利用热离子二极管加光电离技术, 对Cs原子62S1/2→52D5/2电四极跃迁的超精细塞曼(Zeeman)光谱进行了实验研究, 并进行了相应的能级结构及跃迁相对强度的理论计算。对理论、实验结果进行了比较和讨论。本研究对一种新的高分辨外场光谱方法的有效运用有指导意义。

在分布型光纤拉曼光子温度传感器(DOFRPTS)系统中, 自发拉曼光子是温度信息的载体, 在2 km光纤上实时采样1000个点, 用于空间温度场分布的测量。 系统采用拉曼光时域反射技术, 对所测点进行定位。 对分布光纤拉曼光子温度传感器系统的测温精度进行了讨论, 由系统的信噪比来确定测温精度, 提出了改善测温精度的方法, 实际系统的测温精度达±1℃。

详细地介绍了一种可用于分析大口径大视场二元光学系统的光栅矢量分析法BKK方法。 这种方法适用于光栅周期处于波长量级、 任意光栅轮廓及倾斜入射时的精确衍射效率计算。 给出了计算结果, 并与标量近似计算结果进行比较。

基于衍射光学原理, 获得了微透镜的衍射效率与蚀刻深度误差之间的关系式。 研究表明, 离子束蚀刻中目前采用的时间控制法可满足L=1时的微透镜微加工要求, 但未能满足L>1时的微透镜微加工要求。 对L>1的情形, 需要提高蚀刻深度控制精度以使蚀刻深度的误差小于87 nm。

合肥国家同步辐射实验室(NSRL)在表面物理光束线中应用了新的简单平面光栅单色仪作为分光仪器。 它采用平面光栅和球面镜组成光学成像系统, 波长选择由光栅绕其中心轴转动和球面镜绕一镜面外的轴转动完成。 单色仪在4～120 nm光谱范围内具有高的光学传输效率、 高的光谱分辨率。

利用液晶分子取向的电场可控性及光学各向异性的特点, 设计了一种新型的菲涅耳位相波带片, 这种器件具有制作简单、 造价低廉、 抗划损的优点。

用514.5 nm、 488.0 nm的Ar+激光和441.6 nm的He-Cd激光激发Eu3+:Y2SiO5晶体, 获得了一系列窄带荧光谱线, 其中双重谱线结构源于Eu3+离子发光中心在该材料中占据两种不等价的非对称光学格位。 测得了Eu3+:Y2SiO5的X射线多晶衍射谱的面间距数据, 计算了晶格常数和晶面角度, 通过和非掺杂Y2SiO5晶体数据的比较, 探讨了Eu3+和Y2SiO5格位的相互影响。

基于三模激光与三能级分子相互作用时态的布居依赖于激光的位相和振幅, 提出利用激光选态激发, 实现Fredkin量子逻辑门的功能。

研究了Yb:YAG晶体的光谱特性, 通过不同掺杂浓度的Yb:YAG晶体的荧光寿命的测定, 确定了Yb3+在Yb:YAG晶体中的最佳掺杂浓度, 用合作上转换机制解释了高浓度掺杂时的荧光浓度猝灭效应, 研究了掺杂原子分数为0.2的晶体微片的激光性能。

综合分析了铬钙离子共掺钇铝石榴石晶体(Cr, Ca:YAG)可见光-近红外区的室温吸收光谱, 其中四配位和六配位的四价Cr4+离子光谱成分是共存的, 拟合得到的晶场参数符合光谱学的理论和实验规律, 并且这两类Cr4+中心的晶场性质均受到晶体中二价补偿离子Ca2+的影响。

以KTP晶体作为Nd:YAP锁模激光器的内腔倍频元件, 在带非共振环(ARR)的对撞脉冲锁模(CPM)非稳腔和虚共焦非稳腔中实现高效倍频转换, 其倍频能量转换效率分别为53.4%和60.2%。 测定了两种腔型的基波脉宽分别为8 ps和18 ps, 二次谐波输出的最大能量起伏分别为10.6%和12.5%。 理论分析了两种不同腔型及其实验结果的特点。

给出光折变晶体感应自泵浦相位共轭的一种理论解释, 利用数值计算求解相应的耦合波方程, 得出感应自泵浦相位共轭光与诱导光之间在一定条件下所呈现的双稳关系以及可逆感应和不可逆感应的特性, 其分析结论与笔者先前得到的实验结果吻合。

研究了二极管端面泵浦的附加脉冲锁模的Nd:YLF激光器, 并分析了脉冲压缩原理及自启动机制。 在最大泵浦功率为2.4 W时, 得到重复频率为134 MHz、 脉宽为2 ps、 有效输出功率76 mW、 相应峰值功率为283 W、 波长为1.053 μm的稳定的连续锁模脉冲序列。

通过测定激光诱导等离子体中Al原子共振双线396.15 nm和394.40 nm强度的时-空演化特性, 对激光诱导等离子体中共振双线的演化规律及其机理进行了讨论。 使用的气体是空气, 气压为101 kPa。

通过多个点状探测器在三维空间中的适当分布的排列, 得到了基于倒置结构X射线锥形束投影的直接体积重建三维成像模式。 与锥形束边界重建相结合, 针对倒置结构构造的重建算法及其数值仿真表明, 新的成像模式相对于传统的锥形束边界重建, 在实际存在X射线投影噪声情形下有明显的优点。

根据投影栅相位法三维检测实际应用中所遇到的频域处理的移频问题和被测物体与参考面的对应关系问题, 分析了它们对解相精度的影响, 提出了不移频和全场参考面的解决方法。 经实例验证, 它们在工程应用中取得了满意的效果。

论述了干涉图的图像处理方法。 提出了干涉图反高斯变换的光强平均分布处理, 保证了干涉图信息的完整性, 同时将基于视觉零交叉理论的边缘检测方法应用于干涉条纹的边缘检测中, 精确地检测了干涉条纹的边缘, 减小了由干涉条纹提取相位差的误差, 并与常用的二值化方法进行比较, 最后给出了一个有效的干涉条纹细化方法, 并与其它处理方法进行了比较。

引入一种计算光波导传播特性的新方法传递函数方法。 给出了公式推导, 计算了扩散各向同性及扩散各向异性平面光波导的传播特性, 并与其它方法所得结果进行了比较。 结果表明用传递函数方法处理折射率渐变分布的光波导问题, 计算相对简单, 可以得到精确的数值结果。

给出用以分析非线性包层多量子阱波导TE模光学非线性与双稳性的理论公式与计算方法。 指出用均方根等效折射率法解本征方程是有效的简化方法。 用本文方法分析了模折射率对波导总功率的依赖关系, 芯区功率与总功率之间的双稳性以及模场分布与模折射率的关系, 讨论了波导参数对光学非线性、 双稳性及模场分布的影响。

理论研究了不均匀静磁场对静磁体波传播和导波光布拉格(Bragg)衍射特性的影响。 计算表明, 在场强分布适当的不均匀磁场中, 静磁体波的振幅有所增加, 从而可以明显提高导波光的布拉格衍射效率。 此外, 有望通过不均匀静磁场来控制衍射光的发散。

应用线性近似方法, 计算了具有指数形式关联的两白噪声驱动下单模激光光强的关联函数、 功率谱及关联时间。 根据计算结果讨论了噪声间的关联程度和噪声间互联时间对以上各量的影响, 并和噪声间具有δ函数关联形式的情况进行了比较。

在自适应光学系统中, 波前计算是指由波前斜率计算、 波前复原运算以及波前控制算法等组成的一类处理任务。 本文研究了从波前计算算法表达层到结构层的优化映射的实现方法, 根据现有的并行计算理论提出了适用于波前计算的两种基于单指令流多数据流(SIMD)结构的并行算法、 倍增算法和分组算法。 在此基础上, 以乘-累加(MAC)时间和输入/输出(I/O)时间作为衡量算法性能的两个指标, 在通用数字信号处理(DSP)芯片构筑的单指令流多数据流阵列机上, 对上述两种算法的计算效能进行了详细分析和比较。

根据湍流大气中激光对数强度的最低几阶中心矩建立了一种最大似然概率分布模型, 该模型可以方便和准确地描述实际概率分布。 根据实验结果分析了激光对数强度的概率分布的偏斜度和陡峭度的特征。 发现在弱起伏条件下, 对数强度的概率分布一般接近于正态分布, 当偏离正态分布时, 概率密度分布的偏斜度总是为负, 陡峭度总是为正。

利用双折射效应和偏振调制原理, 设计了一种实用化的反射式光纤温度传感器, 分析了精度、 灵敏度等测量的主要指标与光源、 双折射晶体及传输光纤之间的相互关系, 并进行了相应的实验, 给出了系统参数选择的最佳设计方案。

利用高频饱和滤波效应和动态载流子恢复时间概念分析了基于半导体光放大器中交叉相位调制的马赫-陈德尔型全光波长变换器的频率啁啾和码间干扰。 当采用反向波长变换时, 对于不同的探测光功率在维持消光比不变的情况下, 变换信号性能较差的原因是较长的载流子恢复时间和较强的码间干扰。 但是对于同向波长变换, 在大的探测光功率和快的载流子恢复时间的情况下变换信号的性能并不一定好于探测光功率较小时达的变换信号的性能。