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23卷 第9期
针对方块像素组成的二维光子晶体,传统平面波展开法可经修正使之收敛速度大大提高。采用快速算法,在高频区域找到了一种具有稳定的较大绝对禁带宽度的GaAs光子晶体结构,绝对禁带宽度为0.0995ωe(ωe= 2πc/a,a为晶格常量,c为光速),中心频率为1.2625ωe。
光子晶体 像素型 快速平面波展开法 绝对禁带 
介绍了基于多边法原理的四路激光跟踪干涉三维坐标测量系统,包括系统的工作原理、冗余特性、激光跟踪干涉仪、新型目标靶镜、系统的布局及实验结果等,并进一步指出下一步的工作。实验表明,在距跟踪干涉仪 800 mm远处700mm×600 mm平面范围内,系统三维坐标测量不确定度为0.0620 mm。
光学测量 激光跟踪干涉仪 多边法 坐标测量 冗余 优化 猫眼逆反射器 布局 提出了一种基于衰减全反射原理的实时探测方法。其实验框架由半导体激光器、空间滤波器、聚焦透镜、耦合棱镜、CCD接受装置等组成。激光束先经空间滤波器扩束,再由透镜聚焦,以一定角宽度的光束聚焦于耦合棱镜底面,由于棱镜底面的波导结构,在反射光斑中会出现若干条吸收峰,即显示出标志波导模式的一组黑线,若外界条件变化时(如紫外光照射、电极化等),波导薄膜某些参量会受外界条件的变化而变化,表现为黑线的移动,可根据黑线的移动量,精确测量每一时刻波导薄膜的折射率和膜厚等参量。利用这种技术,可以广泛地用于条波导制作、镀膜监控、薄膜极化监控、工业气体浓度监控等领域。
光学测量 衰减全反射 聚合物波导 光漂白 设计研制了一种小体积、低成本、可扩展的低电压非硅基底1×4微机电系统光开关。开关单元由电磁驱动,微反射镜绕直径100 μm转轴转动,驱动电压为5 V,开关时间小于2 ms,插入损耗小于0.84 dB,具有断电自锁功能。器件构造工艺采用微细电火花加工技术。用有限元法分析受力和磁场,进行结构优化设计,并着重介绍开关的实现及性能。
光纤通信技术 微型光机电系统 光开关 电火花加工 根据简并Λ型三能级原子与单模光场的改进型有效哈密顿量,通过矩阵形式法推导出原子光场系统的波函数,提出利用简并Λ型三能级原子与单模光场的远离共振相互作用制备四光子相干态的有效方案。并且证明按照同样的方法不能制备出四成分以上的相干叠加态,即当在腔中注入的第三个原子的速度与第二个原子的速度相等时,腔场将保持这种四光子相干叠加态不变。
量子光学 简并Λ型三能级原子 四光子相干态 波函数 非共振相互作用 原子选态测量 提出一种无自致啁啾效应的切趾布拉格光纤光栅的制作方法。利用有效介质法分析了利用光栅的周期变化来消除折射率切趾导致的自致啁啾,从而得到平均折射率和交流耦合系数都没有突变的切趾光栅。与均匀周期的高斯切趾光栅相比,这种光栅几乎没有旁瓣。最后给出了数值模拟结果。
光纤布拉格光栅 旁瓣 切趾光栅 有效介质法 对于全光纤调制,以前的研究者多着眼于单通道调制的研究。为了利用光纤的巨大承载能力,对多通道调制进行研究也是非常必要的。从理论上研究了多通道全光纤声光调制器。利用微扰形式的光纤耦合模方程,讨论了一根光纤多个部分受到周期性微扰的情况,并进一步讨论了多通道全光纤调制的情况,最后讨论了相位匹配条件下的输出结果。这对于实验、器件研究具有指导意义。
导波与光纤光学 全光纤 微扰耦合模方程 多通道 声光调制器 提出了一种适合于宽带光波导耦合器的抗偏振变动、抗温度变动的优化设计理论和方法。使用该理论和方法,在1490～1610 nm带域上,对氟化聚酰亚胺光波导做了3 dB耦合器的消偏振和温度依存设计。器件经三维波束传播法(BPM)模拟运行验证,结果表明,120 nm带宽上,在-10～40 ℃的环境下,两个正交偏振态均实现了(50±0.8)%功率输出比的良好特性。
高分子光波导 抗偏振变动 抗温度变动 宽带耦合器 对啁啾光栅的时延波动进行了详细的分析,建立了时延波动的简易模型和光栅的滤波函数。大量实验和计算表明,光纤光栅的时延纹波周期在0.01～0.1 nm之间,并且在光纤光栅的阻带内,时延纹波周期随波长增大而逐渐增大。利用薛定谔方程对时延波动对系统的影响进行了仿真,得出了时延波动对系统的影响不仅与波动大小有关,而且还与时延波动周期有关,并用实验进行了验证。
光纤通信 啁啾光纤光栅 时延波动 眼开代价 利用偏振光干涉和多光束干涉的原理,推导了BGT型交叉复用器的传输函数。分析传输函数发现,Gires Tournois腔的反射率越高,交叉复用器的0.5 dB通带带宽越宽,隔离度越小;反之,0.5 dB通带带宽越窄,隔离度越大。设计、调试相关实验,验证了BGT型交叉复用器性能参量之间的关系。可利用BGT型交叉复用器的这一特性来确定其结构参量,也可利用它这一特性来制作可调谐交叉复用器。
光通信技术 交叉复用器 双折射Gires Tournois 反射率 带宽 隔离度 作为自动交换光网络中的核心器件,全光波长转换器的研究是目前的热点。提出了基于半导体激光器实现波长转换的理论模型,采用小信号分析方法,利用速率方程求解了波长转换的频率调制响应特性。并初步研究了不同半导体激光器工作电流、码速、输入信号光功率、增益吸收系数条件对波长转换性能的影响。这对于优化基于半导体激光器的全光波长转换器有一定的参考价值。
光纤通信 全光波长转换器 半导体激光器 速率方程 增益饱和 调制响应 使用钛宝石飞秒激光引发和热处理相结合,实现了在含有金离子的硅酸盐玻璃内部,有空间选择性地析出金纳米颗粒。对吸收光谱的研究表明,随着热处理温度的升高,吸收峰强度增大且红移;随着激光功率密度的增大,金纳米颗粒也增大。在特定的激光和热处理条件作用下,可以在玻璃内部有空间选择性的使金离子还原后聚集,形成金纳米颗粒,具有量子尺寸效应。改变激光功率和热处理温度可以控制所析出的金属纳米粒子的尺寸,从而实现多色显示,飞秒激光诱导金纳米颗粒具有稳定性,颜色具有持久性。
飞秒激光 金纳米颗粒 硅酸盐玻璃 吸收光谱 考虑到所用大功率激光二极管的光谱特性,对光纤激光器的基本法布里珀罗腔型稍加改变,研制出激光二极管抽运的10 W级双包层光纤激光器,获得最高功率为11.8 W、波长1100 mm的单模激光输出。
半导体激光器 双包层光纤激光器 平均有效吸收系数 提出了一种在有理数谐波锁模光纤激光器中实现脉冲幅度均衡的新方法,让脉冲在腔内循环一圈中往复通过调制器两次,使调制器在腔内既作为锁模器件又作为脉冲幅度均衡器件。用时域分析的方法证明这种结构在调制器工作在其特性曲线的线性区时可以实现5阶以下有理数谐波锁模的脉冲幅度均衡。实验中在调制频率约2 GHz时验证了理论分析的结果。
光纤激光器 有理数谐波锁模 脉冲幅度均衡 时域分析 提出了一种基于神经网络的火灾烟雾识别方法,以波长为670 nm、1060 nm、1550 nm的三束激光的三对消光系数比作为网络的输入,网络的输出为“火灾烟雾”和“非火灾因素”,从典型火灾烟雾和非火灾因素对多波长激光的衰减实验中选取数据,组成26种网络样本模式定义表,经391次仿真训练后,输出误差小于0.0001,并经验证实验表明,本方法对火灾烟雾和非火灾因素能进行有效的识别,是处理烟雾识别等非结构问题的一种行之有效的方法。
信息光学 神经网络 反向传播网络 火灾信号处理 烟雾识别 消光系数比 以TbFeCo作为蓝光磁光盘的记录介质,需要对传统磁光盘热、光学结构进行改进以提高载噪比。利用光学特征导纳矩阵法对改进结构的磁光盘膜层进行了优化设计,得到了较好的匹配结果;并通过热学计算得到了记录膜体温度分布,从理论上证明了新结构的优越性。
信息光学 蓝光磁光盘 热控制层 品质因子 温度分布 基于晶体体全息角度分维复用存储机理,采用半导体抽运固体激光器取代氩离子激光器作为系统光源,设计并构建了一台小型体全息存储及相关系统。实现了基于1000幅人脸库图像的相关识别,并通过子波变换滤波预处理提取图像边缘特征,得到了较为准确的识别结果。
信息光学 体全息 相关识别 子波变换 提出一种基于多光谱辐射测温理论及光学层析技术的三维温度场重建方法。建立了基于参考温度的多光谱测温法数学模型,提出了一种基于模拟退火理论的变松弛因子的光学层析技术新算法,通过计算机数值模拟,详细考察了该算法对非对称温度场分布的重建效果并与传统的代数迭代重建算法及滤波反投影算法进行比较。计算结果表明,变弛豫因子重建算法重建精度最高。作为一个应用实例,用多光谱辐射变弛豫因子重建层析方法重建了四峰蜡烛火焰某一截面的温度分布。
多光谱辐射层析 图像重建算法 数值模拟与实验 火焰温度场 模拟退火 提出了一种用声透镜实现光声层析成像的新模式。从理论上计算出了声透镜的响应,测出了已知声场中标准物像面处的声场分布。考虑到圆形活塞振源的指向性,对代表物成像进行了理论修正,并与实验结果做了对比分析。研究表明,利用声透镜可以实现光声层析成像,并经图像重构得到了生物组织中异物的光声图像,横向、纵向分辨力较高。
信息光学 光声层析成像 光声效应 声透镜 两种不同直径(0.22 μm和0.494 μm)的粒子与过滤的蒸馏水制作不同体积分数的悬浮液作为散射介质。比较了微粒子群侧向散射光中垂直与水平两种偏振光的强度分布。实验结果表明,直径大的粒子其侧向散射光中水平方向线偏振强度远远小于直径小的粒子,而垂直方向线偏振强度却完全相反,远远大于直径小的粒子。
物理光学 复合散射 偏振 激光 以Nd:YAG激光器抽运光学参变振荡器/光学参变放大器做为激发源,得到了NO分子在220～350 nm波长范围内的双光子激光诱导荧光光谱,并将其归属于A2Σ(ν′=0)→X2Π(ν″=1～8)跃迁,用最小二乘法拟合获得NO分子X2Π态振动常量Yωe=(1904.7±7.3) cm-1,ω″ex″e=(14.2±1.2) cm-1,ω″ey″e=-(0.0218±0.0091) cm-1,及平衡位置的力常量k=(1.599±0.012)×103 N·m-1。计算了所得跃迁谱带的弗兰克康登因子及相对荧光强度,结果与实验观测值相符。这可为用激光诱导荧光光谱技术探测大气污染物NO分子提供理论及实验参考。
光谱学 NO分子 激光诱导荧光光谱 振动常量 谱线强度 设计了一种基于薄膜干涉理论的反射式相位补偿器件,用以补偿密集型波分复用窄带滤光片所产生的群延迟,使50 GHz薄膜滤光片的群延迟特性适应于40 Gb/s系统的要求,在0.2 nm带宽下群延迟波动从10 ps左右下降到0.76 ps以下。
薄膜光学 薄膜滤光片 群延迟 相位补偿器 影响自散焦介质中诱导光束聚焦过程的方程参量和初始条件共有5个,即两光束波长比(方程参量)、抽运光和信号光的初始振幅、两光束初始束宽比和两光束中心初始间距。通过数值计算讨论了初始束宽比在不同初始光束间距和波长比情况下对信号光聚焦过程的影响,得到了信号光聚焦效果的最佳初始参量条件。从而实现了对影响自散焦介质中诱导光束聚焦过程5个参量的完整详细研究。
非线性光学 诱导光束聚焦 非线性折射率 交叉相位调制效应 自散焦介质 提出了一种新型加速度传感器的设计理论。该传感器设计以角锥棱镜作为惯性摆,利用光学干涉原理,可以实现对运动物体的二维加速度测量。对该传感器进行了系统的理论研究,给出了二维加速度激光传感器设计参量选取的一般规律,并给出了实验的初步结果。
应用光学 激光传感器 二维加速度测量 传感器设计 设计参量选取原则 给出了双曲面折反射全景成像系统的设计方法,推导了系统的逆投影计算公式,建立了虚拟像面内透视全景图像与实际像平面内全景图像的坐标映射关系,为全景视频图像的处理提供了必要的模型和计算方法。提出了全景成像系统设计方法,研制出双曲面反射镜,建立了双曲面折反射全景成像系统。
应用光学 全景成像系统 双曲面反射镜 折反射系统