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17卷 第10期
系统地研究了任意偏振双色相干场高次谐波(1ω与2ω或3ω),结果表明单个圆偏振光不能产生高次谐波,在适当的条件下,某些谐波可以部分或完全消失,而某些谐波可以得到加强,产生更高次谐波高转换效率的条件是双色线偏振场的结合。
双色相干场 高次谐波 任意偏振 用溶胶-凝胶技术制备的掺入半花菁染料的二氧化硅薄膜在不加电场极化条件下,由半花菁分子的自取向导致光学二次谐波产生,定量测得厚度为50 nm薄膜的二阶非线性系数χ(2)为6.6 pmV。着重研究了薄膜稳定前的溶剂挥发过程中,膜结构的变化以及相应二阶光学非线性的变化。在成膜后的四个小时中,质子化半花菁逐步转化为单体和聚集体态,同时,光学二次谐波信号也不断增大。还观察到在这一过程中出现了单体和聚集态半花菁光谱吸收峰的蓝移现象,并对蓝移的可能机制作了解释。
半花菁 溶胶-凝胶 光学二次谐波产生 应用经典电磁场理论和(间接)交换作用有效场概念,推导了顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性介质中的磁光效应及其温度特性。理论分析表明,法拉第磁光效应具有各向异性特性;法拉第旋转不仅与顺磁性和铁磁性介质中的磁化强度M或反铁磁性和亚铁磁性介质中的次晶格磁化强度Mi的线性项有关,而且还应与M或Mi的高次项有关。(间接)交换作用是导致磁光效应、磁光效应各向异性以及它们的复杂温度特性的重要原因。理论较为圆满地解释了实验结果。
磁光各向异性 法拉第旋转 交换作用 经典理论 采用50 ps的1.06 μm基频光,对用物理喷束淀积方法制备的聚乙烯咔唑Poly(N-vinylcarbazole)(PVK)-富勒烯(C60)组合薄膜进行三倍频信号测量,在PVKC60分层膜与混合膜中观测到三倍频信号增强,考虑到两者之间的电荷转移效应,在分层膜中,把该三阶非线性增强归因于PVK与富勒烯C60之间的电荷转移所生成的载流子引起的电偶极矩和极化强度增强;在混合膜中,则是电荷转移所生成的络合物起主要作用。
高分子聚合物 富勒烯 三倍频 合成了一种具有较大二阶非线性效应的给-受体型金属有机分子(反式)-[1-二茂铁基-2-(4-硝基苯基)乙烯],该分子在不同极性溶剂中变色效应十分显著,用电场诱导二次谐波方法测定其二阶非线性极化率为32.1×10-30esu,非线性光学活性明显优于结构类似的苯衍生物。
二茂铁衍生物 非线性光学 电场诱导二次谐波 讨论了关联双模SU(1,1)相干态场与级联三能级原子的相互作用对原子动力学行为的影响,也研究了双模场的量子统计性质随时间的演化。通过数值计算,发现了一些新的演化规律。
双模SU(1 1)相干态 级联三能级原子 动力学特性 用1.053 μm的高功率激光辐照不同类型的柱形腔靶,采用空间成像技术分别获取激光注入孔、腔内和输运口等离子体喷射空间分辨图像,对激光等离子体喷射空间特性进行了实验观测。还采用了平面靶和特殊构形的转换体靶观测等离子体喷射行为。本文给出了实验中获得的典型结果,并对这些结果进行了简要的分析讨论。
激光等离子体 喷射 会聚 研究了均匀等离体中超短脉冲激光在传输过程中的脉宽、峰值功率随时间、空间变化的解析式。结果表明,对于25fs左右的超短脉冲,由等离体色散引起的脉宽变长及峰值功率降低效应是明显的。
等离子体 超短脉冲激光 传输 采用简化的综合设计方法,对偶数大点阵位相计算全息光栅进行了优化设计和分析,实验上研制出用于光互连模块的64×64大点阵位相计算全息光栅分束器,优化设计一维衍射效率为80.1%,光强不均匀性小于0.3%。
位相光栅 光互连 优化设计 计算全息 光纤像面全息可以获得较高衍射效率的全息图和再现较大的物像。文中分析了相干光激励下传像光纤束单丝芯径的大小对其输出光场的影响,以及输出光场中低阶模与高阶模对全息照相的不同作用,在此基础上,提出缩小传像束单丝芯径、增多单丝根数,可以提高光纤像面全息图衍射效率和分辨率的观点,并通过实验进行了验证。
传像光纤束 像面全息 衍射效率 分辨率 从能量函数出发,用统计学方法建立了统计三级截值(clipped)模型,克服了用光学技术实现Hopfield模型时难以表示其高动态范围互连权重的弱点。与光学中通常采用的模型(如截值模型、三级截值模型)相比,统计三级截值模型提高了网络的存储容量和寻址能力。
统计三级截值模型 存储容量 寻址能力 提出一种多目标旋转不变分类识别的新方法。其基本思想是多对一异联想存储模型,为便于光学实现、充分利用系统的时间、空间带宽积,采用了全单极(输入模式和权重均为单极)形成,并对权重进行了二值化截取。一个分布阈值用来克服单极联想存储模型0,1状态分布几率不等时存储容量急剧下降的缺点,同时通过巧妙地选取目标所对应的异联想码将异联想模型和WTA模型有机地结合起来,提高了整个系统的存储容量和容错性。本文给出了计算机仿真模拟及一个光电混合系统的实验结果。
旋转不变 分类识别 联想存储 WTA模型 提出了采用法拉第反常色散滤光器(FADOF)的光电双反馈激光信标新方案。该方案通过数字控制系统和光反馈系统的共同作用,使激光信标系统的稳定性、抗干扰性和可靠性大大提高,并实现了上电自动工作。这种新型激光信标的频率稳定度优于5×10-9,在30 ms内可将半导体激光频率稳定在法拉第反常色散滤光器任一透射峰上。该方案可与采用法拉第反常色散滤光器的新型跟瞄系统匹配使用,对建立卫星激光通信链路有重要意义。
原子滤光器 激光信标 自由空间激光通信 讨论了光纤克尔门再生器抑制输入光脉冲的加性噪声和脉冲中心抖动的机制,分析了再生器中各元件的配置对其抑制噪声能力的影响。指出根据通信线路中的噪声特性,适当选择克尔门中色散位移光纤长度,可以大大抑制通信系统中的噪声,提高系统通信容量。
再生器 噪声 光纤克尔门 通信容量 以光束传播法(BPM)分析马赫-陈德尔(Mach-Zehnder)型波导电光强度调制器的波导宽度、Y型分支角、调制电压等参量与器件特性之间的关系,有利于M-Z波导电光调制器的优化设计。
导波光学 电光调制器 光束传播法 基于线性啁啾光纤布拉格光栅(LCFBG)的色散补偿原理,探讨了不同的准高斯型耦合系数函数曲线对色散补偿特性的影响,建立使该光栅色散补偿曲线既具有高色散系数和宽带特点,同时对边峰还有相对的抑制能力的设计思想。文中讨论了相关参数对色散补偿曲线的影响。
啁啾光纤光栅 色散补偿 耦合系数 研究了光纤电压传感器的敏感元件石英晶体的物理性能对传感器输出的影响。理论分析及实验结果表明:环境温度的起伏,造成敏感晶体材料的特性及其承受的应力发生变化,致使电压传感器的长期稳定性不能满足1%的测量精度要求。
光纤 电压 温度 光纤传感器 由于孔径光栏(出瞳)在目镜光学系统的外面,所以光学系统的畸变矫正格外地困难。消除畸变的最佳方法是采用非球面。本文依据三级像差理论,对新颖的非球面广角目镜的光学系统设计作了描述,并给出设计的结果和数据。
非球面 三级像差理论 点列图 研究了波荡器磁场增强对提高自由电子激光器(FEL)效率的影响。模拟计算发现采用磁场增强波荡器能使自由电子激光器的效率提高到17.6%。采用磁场预先增强而后又减弱的锥型波荡器则能获得高达43.3%的输出效率,自由电子激光器的功率得到进一步的提高。
自由电子激光器 磁场预增强的锥形波荡器 报道了常压金属有机化学汽相淀积(MOCVD)制备的Zn0.7Cd0.3Se/ZnSe单量子阱的光泵浦受激发射性质。在77 K下观测到了n=2的重空穴激子发光峰和n=1的重空穴激子吸收峰。在77 K脉冲激光泵浦下受激发射阈值功率密度为116 kw/cm2。认为受激发射机理可能是激子局域态的空间填充。
受激发射 激子 量子阱 介绍了二极管激光侧泵浦单横模100 Hz电光调Q激光器的实验结果。泵浦源为一个线阵准连续100 W二极管激光器,激光工作介质为Nd:YAG薄梯形板条,板条与泵浦源间用柱透镜耦合,KD*P电光晶体调Q。在100 Hz重复频率下,获得单脉冲能量2.37 mJ,脉宽小于7 ns,光束质量因子M2=1.1的1.06 μm激光,光-光效率为8.5%,斜效率为18.7%。
二极管激光 侧泵浦 Q开关固体激光器 单横模 报道用一个3 W激光二极管端面泵浦Nd:LMA激光器。实验采用三镜折迭像散补偿腔。在1054 nm波长,激光器连续输出功率达620 mW,斜率效率为50%,光-光转换效率20%。在1083 nm波长处,激光器连续输出功率为64 mW,斜率效率为6%,光-光转换效率2.1%。
二极管泵浦 折迭腔 Nd:LMA激光器 简述了水下目标激光成像方法和优点。并描述了一种水下连续蓝绿激光点扫描、微光增强CCD面成像实验系统。分析了该系统的物理模型和计算公式。验证:处于对比度极限模式工作时,[1+(cosθ)3]CRmax(衰减长度)值恒定。在水质及目标确定条件下,该值也许可成为判断系统优劣的依据。
激光 水下成像 微光增强CCD 目标识别 在微扰理论的基础上导出高斯光束相位归一化频谱的普遍表达式,进而求得归一化光束抖动频谱的普遍表达式以及准直光束和球面波光束在均匀光路条件下的分析表达式。计算表明这些频谱中存在一个与湍流外尺度、横截风速有确定关系的峰值频率。文中根据这个特征利用大气相干长度测量仪进行了湍流外尺度的遥感实验,与此同时用五台三杯风速计测量了光路中的平均风速。结果指出,离地面8 m高度上的湍流外尺度在2.6～7.0 m之间变化,平均值为4.9 m。
光束抖动频谱 遥感 大气湍流外尺度 对负啁啾脉冲在正常色散光纤中传输特性进行了数值分析和实验研究,数值分析结果与实验结果基本一致。数值分析和实验证明正常色散光纤不仅能压窄负啁啾的脉宽而且能压窄频谱,采用正常色散光纤消啁啾后用色散位移光纤作为传输媒质成功地进行了一阶和高阶孤子传输。
啁啾 光孤子传输 正常色散光纤 色散位移光纤 从有限高斯背景下空间暗光孤子诱导折射率分布出发,用等效衰减矢量法得到它所自诱导的波导的色散特性。并与理想情况的无限背景下空间暗光孤子诱导波导的色散方程进行了比较。结果表明,当高斯背景越来越宽时,它与无限背景下的结果越来越接近。为在全光器件中实际应用提出了理论依据。
高斯背景 空间暗光孤子 自诱导波导 色散特性 平板波导内的场按自由空间传播的厄米高斯函数展开,计算了平板波导谐振腔的耦合损失,给出了平板波导中EH11模的耦合损失与球镜的曲率及位置的关系。结果表明存在两种特定的结构使耦合损失最小。
平板波导谐振腔 耦合损失 厄米高斯展开 Needle法是一种先进的膜系设计方法,它克服了传统优化方法容易陷入局部极值的缺点。通过在膜系中插入薄层,使得评价函数降低,优化设计可以从任意给定的一层膜开始。文中给出了其数学模型及详细的推导。
优化设计 评价函数 研究了四丙基取代钒氧酞菁(Pr4VOPc)在不同介质中的吸收光谱。Pr4VOPc分子在不同介质中的吸收光谱差别很大:在稀溶液中以分子的单体吸收为主(λmax=707 nm),在浓溶液和PMMA薄膜中由于形成平行排列结构的二聚体而使分子单体的吸收峰发生蓝移(λmax=660 nm),在蒸发膜中则由于形成斜交结构的二聚体使得分子单体的吸收峰发生分裂形成红移和蓝移峰(λmax=720 nm,660 nm),在溶液沉积的固态薄膜中由于形成结晶相II而表现出强烈的近红外吸收(λmax=826.9 nm)。造成这种差别的原因是四个丙基的引入加大了VOPc分子的空间位阻效应。通过热处理或溶剂蒸汽处理,可以使Pr4VOPc蒸发膜转变成具有强近红外吸收的结晶相II;而只有通过溶剂蒸汽处理才能使PMMA介质中的Pr4VOPc转变成结晶相II。
可溶性钒氧酞菁 吸收光谱 相变 用连续Ti宝石激光器作为激发源,详细地研究了氟锆酸盐玻璃中Pr3+和Yb3+的吸收光谱、能级结构和Yb3+敏化Pr3+的上转换发光。研究结果表明Yb3+与Pr3+之间的能量传递是通过离子之间的能量共振转移来进行的;在880nm的激发光作用下,玻璃的上转换荧光强度最高;当玻璃中含有低浓度的Yb3+、较高浓度的Pr3+和含有较高浓度的Yb3+、低浓度的Pr3+时上转换荧光的强度都较高。
氟锆酸盐玻璃 上转换发光 离子敏化 用染料激光和氙灯泵浦实现了Nd:S-FAP晶体低阈值、高效率的1.328 μm激光运转。在透过率7%的平-平腔情况下,染料激光泵浦斜效率为38%,阈值4.5 mJ,倍频红光波长为0.664 μm,线宽1.3 nm;采用氙灯泵浦(φ4×30 mm),实现了1.328 μm自由运转,阈值为240 mJ,斜效率为0.85%。测量了不同腔长,不同透过率情况的输出能量、光束发散角和偏振特性等。
Nd:S-FAP晶体 1.328 μm激光特性 染料激光和氙灯泵浦