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5期
运用缀饰态理论研究在外场、真空模耦合作用下多能级系统基于量子干涉效应的粒子数陷俘现象,得到了在干涉条件下系统陷俘粒子数的解析表达式,揭示出系统初始布居、驱动场拉比频率以及能级间隔等诸因素对粒子数陷俘效应的影响。研究结果表明,在特定的初始布居条件下,系统总陷俘粒子数对驱动场拉比频率和上能级间隔的依赖关系不总是简单的单调递增(递减)函数关系。对于给定的任意系统,总陷俘粒子数的最大值可以通过对其解析表达式求极值而得到。
量子干涉 粒子数陷俘 自发辐射相消。 研究了偶极-偶极关联的两个全同二能级原子与双模强相干光场多光子共振相互作用过程中光场相位的演化性质,分别讨论了三种不同原子初态下,初态场强度和原子间偶极相互作用对光场相位概率分布、相位扩散及频率漂移的影响。
双模腔场 相位特性 偶极相互作用 多光子过程。 应用腔量子电动力学和半导体物理学讨论了半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应,得到了实际腔结构和注入载流子下的半导体垂直腔面发射激光器的自发发射谱,计算结果表明,半导体分布布拉格反射垂直腔激光器的单方向自发发射可以增强约200倍。
半导体垂直腔面发射激光器 自发发射 金属反射镜 分布布拉格反射镜。 研究了Fe:LiNbO3晶体的光折变性能随晶体温度变化的动态性质。实验结果显示,质子与热激发电子之间存在着强烈的竞争,在较低的温度下(低于120℃),在晶体光折变响应时间内,质子对晶体的光折变性能的影响很小,而电子的热激发速率β随晶体温度的变化将是影响晶体光折变性能的主要因素;而在较高温度时(高于120℃),质子由于迁移率的增大而开始显著地影响晶体的光折变性能。
光折变 质子 热激发。 基于子波匹配相关理论和光折变晶体的体全息关联存储特性,提出并实现了一个关联记忆的新构思。该系统可根据缺损特征实现原始图像的记忆和恢复,其中光折变晶体兼作图像识别时的运算单元和图像恢复时的存储单元。文中以人脸为研究对象,给出了实验结果。
体全息存储 子波变换 关联记忆 人脸识别。 提出了用于二元图像处理的逻辑函数形态学的概念。在逻辑函数形态学中,认为图像和结构核是逻辑函数,用16个逻辑算子替代图像和结构核之间在相关运算中的“乘积”,共得到12个逻辑函数形态学算子。描述了逻辑形态学的光学实现,同时给出了实验结果。
数学形态学 逻辑操作 逻辑函数形态学。 在野外运用相位测量剖面术(PMP)测量物体三维面型时,环境光场经常发生变化,从而严重影响测量精度。分析了环境光场发生变化对相位测量剖面术的影响,并提出了一种对CCD摄像机获取的条纹图像进行灰度校正的方法。经过校正处理,环境光的影响被大幅度抑制,提高了测量精度。
相位测量剖面术 环境光 灰度校正。 在对长周期光纤光栅的光学特性进行分析的基础上,通过适当设计的程控自动扫描曝光系统,采用具有高度灵活性的逐点写入技术在经过氢载处理的普通单模光纤上成功地进行了长周期光纤光栅的研制。随后对氢载光纤中长周期光纤光栅的稳定性问题进行了分析与研究。
光纤光栅 长周期光栅 光纤器件。 报道了采用直接调制和外调制激光源2.5 Gb/s光纤通信系统的带内串扰功率代价实验比较,结果与理论分析非常吻合。在相同串扰水平情况下,直接调制的功率代价小于外调制的功率代价。
全光通信网 波分复用 带内串扰 功率代价。 利用射频等离子体分解甲烷的技术在锗片上沉积了非晶结构的类金刚石碳膜。傅里叶红外光谱仪测量显示镀覆了类金刚石碳膜的锗片在红外范围内具有高增透作用,特别在1740~2044cm-1其峰值透过率高达99%,在945.7 cm-1(10.6 μm)处透过率为94.5%。利用实测的透过率曲线和改进的透过率公式,获得了该膜在2.5~12 μm的吸收系数,在1700~2600 cm-1范围内的吸收系数接近于0,在10.6 μm的吸收系数为230 cm-1,膜主要由sp3的C-H键结构组成,各吸收峰均得到了很好的解释。
射频等离子体沉积 类金刚石碳膜 透过率 光学吸收系数。 具有吸收特性的波导薄膜,其衰减全反射(ATR)峰的位置和形状包含了薄膜诸多特征参数的信息。在同时考虑棱镜的耦合和材料的吸收的基础上,本文用一阶微扰理论推导了微扰传播常数的解析公式,并且介绍了通过分析薄膜的衰减全反射峰来计算吸收薄膜的复介电系数和厚度的方法。
导波法 吸收薄膜 复介电系数 衰减全反射。 为提高透射光栅谱仪对激光等离子体X光源的收集效率和光谱分辩率,研制了高效高分辨率大面积透射光栅光谱仪。该谱仪由轮胎镜、无支撑高线密度光栅和软X光CCD相机组成。应用部分相干光衍射理论,研究了该谱仪成像面上的光强分布和光谱分辩率,在1.4~12 nm的摄谱范围内光谱的分辨率为0.05 nm,与实验符合得很好。由于其高效率,该谱仪尤其适用于超短飞秒脉冲激光产生等离子体的实验研究。
透射光栅光谱仪 光谱分辨率 部分相干光理论。 介绍了所设计的微型光纤图像传输系统的结构和特性,并给出了此系统在不同工作距离的分辨率曲线和视场放大率曲线。利用此系统对一些典型的目标物进行了观察,得到了比较满意的结果。
光纤内窥镜 传像光纤 CCD摄像机。 提出两种同时满足高分辨、高传光效率的探针模型以及制备方法: 先用自制热拉装置将光纤拉制成过渡区为双曲线或抛物线形的探针,然后用40%氢氟酸进行快速腐蚀,使探针孔径变小而保持过渡区域形状和锥度基本不变。所获探针孔径变化范围为20~200 nm,锥度20°~60°。为检验探针性能,将两种探针的出射光分布与用传统热拉法所得到探针进行对比;探测了光子扫描隧道显微镜状态下的倏逝波衰减曲线;给出了用集光式扫描近场光学显微镜得到的近场光学图像;同时,验证了探针对剪切力控制的适用性。
扫描近场光学显微镜 光子扫描隧道显微镜 传光效率 扫描探针。 对夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)波前传感器的相位探测误差进行了分析,并分析了它的理论相位探测极限。分析结果表明,夏克-哈特曼波前传感器的相位探测精度与探测器的噪声水平、探测目标的亮度有关,还与被探测对象的特性、孔径波前分割有关。给出了它们的关系表达式。
自适应光学 波前传感器 质心探测 相位误差。 进行了惯性约束聚变(ICF)准分子激光拉曼链工程的基础研究工作。为给出拉曼链中所用空间滤波器的设计要求和可靠性,进行了详细的设计实验判断性研究。给出研究过程和结果,并对设计结论和优化方法进行了理论基础分析。还据实验结果讨论了适用于高功率激光系统的空间滤波器的设计中面临的焦距和滤波小孔孔径选择的不确定性、波长和光束功率密度对选择小孔的影响等问题。
拉曼链 空间滤波器 光束传输 参数设计。 光学计算机层析术的困难在于不能得到足够的信息以完全确定探测目标。理论上,将先验知识融入层析术可以在一定程度上降低病态程度,而实际中场的一组孤立点的测量值是一种更为直接的可得信息。利用ART3算法对于含噪声、甚至部分缺失的投影数据具有很好的鲁棒性,并且能友好地融合来自其他测量系统的信息的特点,提出一种利用点测量信息的自适应方法,避免了对重建过程引入原本不存在的高频信息,以及在迭代过程中对预期的低频分量的过抑制,保证系统的稳定。并在数值模拟实验中进一步强调先验知识在光学计算机层析术中的应用。
光学计算机层析术 代数迭代法 先验信息融合。 介绍了连续微光学元件在光刻胶上的面形控制方法。分析了光刻胶及显影液在制作二元和连续元件中所存在的差别;导出具有倒易关系的浮雕深度表达式和适用的范围,并以此指导面形的控制,对光刻胶进行适当的改造以适应连续微光学元件的制作。本文还给出了实验验证,制作出了多种质量优良的连续微光学元件,并对典型元件的面形进行了评价。
连续微光学元件 光刻胶线性 倒易关系 面形控制。 提出了一种利用广角迈克耳孙干涉仪在动镜固定的情况下,依靠视场角的变化以调制光程差来测量大气风场的新方法以及探测模式和装置设想; 采用干涉成像光谱技术对被探测源谱线为高斯轮廓时风场的速度、温度的测量进行了分析和计算。这种方法具有稳定度高、实时性好、精确度高、大视场和高通量等优点。
广角迈克耳孙干涉仪 干涉成像光谱技术 大气风场测量 高稳定度 大视场 高通量。 依据基模(TEM00)高斯光束本身的横向光强分布,结合一类光强分布转换器件的转换特性,提出一种实用型低能耗光学超分辨的新方案。高斯光中央峰入射这类器件后,将从该器件的边缘出射,而入射到边缘的光则从中央出射,由此,在成像系统中就可实现光学超分辨,与原有的滤波器比较,大大降低了能量的损耗。
低能耗 光学超分辨 光强分布转换器。 通过磨斜角,用光致发光法测量了GaP:N液相外延(LPE)材料中n区和p区的发光强度。从被测点的荧光谱中可以看出,n区和p区均为发光区域,但是在p-n结两侧氮(N)浓度大致相同的情况下,p区的发光强度明显高于n区的发光强度,约为n区发光强度的3~5倍。此实验结果表明,在p、n结附近杂质浓度较低情况下,GaP:N绿色发光外延材料中的发光区域主要是在p区。
GaP:N液相外延材料 光致发光 发光区域。 Nd:YCa4O(BO3)3(简称Nd:YCOB)是一种新型自倍频激光复合功能晶体。利用Datachrom-5000型染料激光器作为抽运源,横向抽运钕离子原子比为8%的Nd:YCOB获得了530.2 nm绿色自倍频激光输出。在样品未镀膜的情况下阈值抽运能量小于2 mJ,绿光输出能量最大为1.03 mJ,能量转换效率约为3.3%。
复合功能晶体 自倍频 抽运。 报道了一种射频激励扩散型冷却千瓦CO板条波导激光器。其上下两电极均采用液氮冷却,射频气体放电激励频率为90 MHz,板条状波导增益区为178 mm(宽)×2 mm(高)×500 mm(长)。气体是配比为24:71:4:1的CO、He、Xe、O2混合气。所用的激光谐振腔由一个离轴虚焦非稳腔和一个平面后反馈镜构成。实验中,获得了1020瓦的CO激光功率输出。
板条波导激光器 激光谐振腔 射频激励。 采用940 nm掺杂蓝宝石激光器作抽运光源,对掺杂的质量分数为19%高掺杂浓度的Yb3+磷酸盐玻璃激光器进行了实验研究,获得了165 mW的连续激光输出,其中心波长位于1.053μm。实现了同类激光器中57.8%的高斜率效率,光-光转换效率为34.2%。激光输出在1.038~1.064 μm范围内实现了可调谐。
磷酸盐玻璃 高掺杂浓度 连续激光。