应用非微扰散射理论并考虑自发辐射,研究了阈上电离过程中光电子的角分布.由于自发辐射的影响,电子的角分布具有精细结构,成功地解释了Nandor等人的实验观测.

用6条光纤组成的光纤阵列配光学多道分析仪,发展了一种多角度光谱分辨的诊断技术(MASRS).用多角度谱分辨的散射光探测系统系统在6个角度对1.053 μm激光辐照CH平面靶产生的3ω0/2散射光谱进行了研究,实验显示散射光谱红移峰的峰位移动量和峰宽度与散射角度有较强的依赖关系,实验结果与理论模型计算的结果进行了比较,并由此估计了碳氢等离子体的电子温度约为0.55 keV.

建立了超冷V型三能级原子注入的微脉塞的量子理论.首先推导出腔场约化密度算符随时间演化的主方程,并由此出发着重研究了微脉塞腔场的光谱性质.结果表明,与用超冷二能级原子或用热的二能级和三能级原子注入的微脉塞的光谱相比,用超冷V型三能级原子注入的微脉塞具有新的光谱性质,对某些腔长,线宽可被突然加宽,腔场也发生大的频移.不同的原子相干性甚至可以使腔场频率发生方向相反的频移.另一方面,原子质心动量对光谱也有影响,表现在线宽和频移随质心动量减小而减小.

给出了一种新的数值计算W-型单模单偏振光纤截止基模能量损耗的方法--区域模场边界条件匹配法.用这种方法分析了截止基模能量损耗与光纤结构参数的关系,得出了截止基模能量损耗随椭圆内包层长半轴、短半轴或内包层折射率深度的增加而迅速减小,以及高椭圆度内包层情形下截止基模能量损耗仅由内包层短半轴、内包层折射率深度和纤芯外包层相对折射率差确定的结论;同时得出了截止基模能量损耗与纤芯外包层相对折射率差的平方根成正比的解析结果.最后将数值计算和实验进行了比较,两者较为一致.

利用相移测量了单模As2S3光纤在1.55 μm附近的色散.测量结果显示,As2S3光纤的材料色散为-39 ps/(km*nm).特殊的色散特性,预示了硫系光纤及其器件广阔的应用前景.

研究了光纤拉曼放大器中双重瑞利散射噪声的特性,提出了在考虑拉曼光放大作用时,双重瑞利散射噪声的表达式.给出了在加入隔离器进行抑制后,双重瑞利散射噪声的计算方法,并进行了模拟分析,得出了放置隔离器的最佳位置.

运用张量方法引入了描写部分相干非轴对称高斯谢尔模(GSM)光束的4×4阶部分相干复曲率张量M-1,导出了适用于部分相干光传输的张量ABCD定律.利用该公式对一般的非轴对称高斯谢尔模光束经过自由空间的传输进行了计算.结果表明,部分相干光的张量ABCD定律是处理高斯谢尔模光束传输的一种简单而有效的方法.

研究了在渐变折射率介质中构成标准矢量波函数的必要条件.研究结果表明在渐变折射率介质中构成标准矢量波函数除了仍需遵循Morse-Feshbach判据外,领示矢量仅能选取与折射率变化方向一致的那根坐标轴的单位矢量.

从阴影恢复表面的三维形状是计算机视觉研究中的一个重要问题.通过对表面形状的平滑性约束,给出了一个关于表面深度和图像亮度的能量函数.并通过对预先给定的曲面进行调整使得这个能量函数达到极小值,来逼近实际的表面,从而恢复表面形状.这一方法同时利用了图像的局部和全局阴影,避免了只利用局部或全局阴影所带来的误差.通过对合成图像以及实际图像进行的实验,证明该方法是行之有效的.

在行处理方法的基础上提出了一种基于平行投影的迭代方法,与传统的行处理方法不同,它不是通过向某一超平面作垂线进行迭代,而是作某个超平面的平行线与另一超平面相交进行迭代.与传统方法相比,它明显加快了迭代速度.

实验利用光注入多量子阱半导体激光器产生的载流子消耗和带间载流子吸收产生的交叉增益调制效应,实现波长转换,转换光的光强变化幅度与偏置电流有关.通过调节偏置电流的大小,能使转换光与注入信号光在同向和反向间进行切换.

用经典量子电动力学理论初步研究了半导体碟型微腔激光器的设计原理,采用光刻、反应离子刻蚀和选择化学腐蚀等现代微加工技术制备出抽运阈值功率很低且品质因数很高的低温光抽运InGaAs/InGaAsP多量子阱微碟激光器.这种激光器制作工艺简单,对有效光子状态密度调制较大,是比较理想的半导体微腔激光器.

利用对相移分布反馈(DFB)光纤激光器的相移区施加一定的应力,使光栅的相移区产生双折射,得到了消光比为14 dB的运行在1053 nm的单偏振激光输出,并且由于光纤光栅的相移区偏离了光纤光栅的中心位置,使激光器的输出功率特性具有一定的方向选择性.

在求解多组元全动型变焦距透镜高斯光学参数的过程中,不再区分变倍组与补偿组的概念,统一将变焦距系统运动组元的移动距离和焦距作为变量,并将组元的F数作为约束条件,提出了一种能同时求解多组元全动型变焦距系统在每个变焦位置高斯光学参数的计算方法,并给出了设计实例,证明了算法的可行性,提高了光学系统设计的智能化程度.

分别论述了设计红外变焦距光学系统的曲线拟合法和解析法,并设计了大口径、三组元、机械补偿红外变焦距系统.系统的口径为500 mm,系统焦距为750 mm～3000 mm.从计算结果看,设计的变焦距光学系统像面稳定,成像质量良好,接近或达到了衍射极限.

对神光Ⅱ高功率像传递激光传输系统中可能产生的鬼像进行了计算与分析,对系统中可能被鬼像损伤位置上的光学件作了重整安排.

从双啁啾膜系原理出发,经过自行编制的软件优化计算,得到了由54层介质膜组成的具有色散补偿功能的宽带高反镜,高反射率(大于99.9%)带宽宽达120 nm,群延迟色散量为-50 fs2.对基于耦合模理论和传输线理论的双啁啾镜的原理和设计思路进行了分析,并通过计算机模拟验证了设计结果,分析了膜系各参量的改变对膜系的反射率和时延特性的影响.另外,在优化计算过程中发现了一些值得注意的有用的规律.

用传感器光栅串作环形腔激光器的端镜,借助角度可调法布里珀罗滤波器对波分复用传感元进行波长寻址,利用非平衡迈克耳孙扫描干涉仪对来自传感光栅的包含应变信息的波长漂移信号进行解调,实验证实系统的应变传感灵敏度为1.669 °/με,与理论值1.678 °/με非常吻合.锁定来自某一光栅的信号后,所设计的反馈装置保证了系统具备自动追踪感测信号的能力.

从多光束干涉的基本原理出发,分析了光源光谱对光纤法布里珀罗应变传感系统的影响.通过分析发现光源光谱的高斯分布会使光纤法布里珀罗应变传感系统产生测量误差,并从理论上推导出了这种误差的计算公式;通过计算机仿真发现光源的影响使应变测量结果出现了连续周期性的跳变,并通过实验验证了这种变化规律.

详细分析了光学像增强型CCD探测器的电子倍增特性以及倍增信号的统计特性,提出了像增强型CCD的增益起伏因子以及信号增益模型,并以实验分析了滨松公司的C2166型像增强器的电子增益特性.分析结果表明,本文提出的模型与实验结果非常一致.

将固浸透镜技术与电光检测技术相结合,建立了具有亚微米空间分辨率的外部电光检测系统,通过使用GaAs半球作外部电光探头,用数值孔径为0.3的显微物镜对波长为1.3 μm的探测光束进行聚焦,得到了半峰全宽直径为0.7 μm的聚焦光斑,成功测量了微带线上10 kHz的正弦波信号,验证了系统的线性响应特性,并得到了6 mV/Hz的电压灵敏度.

研究了几种两端有慢变周期结构的光子晶体的能带特性.研究发现,通过在普通光子晶体两端添加适当的慢变周期结构,可以使光子晶体的光子禁带区向短波区或向长波区扩展,也可以同时向短波和长波两个区域扩展,与普通结构的光子晶体的光子禁带宽度相比,可以获得400%以上的禁带区宽度的拓展.

根据光波在介质中的传播理论,由麦克斯韦方程出发,对非均相结构电流变液导出在外电场与光场交互作用下旋光角ψ与入射线偏振光振动方向与外加电场方向间夹角θ及ξ(取决于电流变液材料本身及外加电场强度)的函数关系式.对不同浓度、不同场强下的SiO2电流变液的旋光进行了测量.实验发现,同一场强作用下,旋光角ψ随浓度c的增大而增大;对于同一浓度,旋光角ψ随场强E增大而增大;在浓度c与场强E一定的情况下,旋光角ψ还随θ角而变化.实验结果与理论预测吻合较好.

对用真空蒸发技术制备的Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜(Ag的质量分数为0.15、0.20、0.30)的微结构及吸收光谱特性进行了研究.微结构分析表明薄膜由平均粒径约18 nm的fcc-Ag纳米晶粒嵌埋于主要呈非晶态的MgF2基体中所组成.对吸收光谱的研究表明,Ag纳米微粒的表面等离子共振吸收峰出现在λ=412 nm～417 nm波段范围内.随着Ag组分增加,吸收峰强度下降,呈现轻微红移并且逐渐宽化.

根据低温下测得的Yb3+:磷酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱,计算了Yb3+离子在磷酸盐玻璃中的能级结构,并解释了荧光寿命在低温下变化异常的原因.在低温下采用940 nm的二极管激光器抽运Yb3+:磷酸盐玻璃获得了准连续激光输出.在热力学温度为8 K时最大输出功率为2 mW,斜率效率为4%,激光中心波长为1000 nm.

报道了一种以丙烯酰胺为单体的光致聚合物材料.通过对组成材料的三乙醇胺(TEA)、丙烯酰胺(AA)和亚甲基双丙烯酰胺(BAA)浓度的优化实验发现,三乙醇胺浓度有一个最佳值,当保持亚甲基双丙烯酰胺与丙烯酰胺的浓度比为1:6时,材料中丙烯酰胺的浓度达到0.25 mol/L后,衍射效率便达到最大值.材料的灵敏度随着丙烯酰胺的增加而不断地提高.在光聚物介质上能够记录信噪比较高的图像,说明该材料适合于大容量体全息存储.

运用X射线衍射分析、红外光谱分析、扫描电镜分析和透射光谱分析,研究了GeSe2非晶半导体薄膜经514.5 nm波长的氩离子激光辐照后的结构及性能变化.实验结果表明,经热处理和激光辐照后,薄膜的光学吸收边均移向短波长处,这种移动随着辐照激光强度和辐照时间的增加而增大,并且在退火薄膜中是可逆的.扫描电镜分析结果表明,薄膜在激光辐照后有微晶析出,这种微晶的析出量随着辐照激光强度的增强而增加.