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7期
提出了两种模式偏振控制的光折变开关, 推导了用非常偏振和寻常偏振光读出时的全息光栅的衍射效率比公式, 该公式表明全息的衍射效率与偏振有关, 衍射效率比可达80%～90%, 利用这种特性可以实现光开关。
光折变晶体 时开-时关开关 偏振敏感性 衍射效率 
提出了一种测量单模光纤零色散波长的新方法, 即让可调谐的连续波(波长λs)和波长λp位于光纤正常色散区的泵浦脉冲串在光纤中共同传输, 交叉相位调制与群速度色散的相互作用可使得连续波的强度得到调制。对连续波λs进行调谐, 若连续波被调制成亮脉冲, 则表明λs位于光纤负色散区; 若连续波被调制成暗脉冲, 则表明λs位于光纤正色散区; 若连续波的强度不能被调制, 则表明λs位于光纤的零色散波长λ0附近。 利用这一方法对长度为0.98 km的色散位移光纤的零色散波长进行了测量, 测量精度可达0.5 nm。
零色散波长 群速度色散 交叉相位调制 亮脉冲 暗脉冲 设计了一种均质、 等厚、 等腰三角状悬臂梁, 调节该梁自由端的挠度, 实现了光纤光栅布拉格反射中心波长的线性无啁啾调谐(调谐范围4.50 nm)。 引入修正因子η=0.71后, 理论值与实验结果基本一致。 光栅与梁间刚性粘贴的质量影响反射谱形状。
光纤光栅 线性调谐 啁啾 悬臂梁 以679 nm的激光二极管泵浦1 mm厚掺杂摩尔分数为0.022 Cr:LiSAF, 用a-切割的I类非临界位相匹配的KN晶体进行内腔倍频。 在吸收功率为256 mW时, 得到了峰值3.15 mW、 波长为431.7 nm的TEM00模蓝色激光输出, 激光阈值为96 mW, 斜效率为1.97%。 通过改变KN晶体的温度, 实现了波长范围在423.4～445.5 nm之间的连续可调谐蓝色激光输出。
激光二极管泵浦 内腔倍频 可调谐 蓝色激光 以准静态隧道电离理论为基础, 建立了描述圆偏振光场电离电子能量分布的简单模型。 与现有的理论计算及实验结果的比较表明, 该模型数学推导简单、 物理意义明显, 可用于研究较高电子温度和(或)较低电子密度的光场电离等离子体参数。
电子能量分布 光场电离等离子体 圆偏振光场 以文献［5］在偶极近似与旋转波近似下导出的哈密顿算符(Hamiltonian)为基础, 并以单模光频支声子与单模光场构成的共振耦合系统为简化模型, 取得该耦合系统相互作用能谱的比较严格的解析解, 同时还发现一种起源于声子-声子耦合的真空(能级)平移效应。 可以预期, 本文所研究的能谱将是有关晶体物质结构的又一种信息源。
能谱 非简谐性 离子晶格 光场 讨论了双模量子环型微腔中二能级原子与腔场相互作用的动力学问题, 分析了量子微腔的双模腔场和原子质心交换动量的过程。 通过控制双模光场的光子数, 得到了原子质心运动可同时吸收或发射多个光子的结论。 从而可以实现较大的原子质心动量转移过程, 使原子分束效应更为显著。
原子质心动量转移 双模量子腔场 腔体量子电动力学 用自洽场(SCF)法求通道光波导问题的解, 得到了有10位有效数字的传播常数。 证明从精度上和机时上, 自洽场法都远较有限元法(FEM)优越, 应该在高级的光波导设计中得到应用。 还详细讨论了自洽场法能够高精度而有限元法最终不可能提高精度的原因。
通道光波导 自洽场 关联效应 提出一种新的波导光折变功能光栅制作技术, 利用导波光与空间光干涉, 在Ti:LiNbO3条形波导中通过光折变效应形成波导功能光栅。 该方法也适用制作浮雕型波导光栅。 用该方法, 可制备周期小于二分之一光波长的光栅, 并可灵活地调节波导功能光栅的形成与工作波长。
光折变光栅 导波光 空间光 条形波导 高斯光场对称分割叠合可获得大范围光强均匀的叠合光场。 详细计算分析了一维叠合光场的光强均匀性、 光能利用率、 平均光强等指标与叠合度k之间的曲线关系, 并与同等条件的高斯光场进行了比较。 结果表明, 在k=0.540时, 叠合的高斯光场可获得相当良好的均匀分布, 同时, 光能利用率和平均光强为同等条件的高斯光场的1.35倍。
高斯光场 叠合光场 光强均匀性 光能利用率 分析了生物超微弱发光的光子图像特点, 从而看出对光子图像进行统计研究的必要。 讨论了生物超微弱发光的统计分布, 分析了生物超微弱发光在光子成像系统中的探测概率和光子图像的探测极限。
生物超微弱发光 光子图像 探测概率 探测极限 将基于绝对差算法的最小距离度量方法用于光学相关器产生的相关结果灰度图像的相似性度量, 并以此为依据给出待识别图像与参考图像之间的相似性结论; 避免了传统的以相关峰取阈为判决依据引起的误判现象, 提高了判决准确率, 甚至可以对由灰度图像直接做光学相关得到的低质量相关结果给出准确判断, 从而避免了对灰度图像做二值化及编码处理等烦琐的预处理工作。 采用非相干光相关器为光学实现硬件并给出了实验结果。
模式识别 光学相关 后处理 相似性度量 绝对差度量 斑点掩模法能有效地消除地球大气湍流的严重干扰, 实现天文目标的望远镜衍射受限分辨率复原, 而傅里叶相位谱的复原是核心和难点。 讨论了在微机上实现由重谱复原目标相位谱时所面临的实际问题： 巨大的重谱信息量和计算机有限存储空间的矛盾； 递推相位区域和路径； 相位缠绕和误差积累等。 给出了相应的解决方法对天文目标进行像复原的实验结果。
重谱 相位 像复原 带输运模型方程和耦合波方程结合起来研究LiNbO3晶体中体全息记录和热固定的特性。 发现在一边记录一边固定时, 同时存在的离子光栅通过减小耦合增益而影响了电子光栅的写入, 且得到的固定后折射率光栅随深度的改变较小, 这与记录完固定有非常大的区别。 两种热固定方法得到的折射率光栅的衍射效率大小将主要决定于入射记录光的初始光强比。 该模型同时显示对于高掺杂浓度的LiNbO3晶体的热固定, 在其显影过程中, 由于导带电子有很大的弛豫率, 因而无法擦除其中的电子光栅, 这样得到的折射率光栅将只有很低的衍射效率。 一系列的实验同时也证实了这一结论。
光折变全息 热固定 耦合波 利用光参量振荡器产生的脉冲光研究了衰荡腔在不同条件下的衰减信号。 实验表明, 衰荡腔的输出信号会呈现复杂的调制。 这些现象,有些可利用在谐振腔本征模理论基础上导出的公式来解释, 另外一些可能是由于像散和畸变引起腔的横模分裂, 从而导致复杂的模拍效应。 对实验结果进行了分析和解释。
衰荡光谱 模拍 傅里叶变换极限脉冲 邻近效应是限制光刻系统分辨力的一个重要因素, 它也限制了激光直写在亚微米和亚半微米光刻中的应用。 分析了激光直写邻近效应产生的原因, 指出它和电子束直写及投影光刻的区别, 提出了一种简便有效的邻近校正方法。 实验表明, 通过光学邻近校正(OPC), 利用微米级激光直写系统, 制作出了0.6 μm的实用光刻线条。
激光直写 亚微米 邻近效应 光学邻近校正 一种新型的、 用于在线测量表面粗糙度的激光外差干涉仪已研制完成。 该仪器体积小(25 cm×20 cm×10 cm)、 抗外界环境干扰能力强。 仪器以稳频半导体激光器作为光源。 共光路设计, 使测量光和参考光沿同一路径入射到被测表面上。 计大数和测小数周期相结合的外差信号处理方法, 实现了大的动态测量范围和很高的测量分辩率。 同时还采用了全反射临界角法进行自动聚焦。 该仪器的纵向和横向分辨率分别为0.39 nm和0.73 μm； 自动聚焦范围为±0.5 mm, 在焦点±25 μm范围内, 聚焦精度为1 μm； 80分钟内整机稳定性： 3σ=1.95 nm。
表面粗糙度 在线检测 共光路 外差干涉仪 自动聚焦 建立了反射式光纤共焦扫描成像系统。 分析了光纤-集光透镜参数A及物透镜有效数值孔径等对系统成像分辨率的影响, 并在此基础上选择了合适参数的透镜, 获得了优化的反射式光纤共焦扫描成像系统。 测试结果表明, 该系统具有亚微米级横向成像能力, 微米级纵向层析能力, 成像稳定性好。 它将应用于材料及生物组织三维成像检测中。
反射式光纤共焦扫描成像 系统分辨率 系统测试 从理论上分析了光纤陀螺敏感环的热致非互易相位噪声, 建立了光纤环温度分布模型。 针对四种通常的光纤敏感环绕制方法(ZYL, SYM, DIP, QUA), 对于由外界环境温度变动所引起的光纤陀螺零位漂移进行了数值模拟与比较, 并给出了对应于外界环境温度变化过程中的光纤陀螺零位漂移补偿方案。
光纤陀螺 零位漂移 噪声 哈特曼-夏克(Hartmann-Shack)波前传感器由于其光能利用率高、 结构简单、 通道容量大等突出优点, 是目前自适应光学系统波前传感器的主流形式。 本文深入分析和比较了目前普遍采用的ICCD型和CCD型这两种主要类型的弱光哈特曼-夏克波前传感器的特点和波前相位探测精度, 导出了定量分析数学模型, 给出了实验结果。 此研究结果对弱光哈特曼-夏克波前传感器的技术方案选定和工程设计有指导意义。
自适应光学 波前传感器 精度分析 针对扭转光纤电流传感器由于环境因素(如温度、 压力、 振动)变化使光纤中传输光偏振态改变, 从而导致传感器输出信号漂移问题, 提出了一种新的信号处理方法进行克服。 这一方法适用于交变电流的检测。 实验中通过旋转输入线偏振光偏振方向的方法检验了所提方法的有效性, 证明这种补偿方法对传感器偏置相位的任意偏移均适用。
双折射 法拉第效应 光纤传感 报道了一种计算法拉第反常色散滤光器(FADOF)透射谱的普遍方法。 该方法可计算不同碱金属元素工作在任意电偶极跃迁和任意磁场强度下的法拉第反常色散滤光器透射谱, 对主动式和被动式法拉第反常色散滤光器同样适用。 该方法还可进一步推广到其它类型的原子滤光器(如斯塔克型原子滤光器)的计算。 给出了采用这种方法对铷主动式775.9 nm法拉第反常色散滤光器透射谱的计算结果, 与实验曲线符合较好。
法拉第反常色散滤光器 原子滤光器 透射谱 用光学全息方法在涂有光刻胶的多层膜表面上形成布拉格-菲涅耳元件所需的波带片图形, 通过离子束刻蚀方法将波带片图形转写到多层膜上, 完成元件的制作, 给出布拉格-菲涅耳光学元件测量结果。 测量结果表明上述方法适于制作布拉格-菲涅耳元件。
X射线布拉格-菲涅耳光学元件 多层膜 波带片 离子束刻蚀