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5期
阐述了时间分辨光学计算机层析(CT)图像重建逆问题的最佳摄动量法求解原理, 给出了基于微扰变分原理的正向算子雅可比(Jacobi)矩阵快速计算公式, 数值模拟实验证明了该方法在实际应用中的可行性。
光学计算机层析 扩散模型 逆问题 雅可比矩阵 
提出了一种新型光电混合循环排序网络。 排序网的互连级采用自由空间光学反-逆混洗(Comega)互连, 比较交换节点列阵采用硅互补金属-氧化物-半导体-自由光效应器件(CMOS-SEED)光电混合集成电路来实现。 由于反-逆混洗多级网络各互连级完全相同, 该排序网络通过采用循环结构大大地简化系统所需的硬件。 通过采用并行比较交换节点进一步提高了排序网络中比较操作的速度。
光计算 光互连 并行处理 排序网络 在光弹应力分析中, 利用分数级条纹可以提高分析精度, 于是, 产生分数级条纹的方法研究就变得非常重要。 利用图像处理技术, 首先采集一幅图像, 然后通过对这幅图像的算术运算就可以产生分数级条纹。 给出了详细的理论分析, 并进行了实验。 利用本文方法, 在两条整数级条纹之间, 可以相继产生7条分数级条纹。
光弹性应力分析 分数级条纹 图像运算 研究了基于同轴伽柏(Gabor)X射线全息方法的X射线相位成像。 应用部分相干光的同轴GaborX射线全息理论, 分析了入射光的部分相干性对直接X射线相位成像的影响, 指出相干性对直接成像的影响不是很大, 并研究了X射线相位全息。 讨论了入射光的部分相干性、 记录介质的有限分辨、 物体与记录介质的准直程度和复原的位置等因素对成像质量的影响。 证明了物体与记录介质的不准直是影响相位成像质量的最重要因素, 给出了纵向记录长度不确定程度与横向记录介质分辨所必须满足的一个条件以得到高质量成像。
相位成像 X射线全息 部分相干 讨论了实时全息法应用于检测透明物体的情况下获得高衍射效率和高衬比条纹的若干问题。 给出了同时获得高亮度检测场和高衬比条纹的最佳参数。 在最佳光束比等于1和最佳相位调制度为1.42时, 衍射效率和光能利用率均可达到29%。
实时全息法 衍射效率 条纹衬比度 光束比 相位调制度 给出了一组在单模光纤中超短脉冲前向四波混频的耦合波方程。 利用这组方程所作的数值研究表明: 在低转换和脉冲的走离远小于脉冲宽度的条件下, 超短脉冲前向四波混频的转换效率对相位失配的关系与连续波四波混频情况基本相同, 不存在使增益为零的Δk(k为不考虑非线性折射率时模的波数)的取值区间, 但峰值条件应该是Δκ=0(κ为计及非线性折射率时模的波数), 而不是Δk=0; 窄脉冲的转换效率略低且峰值位置与Δκ=0稍有偏离; 在超短脉冲的前向四波混频中实现Δk=0, 可以最大限度地避免在Δk≠0时由于脉冲的走离所造成的脉冲加宽和变形。
前向四波混频 超短脉冲 单模光纤 根据掺铒光纤放大器(EDFA)的速率方程和传播方程, 忽略自发辐射噪声, 推导出了小信号调制时频率响应函数的解析表达式以及大信号调制时描述瞬态增益的方程。 数值计算表明, 当输入信号的调制频率大于5 kHz时, 放大器的瞬态增益变化很小, 频率响应很弱。 通过计算机仿真, 描述了关闭一个信道时的放大器的增益变化过程。
掺铒光纤放大器 频率响应 瞬态增益 理论上对不同厚度的“凸”字形悬臂梁的调谐能力进行了分析, 实验中选用适当尺寸的悬臂梁, 对粘贴其上的光纤光栅的反射波长实现了线性调谐, 并观察到由于梁轴向应力的梯度分布造成的啁啾输出现象, 指出选用长度较短的光栅可以减小谱的展宽量。
光纤光栅 线性可调 悬臂梁 啁啾光栅 用差分方程法和直接积分法求扩散型平面光波导问题的解, 得到了有10位有效数字的传播常数。 证明在此问题上, 差分方程法的简单计算比有限元法和其它方法更为优越。 它是用自洽场法解通道光波导问题的数学基础之一。
扩散型平面波导 传播常数 有限元法 根据耦合模理论, 分析了磁光波导中静磁波与导波光的相互作用特点, 给出了导波光模式之间的耦合方程。 理论分析表明, 仅当垂直磁化时, 发生模式转换的导波光才被全部衍射, 此时衍射效率等于模式转换效率。 计算了斜向场作用下YIG薄膜中导波光的反斯托克斯相互作用衍射效率, 所得结论与实验结果一致。 适当倾斜静磁场, 导波光的模式转换和衍射效率均可比垂直磁化时明显提高。 同时改变静磁体波传播方向和斜向场的偏离方向(与垂直方向的夹角不变), 导波光的衍射效率几乎不变。
静磁波 导波光 模式转换 衍射效率 采用真空蒸发经热处理制备了V2O5薄膜, 使用二电极恒流法从1 M/L LiClO4的PC电解质溶液向V2O5薄膜注入锂离子, 形成LixV2O5(0≤x≤0.54), 测量了V2O5薄膜近垂直反射和透射光谱, 计算了光吸收系数。 X射线衍射分析表明薄膜为微晶结构。 吸收系数与光子能量关系曲线中存在两个不同的变化区域, 光子能量较高部分, (αhν)1/2与hν有线性关系； 较低部分, 吸收光谱存在一个尾巴。 这两个区域的分界能量取决于电子和锂离子的注入量。 研究结果表明V2O5薄膜阳极电致变色起源于吸收边缘的移动, 而阴极电致变色则来源于小极化子的吸收。
V2O5薄膜 光吸收 电致变色 介绍了在金属基片上激光沉积缓冲层和YBa2Cu3O7-x(YBCO)高温超导薄膜的研究结果。 在带yttria-stabilized-zirconia(YSZ)缓冲层的NiCr合金基片上, 激光原位沉积出YBCO超导薄膜, 薄膜的零电阻转变温度为84 K, 77 K时临界电流密度约为2000 A/cm2; 缓冲层的取向可以通过选择适当的沉积参数来改善; 用扫描隧道电子显微镜对YBCO薄膜的微观结构分析表明: 完善的螺旋生长结构可能是优质YBCO超导薄膜的一个重要特征。
激光沉积 超导薄膜 金属基片 螺旋生长结构 缓冲层 在分岔点附近, 通过对描述布拉格(Bragg)型声光双稳系统的差分-微分方程进行线性稳定性分析, 得到了系统对小信号放大时的共振频率, 给出了放大倍数的表达式。 然后通过数值计算模拟出系统对小信号的放大过程, 结果与理论分析相符。
声光双稳系统 弱信号放大 分岔点 分岔参数 分别利用部分相干理论、 以广义椭球波函数为基础的Karhunen-Loe′ve展开和相干成像理论研究了弱湍流像差大气照明系统互强度函数传输特征和位于湍流介质中镜面物体成像规律。 结果表明： 仅当反射光束相干尺度(成像光束等效直径)小于成像孔径的尺度时才能改善湍流大气中两次成像的质量。
二次成像 大气湍流 像质改善 激光等离子体实验中的轴对称的X光的体发射强度及光学全息干涉的测量, 需要采用逆阿贝尔(Abel)变换。 用快速傅里叶变换(FFT)和汉克耳(Hankel)变换的算法数值求解逆阿贝尔变换, 具有精度高、 可在频域内滤波的特点。
阿贝尔变换 快速傅里叶变换 汉克耳变换 研究了激光加工用大功率CO2激光束在飞行光学导光系统中传输所产生的空气热透镜效应。 实验发现当飞行光学导光系统中的空气静止时将产生空气热透镜效应, 而充以一定压力的压缩空气却可以消除空气热透镜效应。 实验表明无热透镜效应时, 光束遵循高斯光束传输规律, 而有热透镜效应时, 光束偏离高斯光束的传输规律, 并影响到激光束聚焦焦点的大小和位置。 另外通过激光空气热透镜效应的非线性模型计算了热透镜效应所引起的光束传输相对高斯光束的偏离量, 理论计算和实验测量相吻合。 在此基础上提出了热透镜效应引起光束传输虚束腰和赝束腰的概念, 并指出应采用虚束腰来推导光束的传输与聚焦特性。
热透镜 大功率CO2激光加工 飞行光学导光系统 采用实时测量光学二次谐波产生(SHG)和吸收光谱的方法对苯腙类有机分子NDA及一种新合成的经氰基团修饰的有机分子CNDA掺杂PMMA极化聚合膜的非线性光学性质进行了研究。 实验中发现两种掺杂极化聚合膜的最佳电晕极化温度均低于它们的玻转温度, CNDA/PMMA极化掺杂聚合膜的χ(2)较NDA/PMMA极化聚合膜的大。 结合极化前和极化后吸收峰强度的变化, 得到CNDA分子的非线性极化率β约为146×10-30 esu。 在撤离极化场后, CNDA/PMMA的二次谐波强度的弛豫也比NDA/PMMA的慢。
二次谐波产生 掺杂聚合膜 电晕极化 Ce掺杂单晶石榴石Ce:V:(Gd, Y)3Al5O12是一种实现高亮度、 高分辨率红色显示的理想荧光新材料。 它具有宽带发光谱, 主峰位于580 nm, 采用这种材料作荧光屏的φ54 mm阴极射线管投影管可以达到7300 cd/m2的高亮度, 效率为1.5 lm/W, 通过优化电子枪设计, 整管分辨率可达到80 line/mm以上。 本文对这种新材料的发光机理、 制备工艺进行了详细介绍, 并对一些实验中得到的有意义的结论进行了报道。
单晶发光屏 高亮度、高分辨率显示 荧光材料 研究了拉伸还原法制备含银R2O-B2O3-Al2O3-SiO2系统偏振玻璃的工艺, 制得了工作波段在600～1400 nm、 透光率90%、 消光比162:1的玻璃偏振片, 着重探讨了拉伸比对偏光性能的影响, 并对偏振机理作出了解释。
R2O-B2O3-Al2O3-SiO2系统 偏振玻璃 银粒子 偏光性能 报道了MgF2晶体1.06 μm激光损伤阈值和损伤形貌。 研究了用CO2、 XeCl和Cu蒸气三种不同的激光对MgF2进行激光预辐照加固和酸腐蚀加固。 结果表明, Cu蒸气激光加固效果最佳, 其次是酸腐蚀和XeCl激光预辐照, 并对加固机理进行了分析。
激光预辐照 酸腐蚀 激光损伤 从光学邻近效应产生机理出发, 提出用带灰阶衬线的灰阶掩模实现光学邻近效应精细校正的新方法, 并指出掩模图形振幅信息的优化, 即合理分布掩模图形的空间频谱, 可以改善空间像的光强分布并获得高质量的光刻图样。 计算表明, 校正后的成像图样与理想像的偏差小于0.9%。
光学邻近效应校正 灰阶掩模 灰阶衬线 分析了级联单端输入非线性光波导耦合器的输出特性。 理论分析表明这类器件具有极好的开关、 限幅以及稳定光功率的特性。 调整耦合器的耦合长度, 可改变开关的阈值功率和限幅器的门限, 且随着级联耦合器数目的增加, 开关的动态开关区、 消光比以及输出功率的起伏下降。 数值分析表明, 级联耦合器作为全光开关, 消光比可小于-90 dB, 动态开关区可小于3×10-4 Pc； 作为光功率稳定器和光学限幅器, 其输出光功率起伏可小于10-7 Pc。
非线性耦合 光开关 光限幅器