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22卷 第6期
给出了在相干匹配滤波系统中利用Ce:KNSBN光折变晶体非线性特性实现图像边缘增强光学相关模式识别的理论分析和实验结果.实验中自相关峰半最大值宽度降低了75%,自相关峰与互相关峰的强度比增强了近一倍,自相关峰的边瓣强度和互相关峰的强度得到抑制,系统的信噪比和相关鉴别率得到显著提高.
模式识别 边缘增强光学相关 光折变 
分析了体全息存储系统输入器件(空间光调制器)与输出器件(电荷耦合器件)空间相对位置对信号匹配效果的影响,总结了信号输入、输出器件调整机构灵敏度的验证方法.以此为基础,借助掩模板实现了1000×1000像素阵列输入输出的一对一匹配.研究了输入器件像素填充因子和输入图案组合对读出图像的影响,为实现低误码率大容量数据页存储提供理论和实验基础.
全息存储 空间光调制器 电荷耦合器件 像素匹配 掩模板 报道了以氮气为介质产生高次谐波的实验结果.实验中主要研究了不同的气体密度、不同入射激光能量和不同偏振对高次谐波辐射强度及谐波级次的影响.并从理论上进行了定性分析.分析结果表明:要想得到较高次、较强的谐波辐射,必须反复进行实验,确定最佳的激光能量和气体密度,以减少由于自由电子密度的提高而导致的相位失配的影响.
高次谐波 氮气 气体密度 入射激光能量 利用飞秒脉冲激光在时域内对铁电体KDP(KH2PO4)进行冲击受激拉曼散射(ISRS)实验研究,在激发光束夹角θ=0.38°情况下,发现了KDP软模与光耦合所形成的电磁耦合波子弱衰减低频振荡的冲击受激拉曼散射响应信号,其周期随着温度接近相变温度Tc而逐渐增大,其特性可用铁电体软模在Tc温度附近频率的变化规律ω2=α0(T-Tc)来描述,这里系数α0≈16×1020 s2K-1.
铁电体 软模 冲击受激拉曼散射(ISRS) 电磁耦合波子 在双面金属包覆介质波导中,随着介质层厚度的变化,会出现TM0模与TM1模的分离和简并两种状态,从而影响衰减全反射(ATR)谱中模序数的确认.通过对金属波导的理论分析和实验研究,提出了三种模序数确认方法:本征角计算法、吸收峰全峰半宽比较法和吸收峰峰间距比较法,实现了两种状态下对模序数的准确判断.
金属包覆波导 衰减全反射 模序数 提出了一种用于拟合测量渐变波导的折射率分布的新的理论处理.该方法把统计优化手段导入循环迭代法,可适用于费米函数这一类曲线变化范围大、且有多个自变量的函数.实验上用焦磷酸质子交换制备了LiNbO3波导样品,用该方法对退火后的折射率分布作了测量拟合,折射率拟合值与实验值的均方差为±8.2×10-4.
渐变折射率 折射率分布拟合 LiNbO3波导 质子交换 以电磁场理论为出发点,对满足环状截面同轴金属波导边界条件的麦克斯韦方程组求解,得到了环状同轴波导管内的电磁场各分量方程,并以TE模为例详尽分析了环状金属波导管中的模式特征、色散关系、光束传播及其强度分布特性.
环状截面 同轴金属波导 模式特征 光强分布 用直流溅射法在室温Si基片上制备了4.9 nm～189.0 nm范围内不同厚度的Ag薄膜,并用X射线衍射及反射式椭偏光谱技术对薄膜的微结构和光学常数进行了测试分析.结构分析表明:制备的Ag膜均呈多晶状态,晶体结构仍为面心立方;随膜厚增加薄膜的平均晶粒尺寸由6.3 nm逐渐增大到14.5 nm;薄膜晶格常数均比标准值(0.40862 nm)稍小,随膜厚增加,薄膜晶格常数由0.40585 nm增大到0.40779 nm.250 nm～830 nm光频范围椭偏光谱测量结果表明:与Johnson的厚Ag膜数据相比,我们制备的Ag薄膜光学折射率n总体上均增大,消光系数k变化复杂;在厚度为4.9 nm～83.7 nm范围内,实验薄膜的光学常数与Johnson数据差别很大,厚度小于33.3 nm的实验薄膜k谱线中出现吸收峰,峰位由460 nm红移至690 nm处,且其对应的峰宽逐渐宽化;当膜厚达到约189 nm时,实验薄膜与Johnson光学常数数据已基本趋于一致.
溅射Ag薄膜 微结构 光学常数 椭偏光谱 将一种广泛用于求解复杂系统优化问题的技术--模拟退火法--用来求解椭偏反演方程.首先假设一个薄膜模型,计算出其相应的椭偏参数(Ψ,Δ)的值,在这个计算值的基础上加入不同标准偏差的高斯噪声;然后将加入噪声后的值(Ψm,Δm)作为模拟的测量数据,采用模拟退火算法进行求解,验证得知这种方法求得的薄膜参数很接近于假设的薄膜模型参数的真值,与其他文献的报道结果一致,而且在扩大搜寻范围时,仍然可以得到准确解,从而证明了该方法的可行性以及有效性.
椭圆偏振术 吸收薄膜 模拟退火 研究了用溶胶凝胶方法制备的CdS超微粒/ZrO2薄膜的发光特性,测量了不同退火温度处理的样品的荧光光谱、荧光激发光谱和荧光衰减曲线的变化,通过荧光衰减曲线研究了140 ps左右的CdS的带间跃迁发射和较慢的表面态发射.还测量了这种掺有CdS超微粒的ZrO2薄膜的飞秒光克尔效应,得到三阶非线性光学极化率为4.4×10-11 esu和大约100 fs的响应时间.结果表明,这类材料具有较大的光学非线性和快速的响应时间,在高速光开关等方面有潜在的应用前景.
CdS纳米晶体 荧光 飞秒光克尔效应 用失调叠加积分的方法,对厄米-双曲余弦-高斯光束的瞄准稳定性作了研究,得到了厄米双曲余弦高斯光束失调因子|ηm|2的精确解析公式和近似解析公式,并用数值计算了相对横向偏移和相对角向偏移对失调因子|ηm|2的影响以及对精确解析公式和近似解析公式的适用范围作了分析和说明.
瞄准稳定性 失调因子 相对横向偏移 相对角向偏移 厄米-双曲余弦-高斯光束 研究了无耗晶体的扩散效应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,对于给定的与晶体参量匹配的高斯光束,晶体的扩散效应将造成高斯光束孤波演化的自偏转,而且其自偏转过程与同参量的屏蔽光伏明孤子的自偏转过程具有极其类似的特征.同时发现,高斯光束的波形即光束的横截面对其孤波演化的自偏转影响最大.比较了高斯光束孤波演化的自偏转与明孤波自偏转的理论曲线,结果表明,对于匹配的高斯光束,其自偏转程度与解析计算结果非常接近.
高斯光束 光折变效应 空间光孤子 自偏转 波长交错滤波器是一种类似于梳状滤波器的无源光子器件,在密集波分复用系统中可以起到复用和解复用器件的作用.如果将一光纤圈加入光纤熔锥型非平衡马赫曾德尔干涉仪型波长交错滤波器系统中,它的滤波性能将有所改善.改进后的梳状滤波器的透射率形态近似于方波,讨论了新系统的结构和参数选取.
波长交错器 复用和解复用 干涉仪 光纤环 滤波器 报道了工作波长在L波段的由两个光纤环镜构成线型谐振腔的掺铒光纤激光器,通过调整环镜中偏振控制器的状态来改变环镜对不同波长的反射率以实现某些波长的激光输出.线型腔内的激光工作介质为两段不同掺杂浓度的掺铒光纤,其中一段铒光纤由一980 nm激光器抽运,其产生的放大自发辐射谱在腔内再同时对两段掺铒光纤进行抽运,使它们的增益谱移位到L波段.实验中观察到了波长从1566.4 nm到1592.4 nm范围内可调的稳定的连续激光输出,其波长调谐范围达26 nm.
光纤激光器 线型腔 波长可调 L波段 对相移分布反馈掺Yb3+光纤激光器进行了理论分析,发现当相移为π时,增益阈值最小,相移越远离π,增益阈值越大,信号波长越偏离布拉格波长;随着光纤光栅耦合系数的增加,激光器的增益阈值越小,输出功率越大;相移分布反馈光纤激光器的正向和反向输出特性与光纤光栅的相移点的位置有关.
相移分布反馈激光器 掺Yb3+光纤 传输矩阵法 耦合常数 在利用同步辐射光源的偏振特性进行自旋相关X射线散射及吸收谱实验来研究材料的磁学性质时,需要应用圆偏振光,这就提出了对具有高通量、高偏振度、波长连续可调的圆偏振X射线的需求;另一方面标定实验所用X射线的圆偏振度也成为这一研究领域的关键技术.由于X射线多光束衍射强度与σ场和π场的光程差δ相关,通过测量圆偏振分析晶体的多光束衍射的强度分布,可以获得入射X射线的圆偏振度.实验在美国国家同步辐射光源实验室X25光束线实验站进行,光子能量为7.1 keV的圆偏振X射线由线偏振X射线经过一厚度为0.5 mm、晶面为[111]的金刚石晶体产生.通过测量多光束衍射强度,确定了斯托克斯参量.实验值与X射线动力学理论计算结果能较好地吻合.
同步辐射X射线 相位延迟板 圆偏振度 多光束衍射 报道了一种利用偏压恒流等离子辅助热丝化学气相沉积方法在硅基板上制备大面积均匀纳米金刚石薄膜的新工艺,在不同沉积条件下研究了纳米金刚石薄膜的成核和生长过程,并通过扫描电镜、拉曼光谱和表面粗糙度测试仪观察了纳米金刚石薄膜的结构特征.最后成功制备了直径100 mm、平均晶粒尺寸10 nm的光滑纳米金刚石薄膜.
热丝化学气相沉积 纳米金刚石薄膜 等离子辅助 采用子孔径波面的合成方法实现了大口径光学系统波面的检测.将被测区域划分成有限个子孔径,利用塔尔博特效应产生的莫阿条纹平移测量每一子孔径上波面斜率,根据所有所测量的子孔径上波面的斜率拟合出被测波面.检测了口径为500 mm,焦距为13 m的大口径光学系统的波面.
光学检测 波面合成 塔尔博特效应 理论分析并实验研究了基于光纤光栅滤波调谐技术的光纤光栅传感系统.分析了由于光源光强波动及光纤扰动而引起的波长测量误差,并给出了减小测量误差的方法.该系统采用应变仪作为读出设备,使测量结果的线性拟合度达0.9995, 测量光纤光栅布拉格波长移动的最小分辨率为1.3 pm.
光纤光栅 传感器 波长检测 通过面积编码将伽博(Gabor)波带片的透过率函数的余弦分布等效为二元分布,研制了能产生各种特殊聚焦图形的二元光学元件.根据透镜聚焦的物理原理制作的二元振幅型波带片可以方便地产生多种聚焦线,给出了相应的实验结果,并讨论了改善聚焦效果的优化条件.
波带板 二元光学元件 面积编码 利用有机聚合物材料热光效应进行了Y分支结构光波导开关的研究和制作,实验结果显示光开关具有小于-20 dB的串音,驱动功率为110 mW～130 mW.同时给出插入损耗的测试结果,并分析了其产生的各种原因.针对器件的开关速度问题,提出了解决方法.
数字型热光开关 有机聚合物 Y分支 光波导器件 讨论了连续波线性调频激光雷达系统中声光调制器的设计方法,并给出了具体设计参数.提出应用两个并联驱动且声场沿相反方向传播的声光调制器来补偿由于超声波频率的改变而引起的衍射光方向的偏转,并同时提高了扫频带宽.该器件应用于线性调频激光测距实验中,取得了可信的实验结果.
声光调制 线性调频 激光雷达 
根据非球面眼镜片的赛德尔(Seidel)初级像差理论,分析讨论了在消像散条件下校正球差、彗差和畸变的可能性,指出适当优化镜片的形状因子,能够获得畸变低于球面镜片的点焦(即消像散)非球面镜片.以±6.0 m-1镜片为例,给出了校正畸变、点焦、无拐点非球面镜片的设计方法与结果,通过性能评价和比较,指出非球面镜片的像差校正情况与初级像差理论的分析结果基本一致.
眼镜片 非球面 像差 用傅里叶衍射光学分析了准分子激光束发散度对于光纤光栅制备的影响,发现光束发散角使光纤光栅的布拉格波长发生改变,相位版后干涉场沿光纤轴向和径向不均匀,对制备30 dB高反射率光纤光栅造成困难.实验结果与理论分析基本一致,相对于理想平行光束情况,会聚光束使得光纤光栅布拉格波长出现在短波一边,发散光束使得光纤光栅布拉格波长出现在长波一边.
光纤光栅 相位版 衍射光学 利用脉冲调Q染料激光对掺钕双钨酸钇钠晶体(Nd:NYW)的短波长吸收带(595 nm)进行抽运,实现了1.064 μm激光运转,在抽运能量24.2 mJ时,获得的激光输出能量为1.08 mJ,阈值抽运能量小于5 mJ.
短波长吸收带 抽运波长 以温度梯度法生长LiGaO2晶体,通过形貌观察、X射线衍射分析和X射线光电子能谱分析确认在样品的中部形成了单一相的LiGaO2晶体.但在生长过程中由于CO气体的存在,熔体表面形成了LiO-和金属态的Ga,钼坩埚被侵蚀形成Li2MoO4进入熔体,使样品上下两部分的结晶质量变差.
温度梯度法