使用双KTP晶体串接,经光学参量振荡腔内参量下转换,在300 mW泵浦功率下,获得总功率约23 mW的强度相关的孪生光束,在1.25 MHz处其强度差噪声功率较散离噪声极限降低50%(3 dB)。

用三维简并四波混频的实验装置,在偶氮化合物中观察到了多波混频效应。在接收屏上,除了三个泵浦光斑,还观察到了由于多波耦合产生的另外14个排列整齐的信号光斑,这个现象可望被广泛用到光计算、信息处理和光互连中。

通过数值求解一维含时薛定谔方程,研究了激光频率对谐波辐射的影响以及双色相干场(基频光与其二倍频光或三倍频光)作用于原子时的谐波辐射行为。结果表明,在其它条件相同时,用低频入射光可获得更高次谐波,但转换效率较低,高频入射光转换效率较高,但只能获得较低次谐波。基频光及其三倍频光同时作用于原子,谐波次数和转换效率都有所提高。基频光及其二倍频光同时作用于原子,不但谐波次数增多,转换效率提高,重要的是除了通常的奇次谐波外,还出现了偶次谐波。并定性解释了其产生机制和谐波效率提高的原因。

提出基于空间-角度复用技术的盘式三维全息存储方案,给出这一技术的基本原理,并采用简化的光线分析方法对该方案的可行性进行分析。研究表明,这是一种能提供高密度和高数据传输率、而读写系统又相对简单的盘式三维全息存储方案,具有潜在的应用前景。

提出了一种制作具有预期位相调制度的卤化银乳胶位相型薄全息光栅的方法。它通过分析所拍摄的第一张全息光栅的数据来获得最佳曝光参量,从而使继后的拍摄,在同样的实验条件下能获得所预期的位相调制度。文中给出了这方法的理论分析和某些应用。

用空间光栅(也称为空间编码器)将彩色景物记录到一张黑白胶片上(这一过程称为将彩色景物编码,所得的黑白透明片称为编码片)并通过再现(称为解码)装置再现彩色景物的思想和技术可以追溯到1899年,已有近百年的历史。开始时,类似于电子学中用时间信号调制载波方法,用彩色图像来调制光栅。十多年后便出现第一个萧条时期,持续将近半个世纪。期间比较重要的成果是用三个光栅进行三次编码记录的方法。到本世纪六十年代,又兴旺了一段时间,其中最重要的成果是六十年代后期的用一个三色光栅进行一次编码记录的方法和技术,并且制成相机,在**上和电视新闻报道中得到成功的应用;在六十年代末,另一项重要成果是认识到到编码过程中线性性的重要并进行了比较详细的分析。傅里叶光学的出现,提供了很好的解码系统。到了八十年代,又进入第二个萧条时期,一直到今天。可以说,从八十年代初期至今,没有任何重要的进展。由于这个技术本身的一些难以克服的弱点,再加上彩色胶片的优势,使得它没有立足之地。它在多重像储存和多谱段摄影中还有一些应用外,在彩色摄影方面,无论从质量还是从价格,都是无法和彩色胶片相匹敌的。

提出一些实现分数傅里叶变换的新型的基本光学单元。这些基本单元仅使用一个透镜和一个菲涅耳衍射,给光学设计增加一些新的可选基本类型。对于给定焦距的透镜,它能完成的分数傅里叶变换是Lohmann给出的单透镜结构无法实现的。

讨论了一种用扭曲向列相液晶器件和偏振分光棱镜实现光学榕树互连网络的结构,这种结构具有直线式传输、无错位、无缩放、并能够实现模块化和集成化的优点。

利用琼斯矩阵分析了双光束磁光存贮中信号读出系统偏振态的传输情况,推导了读出信号的表达式,分析了偏振分束镜与光盘盘基的相位延迟对读出信号的影响。

从理论上探讨了利用稀土离子的激发光谱来测量温度的可能性,并从实验上给予了验证。以EuCl3·6H2O粉末作为样品,选择Eu3+离子7F1→5D0的磁偶极跃迁,由其激发光谱测量了样品的温度。在低于290K时,测量误差小于0.6%。用现有的实验系统和样品,可以准确地测量40K至330K的温度。文中对进一步提高测量精度和扩大可测温度范围的途径作了讨论。

采用拉曼光谱方法和光学二次谐波方法,观察蒸镀在石英玻璃上的C60薄膜在空气中的变化,根据实验中观察的C60薄膜1469cm-1拉曼谱的演变情况,结合二次谐波的测量结果,初步推断C60分子发生了聚合反应和氧化反应。

详细讨论了在获取大气瑞利-米散射谱中,反卷积技术适用的条件、遇到的困难和采取的算法,以及为什么在信噪比为20这一松弛条件下能重构出原线型。还讨论了用低分辨光谱分析元件获取高分辨光谱的可行性和途径。

报道了用国产激光二极管泵浦Nd:YVO4激光器连续锁模的实验结果。在泵浦功率为122.4 mW时获得稳定的锁模序列,脉冲宽度43 ps(FWHM),输出功率7 mW。实验中在较低的泵浦强度下观察到了弛豫振荡的振幅调制现象,并导出了含有自相位调制时锁模宽度的自恰解。

报道一种采用光纤光栅迈克尔逊干涉仪结构实现掺Er光纤Q-开关激光输出的实验。其中的全光纤迈克尔逊干涉仪由二个相同的光纤光栅构成,用来作为激光腔的其中一个反射镜,它同时提供了对激光输出波长的选择和对腔面反射率进行调制的二个功能,实验得到稳定的激光输出波长在1545.70 μm,脉冲功率为500 mW,脉宽为1.3 μs,重复频率为17 kHz。

首次报道了采用六镜环形腔结构的掺钛蓝宝石激光器。该激光器既可以实现自锁模的单向运转,也可以实现自锁模的双向同时运转。

在Nd:YAG激光器中,用单晶硅实现了被动锁模,得到了脉冲定义为28 ps左右,能量为约3 μJ的锁模脉冲,并对锁模机理作了初步解释。

精确测量了半导体激光器远场分布并与新的远场理论模型作了细致的比较。结果表明新模型在很大的角度范围内与测量数据准确地符合。

自麦克斯韦鱼眼(Maxwell fish-eye)透镜理论模型提出后,长期以来学术界一直以为它只是一种绝对光学仪器,在实践中并没有应用的可能。但通过对麦克斯韦鱼眼微球透镜的理论研究表明,在一定条件下,它具有良好的成像性能和耦合效率。采用复合结构及多阶段离子交换工艺可制备出优质的麦克斯韦鱼眼球透镜,在微小光学和集成光学具有诱人的应用前景。

用矩阵方法对一种准单色光退偏器Lyot改进型退偏器进行了详细的理论分析,得到了该退偏器的有效退偏条件为:1)退偏器的总延迟必须足够大;2)晶体楔角或通光孔径必须足够大;3)二晶体光轴夹角必须是45°。实验表明,该退偏器在400～800 nm宽光谱范围内对±10 nm的任意准单色偏振光进行退偏后,平均的残余偏振度小于1.2%。

介绍了采用位相平衡设计法设计优化的二元微透镜阵列,并应用于工作波长为1.536～1.564 μm,通信间隔4 nm的8通道光栅型密集波分复用器。设计并计算了二元微透镜各单元的位相结构和接收光纤端面上的衍射远场分布,最后讨论了当采用单模和多模接收光纤时,二元微透镜阵列部分引入的损耗及其在多模接收光纤中激起的基模比例。

在高斯光束传输理论基础上,推导出求解偏振无关楔(Wedge)型光隔离器插入损耗与反向隔离度的数学解析表达式;得出了采用不同材料隔离器的插入损耗、反向隔离度与双折射晶体倾斜角度及双折射晶体和旋转晶体间距的关系曲线;分析了影响光隔离器插入损耗、反向隔离度的因素。实际测量结果与理论分析相吻合。

对1.5 μm波导型声光TE-TM模式转换光滤波器进行了研究。采用了可降低驱动功率的表面声波导结构。在1.5～1.6 μm波段实现了可调滤光,通带宽度小于2 nm,达到97%以上转换率所需的射频驱动功率约80 mW(19 dBm),器件总插入损耗约9 dB。

实验研究了熔锥条件对双锥光纤滤波器的影响。提出一个高斯模型,预测锥的几何形状。获得了窄带(3 dB带宽4 nm)带通双锥光纤滤波器以及带阻中心波长分别为1535 nm(损耗-6.6 dB)和1559 nm(损耗-19.6 dB)的带阻双锥光纤滤波器。

在激光技术和偏光显微镜中常常在斜入射状态下使用波片。本文提出了一个波片相位延迟和偏振像差的精确公式。这一公式对于精确计算波片的调谐曲线和偏光显微镜的偏振像差十分重要。计算表明只要适当选择晶体的方位角,波片的相位延迟和偏振光的椭圆率随入射角的改变能减少到最小。

利用并改进平板玻璃两面P偏振光反射光强比的测量来确定玻璃表面层光学参数的方法,测量了平板玻璃两面P偏振光反射光强比C与入射角Hi的关系曲线。运用新的表面层模型进行数据模拟,获得了表面层的光学参数分布。

介绍拉曼自由电子激光器应用于目标的毫米波散射特性研究所做的一些探索性工作。自由电子激光器是七十年代中期出现的一种新型强相干辐射源。拉曼自由电子激光输出在毫米波段,具有高功率、可调谐等优点。利用自由电子激光辐射高能量和宽频带的特点,研究目标及材料的毫米波散射特性,开创了新的研究方向和研究途径。具有重大的应用前景。本文在这方面进行了探索性研究,得到了一些初步结果。

报道了合肥国家同步辐射实验室软X射线束的时间相干长度的理论估算、方法和实验结果。

采用几何光学对三维发光体的透镜成像问题进行了研究。考虑到成像光锥的贡献,在近轴近似下,得到了用发光体的辐射强度表示像平面上照度分布的积分表达式,由此得到下列结果:1)沿光路上每一垂直于光路的平面上能量贡献是一样的。2)由于光路积分,探测器测到的光强涨落的幅度小于实际的涨落幅度,但在一定的条件下,发光体的涨落图像可重现。

报道了用三个方向相互垂直的非偏振吸收光谱测量计算Judd-Ofelt参数从而算出双轴晶体Nd3+:KGd(WO4)2的荧光寿命、荧光分支比和发射截面的方法。得到的荧光寿命为119 μs,平均发射截面为2.3×10-19cm2。

研究了Co:KNSBN晶体和重还原Co:KNSBN晶体中光致吸收的变化特性。Co:KNSBN晶体的吸收系数随泵浦光强的增加而减小,吸收系数变化的最大值为3.2 cm-1,重还原Co:KNSBN晶体的吸收系数随泵浦光强的增加而增加,吸收系数变化的最大值为6.5 cm-1,在泵浦光关掉后,探测光频率很高的增幅振荡,然后呈现阻尼振荡。采用最近建立的双载流子(电子,空穴)和多重陷阱能级(两个深陷阱能级,两个浅陷阱能级)的光折变理论给以合理的解释,同时指出晶体的光致吸收变化特性在获得空间均匀光和非相干光放大中,有着潜在的应用。

给出求含有增益层与损耗层的突变与渐变折射率剖面多层平板波导导模的微扰理论与解析计算公式。举例讨论了导模模式的增益(或损耗)与结构参数和偏振的关系。本文方法较求解复本征值的打靶法等简便且节省机时。对于(半导体激光器与半导体激光放大器等)实际遇到的波导结构能给出精确数值结果,并可用以分析材料的增益系数或损耗对TE和TM模式及其增益的影响等问题。

从理论上研究具有复折射率的多层光波导的关键是求解复数超越本征方程,计算工作量是庞大的。本文提出了改善计算这种光波导中导模折射率的普遍公式。将它与叠代法结合起来,即使对于高损耗或高增益的结构,也能迅速地求得很精确的结果。文中以四层和五层的金属覆盖层波导作为实例说明这一计算方法,并将计算结果与其它方法所得的结果进行了比较。

报道了制备Z-切KTP Rb/Ba离子交换平面光波导的方法,给出了较理想的Rb和Ba的mol%比,测量了光波导层的光损伤感度和晶格常数变化。实验结果表明:光损伤感度为1.2～2.3×10-10 cm2/J,它与掺Ba的含量和热退火工艺无关;晶格常数的变化为0.42～0.25%,它随着掺Ba含量的增加而减少。

基于分布放大暗孤子传输系统中存在增益随机变化,利用守恒量扰动法,研究了增益随机变化对暗孤子到达检测窗口时间抖动的影响。结果表明,增益随机变化对暗孤子速度产生了影响,并增大了暗孤子到达时间的抖动。引入非线性增益可以有效抑制增益随机变化增大的暗孤子到达时间的抖动。

光在单模光纤中传播时可能获得与单模光纤几何位形有关的附加位相。本文报道了在单光子水平上对这种几何位相的实验观察,证实了这种几何位相的量子起源。

提出并研制了混合结构的闭环光纤陀螺系统。详细分析了该系统的结构特点、信号检测方法以及反馈信号对系统的影响。该系统具有低损耗、长期低漂移特性。实现了300deg./s的动态范围及小于300×10-6的线性误差。

研究了一个两能级原子处于充满了类克尔(Kerr)介质的高Q腔里与单模辐射场多光子相互作用的系统中,原子能级布居数的时间演化特性以及原子的偶极压缩效应。着重讨论了类克尔介质与单模辐射场作用的耦合强度V和失谐量$对原子系统行为的影响。

利用热场动力学的方法计算了热压缩态中测量相位算符的涨落。引入了两种类型的基础量子涨落,一种是与测量相位的两个正交分量相联系;另一种是与一个测量相位分量和光子数相联系。由此,研究了热压缩态中测量相位涨落的两种压缩及其与温度的关系。