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20卷 第11期
介绍了实现铯原子喷泉的过程及条件, 并详细讨论了光路中各种光学元件对铯原子喷泉光学系统性能的影响。 在对各种光学元件性能综合考虑的基础上, 设计并建立了一套用于进行激光冷却和上抛的铯原子喷泉的光学系统, 使光强控制、 失谐调整、 光束开关、 光束质量等多种参量的控制达到了技术要求。 在此基础上, 实现了铯原子磁光阱, 为实现铯原子喷泉奠定了基础。
原子喷泉 光学系统 冷原子 研究了相干驱动的V型三能级原子在压缩真空入射的劣质腔中的稳态行为, 分析了原子的稳态粒子布居数与库场平均光子数、 压缩关联 强度和相位及相干激光场的强度的关系。 对相干捕获现象的发生作了讨论。
V型原子 压缩真空 稳态粒子布居 相干捕获 报道了由15 W连续激光二极管端面抽运的Nd:YAG激光器, 自由运转时输出功率达到4.5 W, 斜效率达到44%, 声光调Q的重复率由3~65 kHz可变。 10 kHz时, 峰值功率达到28 kW, 脉宽8 ns。 还分析了激光二极管抽运的声光调Q高重复率激光器设计中的几个重要因素。 从理论上分析了不同频率时激光单脉冲能量、 斜效率产生区别的主要原因。
激光二极管抽运 调Q开关 高重复率 报道了采用不等长电极结构的射频激励双通道波导CO2激光器,通过调节射频电源功率的方法可以调谐双通道输出激光的外差频率,其调谐率约为0.1 MHz/W。在未采取任何稳频措施时,其短期外差频率稳定性可达10-10。还在理论上分析了射频功率调谐外差频率的原理。
双通道不等长电极 射频激励波导CO2激光器 外差频率调制 研究了连续Nd:YAG激光器中由于热效应使YAG棒产生的双折射引起传输的线偏振光退偏为椭圆偏振光的退偏现象所产生的输出不稳定和多模的原因。 电光调Q技术被应用于连续氪灯抽运的Nd:YAG激光器件。 为 了获得稳定、 单模的输出, 在谐振腔内放置了一对λ/4波片。 通过实验研究, 实现了重 复频率1~5 kHz的窄脉冲激光输出, 这将为连续抽运的Nd:YAG激光器提供一种新的 电光调Q技术。
连续激光电光调Q 高重复率 退偏损耗 分析了非科尔莫戈罗夫湍流情况下, 自适应光 学系统低阶模式校正时的非等晕误差、 泽尼克系数角相关函数、 残余相位结构函数以及长 曝光光学传递函数, 并定义了一个新变量模式校正因子,用来有效评价目标非等晕 误差对低阶模式校正自适应光学系统补偿效果的影响。 此外还给出了光波水平大气传输时 模式校正因子以及低阶模式校正系统长曝光光学传递函数的数值计算结果。
自适应光学 长曝光光学传递函数 低阶模式 非等晕误差 模式校正因子 提出了用有效折射率法结合转移矩阵理论对梯 形截面脊波导进行数值分析的新方法。 对梯形截面脊波导中模式传播常数和模式间耦合系 数的分析表明, 梯形截面脊波导与稍宽的矩形截面脊波导行为相同。 这一结论有利于简化 梯形截面脊波导的设计, 提高实际器件的精度。
有效折射率 脊型光波导 转移矩阵 系统地研究Z切LiNbO3晶体中质子交换 波导和退火质子交换波导的特性, 得到了质子交换过程中的扩散常数和激活能, 发现了质 子交换波导的折射率呈线性阶跃型的折射率分布。 通过连续退火, 波导的折射率分布由线 性阶跃型向高斯型过渡。 退火可分为两个阶段, 波导深度的增加在第一阶段随退火时间成 指数关系, 第二阶段与退火时间的平方根成线性关系。
LiNbO3质子交换光波导 退火 折射率分布 对于聚合物电光波导, 依据理想光波导耦合 理论的微扰理论, 推导传播常数和损耗系数的近似表达式, 从而将求解本征值的复杂复数 运算简化成简单实数运算。 数值计算表明, 这些近似解与正确解很好相符。 给出的近似 公式和特征曲线可供聚合物电光波导及其器件的设计和制备作参考。
聚合物电光波导 微扰波导 传播常数 损耗系数 报道了一种基于光纤激光器波长扫描寻址的高分辨率的光纤光栅传感解调方案。 光纤激光器的扫描寻址过程由微机来控制。 微机控制光纤激光器波长扫描的同时, 同步采集、 处理传感信号, 并通过曲线拟合给出传感光栅的中心反射波长值。 本解调方案的波长移动分辨率为0.1 pm, 可实现高分辨率的温度及应变测量。
光纤光栅 传感器 解调 对具有等腰三角形齿结构的线性结构光编码的三维面形测量技术(LCP)进行了误差分析, 推导了由于随机电噪声、 相移误差带来的测量误差, 并利用计算机系统仿真研究了量化误差、 光学系统误差等对测量结果的影响, 且对理论分析的结果进行了验证。
三维面形测量 线性编码 误差分析 提出了一个简单的相位去包裹方法条纹的级数相位去包裹算法, 将其用来恢复物体的真实相位。 与传统的条纹相位去包裹方法相比较, 该方法能够消除光载频、物体边缘、 阴影和盲点的影响。 理论分析和实验结果证明该方法适用于条纹空间相位测量方法解调的包裹相位。
相位去包裹 条纹分析 边缘探测 提出一种用特征物功率谱取阈值的新型二元联合变换相关器。 与传统的联合变换相关器相比较, 它有高光能效率、 高鉴别率和输入空间宽带的优点; 与现行的二元联合变换相关器相比较, 它有鉴别率高和不需靶物功率谱测量的特点, 因而是一种简便和高性能的相关器。
联合变换相关器 功率谱 阈值 论述了使用原子力显微镜测量超光滑光学表面的优点及其在光学领域中的重要应用, 列举了用这种方法测试得到的超光滑光学表面微轮廓图及纳米量级的微缺陷, 以及这些表面镀膜前后表面形态结构和微粗糙度的变化。 作为比较, 列举了用干涉轮廓仪测得相同表面的微粗糙度参数等。 由于原子力显微镜有三维的高精度, 而干涉方法只有一维的高精度, 所以前者可以得出表面真实形貌和微轮廓。
微轮廓 超光滑光学表面 原子力显微镜 光学测试 采用CCD线阵的散射光强角分布测量系统, 测量了水、 酒精液柱、 光纤的彩虹角分布。 根据严格米氏理论, 数值研究了大尺寸参数圆柱的彩虹现象, 获得与实验相吻合的数值结果。 讨论了几何光学和艾里理论局限性, 将米氏理论和几何光学结合, 对彩虹现象给予了更为合理的解释。 利用第一级彩虹角反演折射率, 以及将彩虹强度导数角分布进行快速傅里叶变换获得了角谱反演圆柱粒子的直径。 并讨论了利用角谱反演粒子折射率和直径的精度。
米氏理论 艾里理论 光散射 彩虹现象 快速傅里叶变换 提出用微片棱镜堆实现大功率激光二极管线列阵器件的光束整形, 进而实现光纤耦合输出。 利用这一技术得到了直径为600 μm的光纤耦合输出的大功率半导体激光, 总效率大于50%。 它具有易于制造、 调整简便、 结构简单的优点。 文中从理论、 计算机模拟以及实验三个方面对微片棱镜堆的整形进行了分析讨论。
激光光束整形 激光二极管列阵 拉格朗日不变量 提出了一种实时测量大功率激光照射下聚焦镜产生的像差的新方法。 该方法利用混合模激光束在传输过程中光束横截面能量分布的变化来进行测量。 首先通过计算混合模激光束的光学参数来模拟其在传输过程中的光束横截面能量分布的变化, 然后计算其通过聚焦镜后在焦点位置的光束横截面能量分布, 通过对比计算所得的光束横截面能量分布和实际测量的焦点位置的光束横截面能量分布的差异, 得到聚焦镜的像差。
大功率激光束 聚焦镜 像差 横截面能量分布 针对“神光Ⅱ”精密化的要求, 采用半波片和 偏振片组合衰减装置精确控制光束能量, 达到能量平衡。 简要论述了半波片组合衰减器的 工作原理。 采用独特的方法, 对高精度光电探头和半波片的特性进行了检测。 在此基础上 , 运用自动控制技术进行智能调节, 实现了闭环自动控制模拟实验, 达到了均方根为2%的激 光能量控制精度。
高精度探头 衰减器 闭环控制 新型热像仪是一种基于微机械技术的光调制热成像系统, 它采用光调制原理来实现像转换和像增强, 其核心是一个采用与互补型金属氧化物半导体工艺相容的微机械技术制作的光调制热成像器件。 该系统具有一系列潜在的优点: 灵敏度和分辨率高、 体积和能耗小、 响应时间短并可在室温下工作。 叙述了器件的设计和建模, 通过一种简化的悬臂梁理论计算了其灵敏度、 最小可探测能量及响应时间等参数, 并对双材料梁的设计进行了优化。 采用ANSYS 5.4程序对设计的器件进行了有限元模拟, 得到的灵敏度和响应时间分别为0.03 m/W和6 ms。
热像仪 光调制热成像器件 红外传感 光调制 微机械 用YAG脉冲激光轰击真空室内的石墨靶, 可以形成包含碳素的激光等离子体, 并在硅或石英衬底上淀积形成某种类型的碳膜。 用光学多道分析仪原位测量了激光等离子体的发射光谱, 给出反应空间可能存在的反应基团有碳原子、 碳离子、 碳分子等, 用拉曼光谱研究了薄膜的结构, 证明所形成的薄膜为类金刚石膜, 并得出碳原子和碳离子与薄膜的类金刚石结构有关。 制备过程中, 氢的参与有利于薄膜中 金刚石成分的形成。 空间分辨的原位激光等离子体发射光谱表明, 在反应空间存在薄膜形 成的最佳位置。
激光等离子体 原位发射光谱 类金刚石薄膜 在532 nm波长处测量了共轭高聚物PPQ薄膜的三阶光学非线性参数, 发现其较强的非线性(双光子)吸收系数β≈0.59 cm/MW。 其非线性折射率系数n2≈9.5×10-10 esu, 认为这是双光子激发的纯电子响应。 并对材料的品质因素进行了评估。
共轭高聚物 超快光学非线性 Z-扫描