利用钛宝石飞秒激光超短脉冲抽运BBO晶体,产生Ⅰ型自发光参量下转换的双光子对,在实验上得到双光子对的四阶干涉现象,证明了双光子纠缠态的关联特性。

建立了一个新型的光控光导半导体开关(简称光导开关)解析模型,该模型通过拉氏变换求解了连续性方程,考虑了载流子的表面复合和体复合效应、载流子输运过程中的载流子载流子散射效应和漂移速度的负微分效应、光作用过程的丹倍效应和光的反射、光强随深度的衰减效应。计算了光导开关的几个重要参数并获得了开关电流和输出电压等的波形。计算表明光强与光电导的关系在所谓的“线性模式”下并非是严格线性的。最后将计算结果与实验结果进行了比较,两者相符较好。

实验测量了细菌视紫红质(bR)分别经波长为1064nm、532nm和355nm,脉冲宽度为10ns的三种不同的脉冲激光照射后产生的不同的光电压信号,着重用532nm脉冲光激发样品,从变化的测量回路的阻抗所得到的不同光电信号情况,研究并分析了细菌视紫红质的光电荷的产生和转移的微观机制。结果表明,其正负脉冲光电压信号是正负两种电荷移动的结果,而正电荷的产生比负电荷的产生需要克服更高的能量,同时,正负电荷既具有各自的转移特性又相互影响,如正电荷移动速度慢,负电荷移动速度快,负电荷对正电荷有牵引作用等,这些特性与电极和样品之间形成的界面效应有关,它使得细菌视紫红质的光电压信号的幅值和宽度对外接电阻的关系具有与其他光电响应器件所不同的特性。

利用激光多普勒效应实现了远距离固体表面的横向位移测量。从理论上分析了双光束差动结构的多普勒频移,设计了声光调制、双光束差动、大口径接收的光路系统和计算机实时跟踪补偿的位移测量系统。分别对普通纸张表面和金属表面进行实际测量,测量距离为10m,测量精度为±0.4%。

从理论上分析了硅基二氧化硅光波导器件的芯区尺寸、相对折射率差、内应力和弯曲半径对器件偏振特性的影响,得出结论：小折射率差的正方形波导的双折射系数小;内应力对双折射的影响比几何参数大;弯曲半径较小时,双折射系数较大,弯曲损耗也较大。

提出一种新的大错位数字散斑干涉术。它在成像物镜的像方空间放置光栅,利用光栅的衍射原理,使来自参考物和被测物的光波在像面发生干涉。用傅里叶光学原理详细讨论了该方法的基本原理,并对受均布载荷的周界固定方板这一典型试件的离面位移场进行了实测。结果表明,实验值和理论解吻合。报导了一些应用实例。理论和实验表明,该方法不仅具有全息干涉计量术达λ/4的高灵敏度,还具有防震要求低和能在明场环境下进行现场测量的显著优点。

建立了采用直接斜率波前控制算法的自适应光学系统中各阶泽尼克模式间的动态关系,通过对比系统对大气湍流畸变波前各阶泽尼克模式的功率谱抑制函数,揭示了采用直接斜率波前控制算法的自适应光学系统中各阶模式校正效果间的差异,并初步分析了造成这种差异的原因。用在61单元自适应光学系统上取得的实验结果验证了理论分析结果。

根据大气近地面层对流湍流池的实验结果,提出了一种用于描述大尺度相干结构的立体模型——椭球结构模型。计算并分析了该大尺度相干结构对光传输波前相位结构函数的影响,且和小尺度湍流结构作了比较。对于相同的参数,光线平行于间断面时造成的影响大于垂直于间断面;一般情况下,影响都很小;但当光线平行穿过具有三角波模型结构的间断面时可能产生较大的影响。

分析了有线电视系统中,用作色散补偿的光纤光栅因色散抖动对信号载波互调比产生的影响,结果显示色散抖动对有线电视信号互调比的影响随抖动幅度、抖动周期、信道数目的增加而增加,信道频率的分布也对其有影响。对光栅的色散特性进行数值估算,发现常耦合系数线性啁啾光栅不能用的有线电视系统中进行色散补偿。

受激布O437里渊散射(SBS)的抑制性能是光纤调幅有线电视外调制发射机的关键指标之一。从理论上分析了入射偏振分别为TE与TM模时,对发射机受激布里渊散射抑制性能的影响。分析计算显示：入射光偏振态模式为TE模最佳。还对入射偏振态偏离TE模的情形进行了分析,表明为保证发射机对受激布里渊散射抑制性能,入射光偏离TE模的角度应小于10°。

提出了计算小信号增益的理论模型,用来研究纵向Cr3+:LiSAF6激光器中抽运聚焦特性对小信号增益的影响。对Cr3+:LiSAF6晶体小信号增益进行了最佳化计算,求出了几种给定抽运功率下腰斑半径和焦点位置的最佳值。计算结果表明,在最佳化条件下Cr3+:LiSAF6晶体小信号增益特性能够获得极大地改善。

利用色散补偿光纤增加腔内色散和改变调制频率,在主动锁模光纤环形激光器实验中,得到了可连续调谐的双波长激光脉冲。冷却掺铒光纤,实现了17波长的激光。

联立稳态带传输方程和耦和波方程,基于Kukhtarev模型和Moharam的场函数,以光强调制度为主要变量,求得了适用于任意干涉光强调制度及光激发效率为任意常数时的光折变晶体中全息相位栅包迹的解析解。在此基础上,分析了非破坏性读出情况下的衍射效率。

提出了一种利用二能级原子与相干态腔场的非共振相互作用制备原子纠缠态的方案。在一定条件下,获得了可控制权重因子的原子纠缠态以及纠缠两原子的4个贝尔基。

提出了用光电混合网络来完成自适应取阈功能的硬件实现方法。该网络系统能根据输入状态的不同,通过网络单元间的相互竞争而达到对系统的阈值的自适应调整,使阈值总是等于最大输入值而完成“胜者全取”(WTA)。该网络系统主要由非晶硅半导体PIN光电探测阵列和“胜者全取”电子网络组成。又由于系统完全采用并行处理方式,因而具有响应速度快、灵敏度高、寻址能力强、结构简单和性能稳定等优点,能方便有效地应用于自适应取阈、相关峰检测、联想存储等光电混合系统。对一个36个单元的网络进行了实验测试并对其性能进行了分析。

利用级联神经网络模型对多个三维目标进行识别,为提高其正确识别率,提出多种优化方法,它们可单独使用,也可以联合使用。对不变性编码、算法、互连权重的二值化方法、样本优选等进行了研究和探讨。利用优化后的模型对三个飞机模型在视场内的任意位置、任意取向(面内旋转360°,面外旋转大于45°)的投影进行识别。计算机模拟表明正确识别率达到96%以上。

针对离轴非球面三反射镜光学系统,采用多视场自准干涉检验,得到表征系统失调的一系列像差值,将之作为校正对象,利用最小二乘优化算法来确定系统的失调量。当失调状态被确定后,在理论上证明了通过单步校正达到理想装调要求是可行的。理论分析和计算机数值模拟结果表明这种指导装调的方法是行之有效的。

提出了研究对象非线性动态特性的逆推演新方法,它的特点是从已知对象的非微分方程解析解导出该对象可能的微分方程,从而开拓它的解域或解空间,或者说恢复丢失的解。同时讨论了当对象为法布里珀罗干涉(F-P)或迈克耳孙干涉时该方法的应用过程,并且对法布里珀罗定义新的不透过系数(u=1/τ),从而给出更简洁和易分析的对象动态特性微分方程,以及由此导出测量法布里珀罗干涉相位的过程。值得注意的是由新方法导出的微分方程揭示对象更一般的时空演化特征,而且在现有的经验和知识基础上可以进一步唯象地拓展至其他可能的非线性形式,从而使对象的表达方式更接近它的实际情况。

利用一种特殊的相位龙基光栅和偏振相移技术,可同时获得四幅具有不同相移的干涉图,由此可计算出被测物体的全场相位分布,从而实现对动态过程相位的测量。将该方法应用于马赫-曾德尔干涉系统和散斑干涉系统,分别测量了液体的折射率变化和固体的离面位移,给出了实验结果。

研究了用蒙特卡罗方法模拟均匀散射介质中含有光学性质不同的小球时,漫反射信号随时间的变化,当小球和激励源的相对位置不同时随时间变化的漫反射曲线也不同,利用这种漫反射信号的差异同时结合时间门技术可以对散射介质中一定深度的物体成像。结论表明成像对比度与时间门的开始时刻和时间门宽度有直接关系,针对小球投影位置漫反射信号的强和弱,分别用半宽度点和最大强度的80%点作为小球边界位置的判断。

提出了一种新的最小二乘迭代算法,能有效消除因相移器存在导向误差面使相移平面倾斜从而导致的相移误差。当相移器存在的相移误差包括位移误差与倾斜误差时,同一幅干涉图诸像素点的相移并不同步,但其相移量在同一平面上。求解此平面,即可消除相移误差。通过求解由一阶泰勒展开式得到的线性方程组,避免了为求解此平面而求解非线性方程组最小二乘解的过程,使算法简化。利用迭代法,保证求解的精度。并通过数值模拟,验证了这种算法在消除较大的相移器倾斜及位移误差影响上具有良好的效果。

根据激光测距机对漫反射大目标的测距方程,从理论上分析了激光测距机的测距性能与大气透过率及背景噪声之间的关系;并使用LOWTRAN7软件,对它们之间的依赖关系进行了数值计算与深入探讨,为机载激光测距机的测程指标的设计及测试提供了依据。

制备了以芳香族二胺类衍生物TPD为空穴传输层、8-羟基喹啉铝Alq3掺杂红光染料DCJTB作为发光层、LiF/Al为复合电极的红色发光二极管。研究了不同掺杂质量分数对器件发光光谱、亮度电流电压特性的影响。发现由于DCJTB的自极化作用,发光峰值位置有30nm的移动。当掺杂质量分数为0.2%和3%时,器件的最高亮度分别为17400cd/m2和2900cd/m2,20mA/cm2时其亮度又分别为1080cd/m2和150cd/m2,量子效率分别为2%和0.5%。

用熵作为光场量子涨落的量度,根据熵测不准关系,建立了熵压缩的概念,具体研究了光场与原子相互作用时的熵压缩。结果显示,熵压缩实现了对光场压缩效应的高灵敏量度。

采用溶胶-凝胶金属氧化物半导体薄膜,作为表面等离子体激元共振效应的光化学传感器的传感介质。分析了金属Ag膜与传感薄膜的光学参数对传感器灵敏度的影响。通过在金属层与传感层之间优化设计中间层,进一步提高了传感器灵敏度。选择SnO2薄膜及SiO2薄膜作为传感层与中间层,对三种气体NH3、C2H5OH、C3H8进行气敏实验,结果表明结构优化的传感器具有更高的灵敏度。

对光纤光栅传感器的光栅调谐滤波检测系统进行了理论和实验研究,给出了波长测量分辨率的理论表达式,理论计算的系统最佳波长分辨率为0.8pm;基于高性能的光电测量系统,实验测得的波长分辨率可达2pm,应变分辨率可达1.7με。

提出了一种双参量偏振调制光纤传感器结构。在理论上分析了从一个敏感晶体上分离出两种信息的可能性：通过合理安排传感头中各部件,使得传感器同时输出反映两种信息的两路信号。在实验上获得了理论所预期的结果：只使用一个传感头就可以同时测量电压与温度、力与温度。实验室条件下,温度传感的精度为±1℃。在工作温度20～110℃范围内,电压传感的温度稳定性在0～10kV量程内为±0.5%;而力传感的温度稳定性在0～80N量程内可达±0.1%。

提出一种基于改变灰阶编码掩模的单元形状和位置的掩模设计新方法,并根据成像过程中的非线性因素,用这种方法对掩模图形进行了预畸变校正。根据部分相干光成像理论和抗蚀剂曝光显影模型,模拟计算了这种灰阶编码掩模产生的空间光强分布和光刻胶上的浮雕结构。采用电子束曝光系统制作了这种掩模,并在光刻胶上获得具有连续面形的微透镜的阵列。