻物镜 报道了VO2薄膜在TEA CO2激光照射下的相变特性的实验研究。结果表明:对于本文镀制的VO2薄膜,在偏置温度为52 ℃条件下,TEA CO2激光入射能量密度为150 mJ/cm2时,可使VO2薄膜发生相变。响应时间<50 ns,恢复时间≈200 μs。
VO2薄膜 相变 在研究双折射现象中非寻常光行为及折射率的新结果的[1,2]基础上,建立了准确的光程差模型,给出了无Δn=no-ne≤no(或ne)近似的双折射滤光片产生位相差的精确公式。新光程差模型正确地描述了调谐滤光片时各段光程的位置和大小。新公式不仅适用光轴平行表面的也适用光轴倾斜表面的滤光片。由于调谐滤光片时光轴倾斜的滤光片折射率变化比平行的大,所以,前者具有比后者更宽的调谐范围。应用新公式,设计了一块调谐钛宝石激光器的光轴倾斜表面的双折射滤光片。
双折射滤光片 精确公式 研制了一种用于托卡马克等离子体可见光谱线测量的半导体光敏二极管探测器。这种探测器具有体积小、造价低、使用方便等优点,它具有很高的量子效率、理想的线性区、宽的频率范围和低的噪声,完全能够满足托卡马克诊断中对等离子体可见光微弱谱线的测量。
等离子体 可见光谱线 光敏二极管 量子效率 线性 频率响应 噪声 对一种适用于Nd3+:YAG激光系统的新型被动Q开关掺铬钇铝石镏石(Cr4+:YAG)进行了实验研究,得到单脉冲能量为145 mJ、脉宽为30~40 ns、效率接近1%、动静比达40%以上的结果。
被动Q开关 介绍了利用激光直接光刻技术制作8相位台阶菲涅尔衍射微透镜列阵的工艺方法,并对元件的衍射效率及光刻过程中的制作误差进行了分析,透镜列阵在小形夏克-哈特曼波前传感器中得到了应用。
激光直接光刻 微透镜列阵 衍射光学元件 介绍利用阶跃滤波器实现二值图像边缘增强的光学方法。阶跃滤波器在频域的适当的位移(偏置)即可以改善输出图像的衬底,也能改善其轮廓视锐度,从而有利于图像边缘的检测。
阶跃滤波器 二值图像 边缘增强 边缘检测 对介质-金属组合的建筑节能薄膜进行了理论设计,给出了双层和三层膜的理论参数。用计算机模拟了大面积薄膜的膜厚均匀性分布,获得了最佳的蒸发源配置,实验上达到了满足实际使用的均匀性要求。最后给出了实际样品的光谱特性。
建筑节能薄膜 诱导透射率 膜厚均匀性