提出用正弦变频滤波器抑制孤子间的相互作用,并对上变频滤波器、下变频滤波器、交叉变频滤波器在抑制孤子相互作用方面的效应进行了数值研究.结果表明,正弦变频滤波器是最为有效的.

对各向异性单轴和双轴非线性晶体中三波非共线作用参变过程的相位匹配进行了详细的研究,给出了参变光在非线性晶体主平面内传播的所有非共线参变过程可能的相位匹配类型和相位匹配条件,并推出了所有可能的非共线参变过程的临界相位匹配角的解析表达式.

修正了有偏压的光伏光折变晶体中屏蔽光伏孤子的理论.用微扰法研究了屏蔽光伏孤子的自偏转,得出孤子光束中心的运动为抛物线,并且空间频率分量随传播距离而线性移动,改变外偏压或旋转光的偏振方向可以控制其自偏转.当光伏效应可忽略时,屏蔽光伏孤子的非线性波动方程就转化为屏蔽孤子的非线性波动方程,它的自偏转就转化为屏蔽孤子的自偏转.当外偏压为零时,屏蔽光伏孤子的非线性波动方程就转化为光伏孤子的非线性波动方程,它的自偏转证明了光伏孤子也存在着自偏转.

研究了晶体损耗对高斯光束在光伏光折变晶体中孤波演化特性的影响.结果表明,对于给定的高斯光束和光伏光折变晶体,损耗将造成入射高斯光束传播时振幅和横截面的不断变化,长距离传播时将最终造成入射波的发散.损耗对强失配和弱失配的入射高斯波所造成的影响不同.弱失配时,光波横截面随传播距离增大而不断扩大,振幅随传播距离单调下降;强失配时,横截面先压缩后膨胀,光波中心振幅则经历先下降后增大,再下降的过程.同时我们还发现,在一定条件下,晶体损耗能使振幅失配的高斯光束演化成匹配的高斯光束,并最终演化成稳定的明孤波.

通过单光束Z扫描技术,在波长为1.064μm和532nm、脉宽为38ps条件下研究了一种新的酞菁相关化合物三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料的三阶非线性光学特性.观察到在1.064μm(离强吸收带很远)下的双光子吸收和在532nm下的反饱和吸收现象,并计算出了相应的非线性吸收系数.在1.064μm下的非共振三阶非线性极化率和在532nm下的共振三阶非线性极化率χ(3)分别为6.1×10-12esu和6.7×10-10 esu,显著大于相关酞菁的值.这些结果表明三新戊氧基溴硼亚酞菁薄膜材料在非线性光学方面具有潜在的应用前景.

针对三阶色散对零色散波长附近光脉冲偏振复用技术的破坏作用,提出了使用色散平坦光纤来抑制三阶色散的影响.然而用色散平坦光纤只能在脉冲短距离传输时有效,故提出用正负三阶色散交替的光纤补偿三阶色散对光脉冲偏振复用技术的影响.研究发现该补偿方案能有效地抵消线路的总三阶色散,实现了偏振脉冲长距离稳定传输.

研究了在稀薄等离子体中强激光激发尾波场的情况,发现尾波场的激发与入射激光的脉冲宽度有共振现象.在光强很小情况下,共振所需要的入射激光脉冲宽度为??λ????p/2,随着光强的增大共振激光脉冲宽度减小.同时发现在稀薄等离子体中激发的尾波势场与等离子体的密度几乎无关,而激发的尾波场最大电场强度与等离子体的密度有关.

分析了相对论条件下激光超短脉冲在等离子体中的传输特性,在傍轴近似和慢变振幅近似条件下,推导了折射率、电子密度、静电场以及电子空腔尺度的表达式.当激光功率超过产生自导引阈值功率时,激光束斑沿着传输光轴方向振荡.在有质动力产生的压力非常强时,聚焦光束中央部分的电子被全部排开形成电子空腔.给出了电子空腔的尺寸以及在出现电子空腔时的处理方法.在超过形成电子空腔的阈值功率(Pc≈2.5TW)时,空腔的尺度几乎与激光功率无关,这意味着电子空腔阻止了激光脉冲的进一步聚焦.

在仪器函数和吸收线型已知的情况下,提出了一种非线性拟合退卷积法,用于提高气体吸收测量的光谱分辨率.数值模拟和实际应用都表明:该方法用于室内气体吸收光谱的测量,在保持吸收线型不变的情况下,可以显著地提高测量的光谱分辨率,降低测量噪声.将该方法用于怀特池中模拟大气吸收光谱测量,减小了激光线宽对测量结果的影响,获得了比较理想的结果.

采用腔内和腔外两种方法对激光脉冲进行光谱整形.在掺钛蓝宝石再生放大器中插入一定厚度的石英双折射晶体片,通过调节晶体光轴的空间取向,对再生放大器输出的脉冲光谱进行腔内整形,使再生放大器输出脉冲的谱宽从20 nm左右增加到35 nm左右,接近进入再生放大器的激光种子脉冲的谱宽.另外用镀反射膜的平板滤光片进行了腔外光谱整形的实验,使再生放大器输出脉冲谱宽展宽到28 nm左右.

用重合积分的方法,分析了描述掺铒光波导放大器(EDWA)的速率方程,得到了980nm波段抽运的掺铒光波导放大器增益的隐式解析解,在此基础上得到了抽运阈值功率的解析表达式.计算了掺铒平面光波导放大器中的光场与铒掺杂浓度分布的重叠因子.讨论了铒掺杂浓度对抽运阈值功率的影响及抽运功率对增益的影响.

生长在蓝宝石C面上的ZnO薄膜是通过等离子体金属有机物化学汽相淀积方法获得的,由其X光衍射得知,生长过程中分段退火和最后退火在薄膜中分别引入了张应力和压应力.通过对样品光致发光光谱研究表明:分段退火样品在380 nm附近出现了单一激子发射峰,而最后退火样品却出现了与应变有关的Γ??5和Γ??6两激子发射峰,同时在两者的光致发光光谱中与深能级有关的荧光峰都未出现.

根据PVK掺杂后荧光谱的变化,说明掺杂PVK薄膜的电致发光存在着从基质分子向掺杂分子的能量传递,用一个由单链模型扩展到包括杂质的哈密顿量进行数值求解,结果表明:在PVK和杂质分子之间有效的能量传递是源于它们之间的电荷转移,且随着杂质浓度的变化,其荧光谱峰位的移动与掺杂前后系统总能量的改变及荧光谱强度与掺杂后转移的电荷数之间分别存在对应关系.该模型较好地解释了有关的实验结果.

针对光电阵列探测器对色散型光谱仪的光谱分辨极限和波长准确性可能造成的不利影响,分别从空域和频域两方面分析了阵列探测器的光敏元中心距、谱线的宽度及谱线与光敏元的相对位置对分辨极限及波长准确性的影响,并通过计算机模拟定量地给出了在不同情况下其分辨极限和波长准确性的大小,得出了高斯型谱线的宽度小于光敏元中心距的5倍时,光谱仪系统不能同时提高其光谱分辨极限和波长准确性的结论.

采用导模传输分析法对二维限制多模干涉器的自镜像效应进行分析,并用三维全矢量光束传输法对其分析结果作了进一步的验证.分析表明,一维限制多模干涉器的自镜像效应可以完全拓展到二维上.

用金属有机化学气相沉积技术在三种不同型号的反应管中生长了GaN:Si膜.通过对样品的光电及结晶性能的分析,研究了气流混合时间不同对GaN:Si膜性质的影响.结果表明:合理的Ⅲ、Ⅴ族气流混合对提高GaN:Si膜的光电及结晶性能很重要.Ⅲ、Ⅴ族气流混合太早,气流混合时间长,GaN:Si膜的黄带与带边发射强度之比较大,X射线双晶衍射半高宽较宽;Ⅲ、Ⅴ族气流混合太晚,尽管可减少预反应,但气流混合不均匀,致使GaN:Si膜的发光性能及结晶性能变差.使用Ⅲ、Ⅴ族气流混合适中的反应管B生长,获得了光电及结晶性能良好的GaN:Si单晶膜.

用平面射映边界条件的伽辽金法分析耦合脊形光波导的结果表明,耦合脊形光波导的耦合能力随脊高增加而减小,随波导间距增加呈指数衰减.给出了耦合脊形光波导所承载的偶、奇模电场分布,其结果与采用其它方法得出的结果吻合得较好,可以优化波导光电子器件的结构参数.另外,平面映射边界条件避免了非物理反射,待求矩阵小,计算效率高.

主要研究镀膜光纤声光相位调制器.介绍了氧化锌镀膜光纤的几何结构,分析了此几何结构压电声光振荡的基本原理,给出了光纤声光相位调制器的等效网络模型,根据此模型得到了声光压电层反射系数,并按实际参数进行了计算机模拟计算.

本文从分形理论出发提出了图像分形相关位移测量的新方法.较之20世纪80年代发展起来的以像素的灰度相关为基础的数字散斑相关法,分形相关法更充分地利用了散斑图的相关性特征,有着更深入的发展潜力.为了验证理论与方法的可靠性,进行了验证性实验并和数字散斑相关法的测试结果进行了比较.测试结果显示,测试精度至少可达0.06个像素.最后讨论了这一方法的发展前景.

提出一种考虑激光光纤传感系统中激光器输出功率波动的神经网络跟踪补偿方法.在这种方法中,神经网络不仅用于削弱激光器输出功率波动对测量系统的影响,而且还同时用于传感器的非线性校正.提高了光强调制型光纤传感器的长期工作稳定性及测量精度,并有利于扩大激光光纤测量系统的测量范围.以光纤位移传感器为例,说明了该方法的有效性.

在薄池中,胶体晶体生长的速度比在厚池中快而且质量好.不同分散度的小球自排的实验结果表明:较差分散度的SiO2小球在超薄池中也能形成质量较好的单晶.光子带隙波长在薄池中有明显的红移,池厚为0.07 mm的胶体单晶的带隙波长比池厚为1 mm的胶体单晶的带隙波长红移了24 nm.

用物理喷束淀积技术制备了过渡金属[60]富勒烯盐C60Ni薄膜,研究了Al/C60Ni/ITO光电池的光伏效应和正反向电学特性并与Al/C60/ITO膜进行了比较.用界面偶极电场解释了Al/C60Ni界面光伏效应和整流效应的增强,表明在该样品中发生的从Ni原子到C60的电子转移使Al/C60Ni界面偶极电场增强.

选择若干玻璃组成,制得了含莫来石晶相的透明微晶玻璃,利用吸收光谱和室温荧光光谱对玻璃和微晶玻璃的发光进行了研究.研究表明,在一定温度范围内提高玻璃的晶化温度可以提高Cr3+离子的有效发光效率;Cr3+离子浓度的增加使微晶玻璃的发光强度增加,但引起浓度淬灭,降低Cr3+离子的有效发光效率.对微晶玻璃荧光光谱中688nm发射肩的成因进行了探讨,提出了微晶玻璃荧光光谱中688nm和700nm发射可能由2E能级分裂引起的观点.

制备了Tm3+掺杂氟铝酸盐玻璃,以实测的吸收光谱使用Judd Ofelt理论详细计算了Tm3+在氟铝酸盐玻璃中的光谱参数,在此基础上研究了Tm3+离子掺杂氟铝酸盐玻璃的上转换光谱性质和红外光谱性质.研究表明:在800 nm激光二极管激发下,1.45 μm(3F4→3H4)荧光浓度猝灭要明显强于1.77μm(3H4→3H6)荧光;在655 nm 激发下上转换荧光主要是由单个Tm3+离子的步进二光子吸收过程所致.

用脉冲可调谐光参量振荡器作光源,使用光程长达1 km的8m长吸收池,采用分时复用的单探测器探测方法,组成测量系统,测量了一系列高分辨率的模拟和实际大气的吸收光谱.系统的灵敏度为0.5×10-6 cm-1??,分辨率为0.02 cm-1.1.315 μm附近实际大气的吸收光谱与HITRAN96模拟结果比较,强线符合得很好.水汽光谱的大多数强线的分子线强度相对误差在10%以下.

用扩散近似的解析模型分析了幅度相消相位调制系统对组织中微小异质子实现定位的原理;详细讨论了相对幅度、相对相位、异质子的大小和吸收系数对系统定位精度的影响.提出了一种与相对幅度和相位无关的定位方法并从理论上解释了这种方法的原理和可行性.

研究了应用移相干涉术测量新的一等量块的方法.对于干涉图像进行多幅图的采样,由移相法计算量块测量面和与其研合的辅助平晶表面的波面面形,着重研究了在量块干涉图中有阶跃不连续的波面复原运算的原理与技术,得到一幅表征它们表面的离散波差值,并给出量块工作面长度和长度变动量的测量结果.

稳定、波长可调谐的窄脉冲光源是未来光时分复用/波分复用光纤通信系统的重要组成部分.报道了一个20 GHz的注入锁模光纤激光器的实验.利用一个10 GHz的半导体激光器作为光源,最终得到了波长可调谐的重复频率为20 GHz、脉冲宽度为12 4 ps的光脉冲,波长的调谐范围为16 nm.