光纤光栅在未来光纤通信与光纤传感系统中将起关键性作用。 本文进行了不同线型光栅变迹与啁啾等波导结构参数下的非均匀光纤光栅响应特性的数值计算, 并通过对光栅响应不对称性的研究讨论, 提出了光栅响应对称性的两个一般条件。

根据光纤中的布里渊散射附加频移与光纤所受的拉伸应变有关的特性, 推导了附加频移与应变间的线性关系。在此基础上提出了利用光外差原理探测附加频移, 从而实现应变探测的传感新方案, 并分析了该方案能降低对激光源的线宽及频率稳定度要求之原因, 给出了实验系统及实验结果。

通过对超短光脉冲在单模光纤中传输方程的分析研究, 给出了在零群速色散区传输方程的亮、 暗孤波解。 结果表明, 超短光脉冲在光纤的零群速色散区仍能以亮、 暗孤波的形式传输, 且不存在孤子自频移现象。 这对实现超短光脉冲在光纤中的长距离稳定传输和超高码率的光孤子通信系统具有重大的意义。

对色散位移光纤中三阶色散影响下皮秒孤子之间的相互作用进行了数值计算, 结果表明该类光纤中孤子之间的相互作用比常规光纤中更严重, 前者对通信系统性能的影响比后者更大。 研究结果还表明, 用于抑制常规光纤中孤子间相互作用的相邻孤子不等振幅传输方法只能在较短的传输距离内适合于色散位移光纤。 为此, 本文还就色散位移光纤中孤子间相互作用的抑制问题提出了新的建议。

严格求解含非线性延时修正光纤孤立子方程, 得到一类完全不同于光纤中已知的亮孤子和暗孤子的新型光学孤波解, 并讨论了其物理含义及在光纤实验中观察这种扭结孤波的可能性。

利用一种与Bchlund变换有关的方法严格求含非线性延时项光孤立子方程, 得到了该方程的漂移型扭结孤波解, 并讨论了解的极限性质和相关物理问题。 最后指出了该方程在γ=0处的参数不稳定性问题。

以电流变材料制作的结构构型及特性可随外界因素而变, 当具备一定的感知功能后即成为智能结构。 光纤传感器具有抗电磁干扰、 高灵敏度、 高频响、 可挠曲铺设等特点, 故成为传感系统的首选技术。

采用新颖的调谐方式, 实现了可调谐光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)环形腔激光器的运转, 得到了稳定的可调谐、 窄线宽激光输出, 调谐范围为5.7 nm, 线宽小于0.1 nm。

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制成激光染料掺杂有机改性凝胶玻璃(Ormosil)。 用室温下调Q Nd:YAG激光器倍频光(532 nm)泵浦凝胶基, 成功地获得了高转换效率、 长寿命、 可调谐固态染料激光器的激光输出。 其中SiO2-Ormosil基质Pyrromethene 597染料激光器, 激光输出阈值低于10 μJ, 斜率效率η＝61%, 550～594 nm波长范围内连续可调谐, 激光输出能量下降10%所承受的激光脉冲数大于2.5×104个(激光泵浦频率1 Hz, 能量密度1 mJ/cm2)。

分析了光折变晶体的电光系数对二波耦合特性的影响。 二波耦合能量转移方向不仅依赖于晶体中光生载流子的电荷符号以及入射光与晶体c轴的相对取向, 而且依赖于晶体电光系数各分量的相对大小; 这种特性特别明显地表现在相向二波耦合作用中。 对不同掺杂浓度(掺铈或掺铑)的0°切割和45°切割的体块及薄片的BaTiO3晶体进行了实验观察, 结果与理论符合得很好。

参照朗道(Landau)相变理论的基本精神, 研究光学多稳性系统的相变与临界现象, 揭示了相变的多样性, 以及多稳系统通向完全单稳状态的不同路径。 多稳性的级次愈高, 相变的式样也就愈多。 根据临界点的稳定性准则, 对临界点进行分类, 并用以考察作为非平衡系统的多稳系统中多种临界现象。 这种分类法对于平衡与非平衡相变的研究, 均有其参考价值。

提出近场衍射图样的抽样定理处理方法。 在近场衍射中, 孔径和衍射场分布为或近似为空间有界物, 在其频域中抽样可以比较精确地恢复衍射场的分布。 衍射场频谱带宽的近似值由频谱的幅值大于中心频谱极大幅值的1%的频率范围所确定。 在此带宽内对频谱抽样, 抽样间距与观察处的带宽成正比, 与孔径函数的空间带宽积成反比。 对于线度小于波长的狭缝和圆孔的近场衍射图样的计算结果都与他人理论和实验结果相一致。 该方法具有直观简捷的优点。

介绍了用于薄膜晶体管液晶投影仪显示的偏振光分色系统, 用多层光学薄膜实现了分色功能, 并对薄膜的设计、 制造和测试进行了讨论。

PbTiO3超微粒-硬脂酸复合超薄膜用LB膜技术制备, 用π-A曲线和原子力显微镜(AFM)进行膜性能的表征。 紫外-可见光吸收光谱、 荧光光谱和拉曼光谱表明: PbTiO3超微粒及其复合LB膜具有量子尺寸效应和介电限域效应; 复合LB膜在室温下具有光致发光现象和软模发生了变化。

从理论和实验结果两方面探讨了基底表面和多层膜膜面的均方根粗糙度对软X射线多层膜的光学特性的影响。 指出了分析表面粗糙度最合适的方法和对表面粗糙度的着重研究方向。

在分析傅里叶相位展开法中存在的一阶频谱定位误差的基础上, 尤其针对实际工作中非严格均匀参考条纹干涉图的相位展开问题, 提出基于伽柏(Gabor)小波的局域匹配滤波方法, 构造多通道伽柏滤波器, 得到在Mallat极大模意义下的最佳匹配相位。 同时也较好地实现了噪声及遮挡物的去除。 通过对模拟的和真实的干涉图的波前重建, 证实本方法在处理非平行等间距参考条纹图象及畸变严重的干涉图时, 优于通常的傅里叶相位展开法。

直角坐标下的拼接方法在测量三维物体特别是回转物体时碰到了困难。 把拼接方法推广到圆柱坐标可以解决这一难题。 推导了圆柱坐标下的拼接公式, 给出了计算机模拟和测量的结果, 其理论拼接误差为10-7 mm数量级, 验证了这种方法的正确性。 最后给出了实际测量结果。

提出了一种新的莫尔条纹解调技术即频移法, 它改变了莫尔条纹分布的频率, 而相移莫尔法只是改变了莫尔条纹的相位。 从阴影莫尔图分布的基本公式出发, 借助于相移阴影莫尔法的思想推导并得出了频移阴影莫尔法的公式, 在此基础上给出了特定条件下的实用公式。 同时也分析了其相位图, 将其主值范围从0～π拓展到0～2π, 解决了其去包裹中正负号确定问题。 最后给出了实验结果, 并分析和模拟了由于频移的不准确给测量结果带来的影响。

提出分数傅里叶变换全息图, 讨论了它的性质。 拍摄了分数傅里叶变换彩虹全息图, 基于其再现条件的特殊性, 可建立一种新型的防伪全息术。

利用局部模耦合模型理论上分析了扫描近场光学显微镜光纤锥的光场性质, 给出光纤锥中存在的正、 反向传播的基模场微分方程, 以及基模反向耦合系数的数值计算结果, 其最高反射系数达1%左右。 这种反射光可起着光纤锥激光器谐振腔输出端镜的作用。 另外, 抛物型光纤锥探针的反向耦合系数比截锥型的低。 并给出光纤锥中光波逆向反射的实验结果。

设定多个变倍组元和多个补偿组元并应用最优化计算方法, 给出了最新型变焦距物镜多组元全动型高斯光学参数的计算方法, 它概括了几乎所有机械补偿法的变焦方式。

根据衍射积分公式, 对连续多模激光束通过随时间变化相位片的变换特性进行了数值模拟, 详细地讨论了相位片单元尺寸和相位变化频率对多模光束光滑化和能量分布的影响。 数值模拟结果很好地解释了实验结果。

分析了用于激光脉冲整形的激光器与单模保偏光纤之间的耦合问题, 提出了获得最佳耦合效率的条件, 为了提高耦合效率, 其耦合系统的设计以及放置的位置要都受到激光器谐振腔和光纤参数的限制, 并从实验上对所提出的耦合条件进行了验证。 所得结果为系统的优化提供了理论础和实验依据。

主要介绍天文镜面加工中的刀口定量检验技术, 包括阴影图像CCD实时采集、 图像处理、 定量计算。

测量了1, 10-二氮杂菲和硝酸［二-(1, 10-二氮杂菲)合镧］甲醇溶液的单光子和双光子激发紫外荧光谱。 研究表明: 镧离子的配位对1, 10-二氮杂菲的紫外荧光效率具有显著的增强作用, 镧离子的桥梁作用增强了1, 10-二氮杂菲之间的耦合, 并引起1, 10-二氮杂菲紫外荧光谱的红移。

报道了用化学处理方法提高光学材料的抗激光破坏强度实验结果, 化学处理使K9和K2玻璃的激光损伤阈值分别提高3倍和4倍, 对晶体和熔石英的化学处理也取得了较好的效果。 并对加固机理作了分析。

报道了一种新型聚合物染料的受激发射特性。