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19卷 第12期
讨论了三能级原子在消逝波光场作用下的Sisyphus冷却和几何冷却机制, 通过蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法分别模拟了消逝波光场在方锥形势阱和圆锥形势阱两种情况下对原子冷却的动力学过程, 并计算了原子在不同的失谐量、激光功率及消逝波的判断宽度下的冷却情况。 结果表明, 增大消逝波的激光功率能有效地减少原子的损耗, 但对冷却结果影响不大; 而消逝波的判断宽度不够宽时, 结果偏差较大; 对于方锥形势阱, 失谐量越小, 原子的最终温度也越低; 在其它条件相同的情况下, 方锥形势阱比圆锥形势阱更有效, 原子能达到更低的温度和更高的密度, 因而在原子光学, 如原子干涉仪、 原子激光等应用中更为有用。
原子冷却 消逝波光场 原子势阱 Sisyphus冷却 蒙特卡罗模拟 通过考察三能级原子与单模和双模场相互作用系统中原子偶极压缩和光场压缩随时间的演化规律, 研究了原子偶极压缩与光场压缩之间的关系, 讨论了原子偶极压缩与光场压缩之间相互转换的特征, 并给出了初始处于偶极压缩状态的原子辐射压缩光的条件。
偶极压缩 光场压缩 关联 研究了一个慢的二能级里德伯原子和一个快的三能级里德伯原子与腔场发生相互作用后腔场的压缩性质。 结果表明, 对快原子进行选择电离和测量, 腔场不存在压缩; 而对慢原子进行选择性电离和测量, 腔场存在压缩, 最大压缩处压缩参量可达25%。
里德伯原子 原子选择电离和测量 压缩性质 在钾蒸气中用双光子共振三光子电离法测出了钾原子6S态的电离流随时间的衰减曲线。 由电离流和多光子动力学参数的关系计算了6S态的光电离截面。 当用766.4nm和769.8nm单光子激发时, 通过能量积聚效应也可诱导钾原子得以电离。
双光子共振三光子电离 光电离截面 能量积聚效应 利用“跳跃模型”讨论外加交变电场(包括正弦和方波电场)对光折变基频空间电荷场建立的影响, 给出了空间电荷场基频分量随时间、 外加交流电场振幅频率等变化的通解表达式。 发现基频空间电荷场虚部和实部的振荡频率分别是外加交流电场振荡频率的两倍和一倍。 当外加交变电场频率较大时光折变光栅是相移型的。 这和基于“带导模型”给出的数值结果相符。
光折变 外加交变电场 空间电荷场 引入规格化的相位谱[不一定为科尔莫戈罗夫(Kolmogorov)谱], 推导了大气湍流相位结构函数、 低阶模式校正后的残余相位结构函数以及长曝光光学传递函数(OTF)。 分别给出了在各种不同大气湍流强度ρ0、不同相位谱空间频率的指数下降因子β时, 大气湍流相位波前低阶模式完全校正后和倾斜部分校正时的长曝光光学传递函数(OTF)、长曝光斯特列尔(Strehl)比和半高全宽(FWHM)的数值计算结果。
自适应光学 长曝光光学传递函数 斯特列尔比 半高全宽 低阶模式 相位结构函数 分析了自适应望远镜系统的波面补偿剩余误差与频率响应的关系。 分别导出了时间响应误差和波面探测误差与截止频率之间的数学表达式, 表明剩余波差随截止频率的变化规律既有反方向部分, 又有正方向部分, 从而可以找到一个最优频率, 使得系统剩余波差最小。
自适应光学 波面补偿剩余误差 时间响应误差 波面探测误差 截止频率 分析了用于自适应光学波前补偿实验的对流湍流池折射率和光强起伏的空间、 时间结构, 建立了平均速度很小或等于零时的相关函数, 讨论了速度起伏对相关的扩散作用。 数值计算和实测的结果表明: 速度起伏不仅使时间相关减小, 而且使频谱的内尺度减小。
对流湍流 时间相关 空间相关 激光对数光强起伏的快速傅里叶变换功率谱的无标度区间的标度指数在许多情况下很不稳定, 并且超出了理论界限, 因而本文引入了离散小波变换(DWT)频谱分析。 通过对1/f信号的快速傅里叶变换频谱和离散小波变换频谱的对比分析, 验证了离散小波变换频谱分析的优越性。 激光大气闪烁的离散小波变换频谱的无标度区间的标度指数在一天内(除日出后和日落前两段时间外)的变化比较稳定, 并且不超出理论界限。 这些结果表明, 对于一般大气湍流中的激光闪烁的频谱分析应使用离散小波变换代替快速傅里叶变换。
光传播 大气湍流 闪烁 频谱分析 小波变换 实现了全光纤波长可调谐主动调Q和自调Q激光脉冲输出。 波长可调谐范围为5.7 nm。 主动调Q激光脉冲的最高峰值功率可达2.6W, 平均功率1mW。 观察到了自调Q现象, 且对自调Q现象给予了初步的解释。
弛豫振荡 调Q 光纤光栅 光纤激光器 光电成像系统由于欠抽样产生频谱混淆。 用矢量分析方法, 给出了正弦图像基元的混淆表达式。 具体分析了以矩形光栅为例的周期性目标莫尔条纹式的混淆效应, 以及非周期性目标噪声形式的混淆效应。 并分别作了计算机仿真实验。
光电成像系统 傅里叶变换 欠抽样 频谱混淆 莫尔条纹 在激光扫描大型三维曲面测量中, 激光光斑中心的准确定位是提高测量分辨力的关键。 当测距范围较大时, 受多种因素的影响, 激光光强分布严重不均致使其几何中心与强度中心发生了偏离。 此时, 传统的光斑中心提取方法不能适用。 为此, 根据光斑图像仍能给出圆形光斑的大部分轮廓这一特点, 提出了基于Hough变换的激光光斑中心读取方法。 实验结果表明该方法对提高大型三维曲面测量精度是有效的。
激光扫描 Hough变换 三维形状测量 对生物组织光学模型尤其是光散射特性进行了研究, 发现可以利用等效粒子数密度的粒度分布更精确地了解生物组织的光散射性质。在夫琅和费衍射近似下, 散射系数和散射相函数可以由等效粒子数密度的粒度分布得到。基于粒子粒度光散射测量技术, 所得结果可给出一种新的可行的测量生物组织光学性质参数的方法。
生物组织 光学模型 光散射 等效粒子数密度 粒度分布 通过相位恢复的原理, 设计了在平行光的照明下单轴双折射晶体做成的衍射相位元件以实现分离并聚焦o偏振光和e偏振光。 讨论了相位量化对结果的影响。 理论计算表明: 这种方法可成功地实现偏振光的分离和聚焦。
衍射相位元件 聚焦 刻蚀深度 复振幅 基于自发拉曼散射的光纤分布式温度测量系统是一种真正的分布传感系统且已商品化。 本文从光学的角度出发较详细地分析了此类系统的空间分辨力理论极限及其影响因素。 分析表明, 对于一个1 km的多模系统, 若接收机的最小可分辨光功率优于3.5pW, 则其在0~400℃的范围内且温度精度为±1℃时的空间分辨力极限为2cm; 当接收机的最小可分辨光功率小于0.5 pW, 单模系统的空间分辨力极限优于对应的多模系统。 因此, 把基于自发拉曼散射机理的光纤分布式温度测量系统用于短距离高分辨力的系统理论上是可行的。
光纤 分布温度测量 受激拉曼散射 非线性脉冲展宽 提出一种新型的白光准直器, 它由梯度折射率光纤及光阑组成的微阵列构成。 在研究其准直原理及理论计算基础上, 讨论了材料和结构参数对准直特性的影响。 实验结果表明, 选择合适的参数, 可获得发散角小于±10°的近准直光, 该种准直器可满足扩展液晶显示器(LCD)视角对准直背光源的需求。
准直光 梯度折射率光纤 背光源 液晶显示 在800nm激光二极管激发下, 研究高掺杂Er3+(摩尔比大于3%)的AlF3基(AYF、 AZF)玻璃的红外-可见上转换发光性质。 在AYF玻璃中, 550nm绿光上转换的最佳Er3+掺杂摩尔比为6%, 而在AZF玻璃中为12%。 随着Er3+掺杂量的增加, 红光与绿光上转换发光强度比(Ir/Ig)增加。 这被认为与两个Er3+离子(一个在4I9/2态、 另一个在4S3/2态)的交叉弛豫过程有关。 同时由于此交叉弛豫作用, 上转换红光发射强度I∝Pex1.6。
上转换 Er3+掺杂 氟化物玻璃 AlF3基 研究了Er3+:ZBLAN和(Yb3+, Er3+):ZBLAN玻璃在966nm半导体激光激发下的上转换发光现象, 发现在(Yb3+, Er3+):ZBLAN玻璃样品上存在由Er3+离子间交叉弛豫导致的上转换发光随激光功率二次攀升的类雪崩上转换发光现象; 并且由稳态速率方程的数值计算得出与实验测量相吻合的结果: 当Er3+离子间的交叉弛豫P很小时, 上转换发光是随抽运激光功率的增强而逐渐趋向饱和的; 当P较大时, (Yb3+, Er3+:ZBLAN玻璃由于Yb3+和Er3+离子间的交叉能量传递速率很大, 致使Er3+离子的上转换激发速率R很大, 造成上转换发光在达到饱和之前出现一个陡升, 这就是实验观察到的由类雪崩效应导致的上转换发光随激光功率二次攀升的现象。
上转换发光 类雪崩效应 二次攀升现象 Yb3+和Er3+离子 ZBLAN玻璃 合成了三价铕的高分子配合物, 主链高分子采用丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的共聚物, 引入邻菲咯啉(phen)和二苯甲酰基甲烷(DBM)作为第二配体。 研制了结构为ITO/PVK/Eu3+-polymer/Al的器件, 起亮电压为8.5 V, 在16 V下看到了明显的红色发光。 研究了它的光致发光和电致发光性质,发现电致发光和光致发光的光谱有明显不同的特征,对其可能的机理作了探讨。
有机电致发光 光致发光 高分子配合物