运用等效媒质理论对亚波长结构的抗反射表面进行了分析,设计出了一种抗反射表面结构,并利用二元光学制作工艺技术,对这种表面进行了实验制备.测试结果表明,这种表面结构就像单层抗反射膜一样,具有很好的增透效果,表面结构的等效折射率相当于镀层材料折射率,而刻蚀深度则相当于镀层的四分之一波长厚度.

用X射线运动学理论对软X射线多层膜光栅的衍射特性进行了研究.发现其衍射规律与多层膜的布拉格衍射和普通光栅衍射有本质的区别,可将衍射能量集中于某一衍射级上,同时它又保持了多层膜的高反射率和光栅的高分辨本领等优良特性.

对可应用于神光Ⅱ精密化项目的变角度薄膜衰减器进行了理论分析、数值计算,在小激光装置上进行了闭环自动衰减控制实验.模拟实验证实了该衰减器具有精密连续可调、大口径、高能量负载、高光束质量的特点,这是其它光学衰减器难以做到的.

介绍了一台用于探测平流层气溶胶的米氏散射激光雷达及其数据处理方法,其探测结果与美国SAGEⅡ卫星的结果基本一致.初步分析了1991年～1998年期间平流层气溶胶消光系数和积分体后向散射系数的变化特征.

用双光束扫描法研究了在488nm的Ar+激光照射下,聚合物材料PMMA/DR1的光漂白过程,为精确测量光漂白模型中的参数提供了一种简单实验方法.这对于今后用光漂白的方法制备光波导器件具有重要意义.

半导体可饱和吸收镜(SESAM)启动的高功率飞秒掺钛蓝宝石激光器,在Ar+激光器10W全线抽运下,其平均输出功率达到1.7W,脉冲宽度小于16fs,斜率效率为22%.文中对半导体可饱和吸收镜自启动的动力学过程进行了实验研究.这种自启动、高功率、窄脉宽的飞秒激光器将具有广泛的应用前景.

实验确定了GdCOB晶体的全部非线性系数,并用不同切向的GdCOB晶体验证了由此决定的有效非线性系数的空间分布.实验表明,GdCOB晶体的有效非线性系数在θ=66.8°,φ=132.6°处具有最大值,为1.68pm/V.当长度为6mm时,该切向晶体的倍频转换效率达到48%.

对于在ω-2ω双色场作用下的原子,在两种不同电离机制下探讨了电离过程的相位效应.结果发现在隧穿机制下总电离率随相对相位的变化呈“∩”形,而在过势垒机制下呈“∪”形.研究说明利用双色场对原子电离过程进行相位控制是可行的.

基于耦合模理论,分析了考虑传输损耗的条形波导中切伦科夫(Cherenkov)二次谐波(SHG)的问题.结果表明,转换效率具有指数性质和饱和性质.这一结果不同于未考虑传输损耗时转换效率所具有的线性性质,这对于切伦科夫频率倍频器的研制中参数的优化具有重要的意义.

运用半经典量子理论方法建立了光学简并三波混频在两输入场均不为零的情况下的理论模型,讨论了在两输入场均不为零时系统的动力学行为以及相应的量子非破坏测量(QND)特性.研究结果表明,该系统的最佳量子非破坏测量工作点与以往的情况不同,不是出现在非线性共振点处而是在双稳转变点.

在晶体光轴垂直于入射面的各向异性实验组态下,对掺杂KNSBN晶体的各向异性自衍射过程进行了理论分析和实验观测,给出了包含空间电荷场前两阶分量作用的各向异性自衍射的耦合波方程及其数值解.理论分析和实验结果都表明各向异性自衍射光来自于两束入射光的共同作用.

将冲击受激拉曼散射应用于某些铁电体中,在时间域内分析物质晶格振动.τωα<2π是应用冲击受激拉曼散射的必要条件.使用钛宝石激光再生放大系统作为激发源,在LiTaO3晶体内获得了声子电磁激元振荡模.将同种方法用于KDP,在其铁电体相位转换点以上50K的温度范围内,仅发现了波矢q=6848cm-1,弛豫时间常数τ0=1.33×10-13s的弛豫振动软模,显示出KDP铁电体相位转换的弛豫特性.

研究了红移大失谐驻波光场在高功率的情况下对原子束的聚焦特性,数值结果显示在激光功率较高的情况下,有实现原子光刻的可能.在单线功率输出为P=7W,光斑尺寸为w0=0.1mm的Ar+离子激光束的条件下,Cr原子束在置于焦平面处的基板上所沉积的条纹半高宽度为20nm左右,对比度为4～5.提出了用增强腔来提高条纹对比度和减小色差的办法.在势阱深度增强2500倍时,沉积的条纹半高宽度为5nm～10nm,对比度约为7,条纹有了明显的改善.

研究了双模压缩真空场与二能级原子双光子跃迁相互作用系统中光场的压缩特性及虚光子过程对光场压缩特性的影响.数值计算结果表明,光场呈现出周期性压缩现象,而虚光子过程则对光场的压缩具有抑制作用并产生量子噪声,光场的压缩与系统初始状态及本身性质密切相关.

在有限维希尔伯特空间中构造了非简谐振子的广义相干态,并研究了其量子统计特性.详细地讨论了该量子态的压缩效应和反聚束效应,得到了出现压缩的条件并给出了反聚束效应与有限维希尔伯特空间维数关系的数值计算结果.理论计算表明该量子态存在压缩效应和反聚束效应,这与通常的无限维空间中的广义相干态是完全不同的.

引入时域校正因子(系统团环校正波前残余误差与系统开环时的湍流波前扰动误差之比)和系统测量信噪比,分析了自适应光学系统对实际大气湍流扰动的时域校正效果与湍流功率指数、湍流功率谱转折频率、系统测量信噪比、系统时间延迟以及系统闭环带宽的关系,并给出了系统的最佳闭环带宽.此外还分析了弱光61单元自适应光学系统的时域校正效果.

研究了相敏光放大器(PSA)中抽运光和信号光之间存在相位漂移时,信号脉冲波形对级联相敏光放大器光纤通信系统传输性能的影响.通过系统仿真,得到了在不同的相位漂移下高速信号脉冲眼图劣化度随光纤色散变化的曲线,以及在给定的光纤色散下放大器有相移与无相移时信号眼图劣化度随信号脉冲指数变化的曲线.由仿真结果可知,脉冲波形不同对系统性能的影响亦不同.采用超高斯脉冲的系统性能优于采用高斯脉冲,而且超高斯脉冲指数存在最佳值.

对利用光纤交叉相位调制效应实现全光位时钟提取的过程进行了说明和分析;重点分析了色散位移光纤的长度和入射信号的脉宽和强度、以及走离对输出时钟信号的影响;对时钟信号的啁啾特性进行了讨论和分析.

利用真空蒸镀法制备了一种新的三硝基溴硼亚酞菁(BTN-SubPc)薄膜.在室温下测试了该亚酞菁染料在溶液和薄膜态的吸收光谱、薄膜态的反射和透过光谱,发现该薄膜在500nm～650nm波长范围内具有优良的吸收和反射特性.在632.8nm光盘静态测试仪上测试了覆盖有金属反射层的BTN-SubPc薄膜的静态光存储性能,结果表明,用较小功率和较窄脉宽的激光辐照膜片时,可获得大于30%的反射率对比度,显示出该材料用作短波长光存储介质(特别是用于可录型数字多用光盘)的巨大潜力.

采用射频溅射法制备了Ag8In14Sb55Te23相变薄膜,对沉积态薄膜在300℃时进行了热处理,测量了不同厚度薄膜的反射、吸收谱及光学常数.研究了薄膜的光学常数与薄膜厚度的关系,结果表明在一定的厚度范围其光学常数随膜层厚度的不同有较大的变化,尤其在短波长范围内更为明显,这对于短波长记录相变光盘有重要意义.

采用光度法以及椭圆偏振法测量技术对掺有贵金属或过渡金属元素的SnO2薄膜以及在不同PO2/PAr比条件下制备的VOx系列的薄膜进行了系统的光学气敏特性测试.比较了各种薄膜对SO2气体的光学气敏特性,发现在一定条件下制备的SnO2/Pd、VOx薄膜对SO2气体在可见光区有很好的灵敏性,SnO2/Zr薄膜对SO2气体在近红外区有很好的灵敏性.定性地用光学能隙的变化和自由载流子浓度的变化说明了薄膜在吸附气体后的光学性质的变化.

首次观察到Eu(6s6p)8P9/2至Sr(5s10s)1S0、准稳态翼为紫翼的激光感生碰撞能量转移实验现象,其荧光波长为458.42nm,峰值转移激光波长为459.75nm,并对其激发函数谱随温度和随转移激光能量改变进行实验研究,测量了激光感生碰撞能量转移谱的截面,证实了激光感生碰撞能量转移谱为非对称谱.

对高功率激光器输出耦合镜的受热情况进行了分析,在实际工作模型下设定了圆柱坐标下的热传导方程边界条件.对高功率激光器输出耦合镜所处的物理状态进行了符合实际情况的简化,求得了热传导方程的解析解.对GaAs窗口材料分析了高功率激光器输出耦合镜内部温度分布,在考虑了材料折射率与线膨胀系数随温度变化的因素后,计算了等效光程变化及其引起的热透镜效应.

实验研究了注入光对光纤光栅外腔半导体激光器阈值电流的影响,给出了可同时获得高消光比和高转换速率的注入电流范围.采用载流子消耗机制对实验结果进行了定性分析.

端面镀增透膜的激光二极管构成的光栅外腔激光器(ECLD)中,考虑到镀膜端面剩余反射率对波长的依赖关系以后,利用等效腔法导出了该激光器阈值载流子密度随波长变化的解析表达式,以此为出发点,讨论了增透膜反射率极小位置对调谐范围的影响.结果表明,除了增大剩余反射率带宽和降低剩余反射率能够提高调谐范围这一明显结论之外,在镀膜工艺确定的情况下,即假定剩余反射率带宽和剩余反射率极小值变化不大时,通过控制剩余反射率极小值所对应的波长相对于镀膜前增益峰的偏移量,可进一步拓宽波长调谐范围.

利用等效介质理论,通过严格的耦合波理论计算和分析了二维表面浮雕结构的反射效率与各种因素的关系,给出了不同情况下的变化曲线;同时计算出了该结构在正入射情况下的等效折射率系数.明确提出:不管是对称的还是非对称的二维表面浮雕结构,方位角和极化角的变化对其反射率的影响都不明显;从而得出二维表面浮雕结构可以实现消偏振、减反的特性.分析了该结构的带宽限制,给出了在给定结构下受限的带宽;同时对浮雕高度加工误差对反射率的影响作了分析,对实际工作有一定的指导意义.

介绍一种基于干涉解调技术的光纤光栅传感系统,用非平衡波长扫描迈克耳孙干涉仪将来自传感光栅的包含应变信息的波长信号变为相位信号,借助相位计显示的相位变化确定待测应变的大小.该传感系统具备分辨5.5nε的能力,其灵敏度的实验值为1.80°/με,与预期值1.83°/με基本吻合.

利用由麦克斯韦方程组直接导出的统一耦合模理论分析各种类型的含布拉格光栅的对称光纤耦合器的传输特性.与以前发表的分析方法不同,对于含布拉格光栅的耦合区域,统一耦合模理论同时考虑了布拉格光栅和耦合器的耦合作用.模拟结果证明它能精确地模拟和解释各种类型的含布拉格光栅的对称光纤耦合器的有关实验现象.

提出了一种适合于宽带消波长依存波导耦合器的统计优化设计方法.使用该方法,在1280nm～1650nm带域内,对Si基SiO2光波导作了包括偏振变动优化在内的50%和20%功率耦合比的消波长依存波导耦合器的设计.两个器件经三维波束传播法(BPM)模拟运行验证,结果表明,在370nm宽带内,两个直交偏振态均实现了功率耦合比为(50±2.1)%和(20±1.4)%、偏振变动量分别小于0.65%和0.20%的良好特性.