提出一种在保偏光纤上计算光纤拍长的方法,即在保偏光纤上制作光纤光栅,利用光纤光栅的特性可以方便地求得光纤的拍长.同时,发现在保偏光纤上写入光纤光栅,其过程等效于在两个主轴上分别写入了一个光纤光栅,并且这两个光栅对于光的偏振态具有选择性,它们分别作用的偏振态是相互正交的.利用此特性,可以得到偏振消光比比较高的偏振分束器.

描述了一种新的亚波长光栅的微细加工技术,即电子束(EB)扫描曝光得到相应的亚微米级的线宽图形,再利用快速原子束刻蚀设备获得了高深宽比的立体结构.用此加工技术获得了100 nm以下的刻蚀精度,并研制成功亚波长光栅.该亚微米线宽微细加工技术可用于布拉格光栅、半导体激光器、无反射表面等需要亚微米结构的器件中.

声光可调谐滤波器(AOTF)是密集波分复用系统(DWDM)中的关键器件之一.影响该器件性能的一个主要因素是透过率曲线中旁瓣的存在.基于双折射切趾的原理,提出了利用LiNbO3晶体的电光效应来实现切趾的新方案.对该方法进行了理论和实验两方面的研究,实验结果与理论基本相符.

对Ce3+:Eu3+:Cr3+:Sm3+:YAG处延层中的荧光敏化现象进行了报道和分析,在较高浓度的Ce3+离子掺杂时,外延层在蓝色、绿色波段出现了新的荧光谱线,可解释为在Ce3+离子敏化作用下,Eu3+离子产生了由高位激发态能级5Di(i=1,2,3)直接到基态能级7Fj(j=0,1,2,3)的辐射跃迁过程,并且这种Ce3+:Eu3+:Cr3+:Sm3+:YAG外延层还是一种新颖的白色单晶荧光材料.

报导了一种新型的对绿光敏感的光致聚合物材料.该材料以丙烯酰胺为单体,由光引发剂,共引发剂,成膜物等组成.本材料记录的全息图衍射效率可达55%.在光聚物上采用角度复用技术存储了10幅图像,得到的再现像信噪比较高.说明该材料适合于大容量体全息存储.

首先利用简单几何光学与概率统计的原理,根据粗糙面激光散射特性,对双向反射分布函数进行了简化和数学统计建模.然后通过遗传算法对实验测量数据的拟合,获得更多的物体粗糙表面的光散射信息.最后提出了几种简化的数学统计模型,对实验数据进行优化拟合,均取得了良好的效果.

利用全量子理论,研究克尔介质中耦合二能级双原子与场相互作用的压缩效应,着重讨论了克尔介质对光场压缩效应的影响,并揭示了初始场强及原子间耦合系数的变化与光场压缩效应的关系.

研究了一位于相位损耗腔中大失谐下二能级原子与相干态场相互作用系统中,光场线性熵、原子线性熵以及光场原子系统线性熵的演化,讨论了原子初始状态和光场的平均光子数对各线性熵的影响.结果表明,光场线性熵和原子线性熵的演化都较强地依赖于原子初始状态,而系统线性熵的演化与原子初始状态无关.由于光场平均光子数的增加,光场、原子和系统的线性熵都会增加.

证明了高阶振幅压缩的概念可以应用于q变形代数的光场.q变形算符aN的正交归一本征态的压缩特点由这些态的内部奇偶结构决定.破坏这种奇偶结构将得到具有新压缩特点的光场.

利用共振飞秒光学克尔效应研究了C10-PPV溶液的非线性光学响应.实验结果表明,在共振激发条件下,C10-PPV的光学克尔效应信号表现为快速上升和随后的弛豫过程,其弛豫过程由两部分组成,一个200 fs的快过程和一个400 ps的慢过程.通过比较C10-PPV和掺杂C60后的C10-PPV荧光光谱,400 ps的慢过程可归属为聚合物链内单重态激子在不同共轭段间的迁移过程.

采用外加电场极化方式对具有扇形光栅的0.5 mm厚Z切铌酸锂晶体进行极化反转,制成了退火质子交换光波导.极化反转周期为5.8 μm～6.2 μm,采用Nd:YAG激光器输出的1.064 μm连续激光为基频光波,实现了0.532 μm倍频绿光输出,相互作用长度为4 mm,耦入波导的基频光波功率为10 mW,获得了20 μW的绿色倍频光输出,归一化转换效率为125%/(W?cm2).

根据双面金属包覆介质波导的特殊性质,提出了一种新的波导耦合方法,这种技术在不用棱镜、光栅和其它元件的情况下,可使光能从金属表面直接耦合进波导.实验结果与理论预言符合得很好.

提出了单轴各向异性材料为内包层,且其主轴沿光纤轴线(z轴)方向的双包层光纤模型,推出了矢量模特征方程.重点研究了主轴折射率比kcl对波导色散的影响, 针对从矢量模特征方程求解波导色散因表达式极为复杂而无法直接求解的困难,提出了一种求解波导色散的有效方法. 研究结果发现可以在不改变光波导结构参量的条件下,通过改变kcl可有效地改变光纤的波导色散.也分析了kcl、几何参量S、光学参量R对低次模的传输和截止特性的影响.研究结果为获得更为理想的色散补偿、 色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据.

利用电子回旋共振(ECR)微波增强化学气相沉积法(PECVD)并使用氮气(N2),氩气(Ar)和AlCl3蒸气作为气源在直径为6.35 cm的(100)单晶硅片表面制备了c轴定向氮化铝(AlN)薄膜,并使用X射线衍射仪及其X射线特征能谱和扫描电镜(SEM)分析了薄膜特征,研究了微波功率、基板温度和N2流量对薄膜c轴定向的影响,得到了c轴偏差角小于5°的高质量大面积AlN薄膜.

通过数值计算的方法,对40 Gb/s带有预啁啾和无啁啾的窄脉冲归零码在色散管理光纤链路中的传输特性进行了比较.计算发现,脉冲的预啁啾会与光纤的高阶色散共同作用,并增强高阶色散对传输的影响.只有在高阶色散得到很好补偿以后,窄脉冲带啁啾的归零码(CRZ)的传输特性才会好于无啁啾的归零码.对不同的入射脉冲条件和传输链路参量存在相应的预啁啾最佳值.

研究了光分组交换中光输出缓存器引起的排队延迟对节点串扰特性的影响,建立了节点串扰特性与缓存器长度之间关系的数学模型.结果表明,对光分组交换节点,由于缓存器的存在,串扰源数目随缓存器的长度增加而增加;串扰中,非相干串扰占多数,数目随机的相干串扰的影响较小;且当缓存器较长时,相干串扰的影响可以忽略,即可将所有串扰视为非相干.

提出一种用全息透镜记录多重分数傅里叶变换全息图的新方法,它能在三维空间不同位置和不同方向上分别再现所记录的多个物体的图象.分析了利用全息透镜记录多重分数傅里叶变换全息图的原理及特点,制作了多重分数傅里叶变换全息图,并获得了满意的再现结果.

基于统计信号处理技术的贝叶斯(Bayes)估计原理,提出一种新的滤波方法.该方法能有效减少散斑条纹图中的噪声,而且仅用一幅散斑条纹图就能获得准确的条纹相位分布.通过实例说明了该方法的处理过程.

差分吸收光谱技术被广泛地应用于测量大气中微量元素的浓度,尽管该技术利用最小二乘法来反演待测气体的浓度,能够得到很高的测量精度.但是,由于仪器本身的噪声以及测量波段其它气体的干扰等,使得仪器的测量有一定的误差,而且上述因素还决定着仪器的测量下限.对差分吸收光谱方法的测量误差以及引起误差的原因作了详细的分析.

在耦合模理论的基础上,分析了线性周期结构的色散关系,给出了一维无限长的克尔类非线性介质周期结构中的慢布拉格类孤子解.并且指出,增加脉冲能量会导致群速度色散效应增强.在非线性作用下,禁带宽度会变小,波的频率也会发生偏移,其偏移量主要取决于失谐因子、传播速度、波振幅强度以及非线性系数等参量.

研究了双晶体走离补偿、非谐振腔型KTP光参变振荡器,利用一套膜片实现了KTP相位匹配所允许的全波段调谐,信号光调谐范围0.698 μm～1.026 μm,闲频光调谐范围1.105 μm～2.237 μm.5倍阈值处,信号光840 nm最高输出能量53 mJ,能量转换效率25.8%,量子转换效率40%,闲频光的量子效率也达到32%.

用两只光纤光栅(FBG)作波长选择器件,实现了一种能同时输出两个不同重复频率的光脉冲序列的双波长主动锁模环形腔光纤激光器.通过调整外加调制信号的频率,使其中一个波长工作在谐波锁模状态,另一个波长工作在有理数谐波锁模状态.实验在2 GHz和2.5 GHz的调制频率下都成功地获得了双波长且重复频率不同的光脉冲序列,脉冲宽度分别约为60 ps和45 ps.

在用光纤布拉格光栅作为反射器的掺镱光纤激光器的输出光谱中发现激光波长相对于光纤光栅反射中心偏移的现象,偏移量相当于光纤光栅反射带宽的一半.通过实验证明偏移现象与光纤光栅的反射特性和热效应无关,并且在不同的温度和不同的光纤光栅反射波长的情况下都得到了同样的结果.采用激光增益线形的有关理论,对这一现象进行了分析,实验结果与理论分析相一致.

分析了Nd3+:YVO4准三能级激光系统的实现方法,报道了用2 W的808 nm激光二极管抽运,实现了Nd3+:YVO4的914 nm激光振荡,并通过腔内倍频实现了457 nm深蓝激光输出.蓝光最大输出功率为12 mW,激光器阈值0.9 W,光光转换效率为0.6%.

突破了对像面漂移量的有理函数计算传统,考虑到组元运动曲线的间断性,给出了变焦距镜头高斯光学全新的最优化设计方法,借助于切比雪夫多项式,做到了任意组元联合直线运动的光学补偿,以及实现了简便的和有效的任意组元任意变焦方式的机械补偿.

通过分析常规磁镜在红光波长下制造激光陀螺技术上不可行的原因,提出了一种新型的磁镜偏频激光陀螺结构,其核心是利用全内反射结构和掺杂YIG薄膜的横向克尔磁光效应作为偏频技术去克服闭锁的衰减全反射磁镜.

提出一种新型三维彩色光学数字成像系统.此系统利用投影结构光对现实世界中的物体进行数字化,同时得到对应的彩色纹理.详细介绍了系统的硬件设计和软件体系结构设计,得到物体彩色纹理的两种不同方法:直接获取和从编码条纹中提取,给出了用该系统得到的实验结果并简单评价了系统的性能.此系统在反求工程、影视制作、三维游戏制作、医学应用等方面有远大的应用前景.

将光纤布拉格光栅斜向粘贴于厚度相等的等腰三角形悬臂梁的侧面,利用光纤光栅啁啾效应,通过测量带宽进行多种力学量的传感研究.理论和实验均证明,该传感装置具有温度自动补偿功能.在位移、应力等参量的传感实验中获得了很好的线性响应,位移和应力传感的灵敏度分别为2.47 nm/mm和2.26 nm/N,光纤光栅实验带宽达15.5 nm.