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
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

本期栏目 2007, 27(7)

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光学学报 第27卷 第7期

作者单位
摘要
1 西安交通大学理学院, 西安 710049
2 中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学研究室, 西安 710068
提出了基于时空混合调制的大气风场探测模式;应用光线追迹方法推导了一种改型萨尼亚克干涉仪在任意角入射时的光程差;从理论上对该干涉仪的参量作了分析计算;通过对同种、异种材料组合的理论分析,得出了异种材料组合的改型萨尼亚克干涉仪更加适合高层大气风场探测。该干涉仪具有稳态、大视场、大光程差、时空混合调制探测模式等显著特点。该研究发展了高层大气风场的被动探测理论,对风场探测技术研究、探测模式和工程化都具有十分重大的理论及实践意义。
大气光学 高层大气风场测量 改型萨尼亚克干涉仪 时空混合调制探测模式 光程差 
光学学报
2007, 27(7): 1145
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
运用微分理论对刻线密度为1200 lp/mm的紫外刻划光栅母版及其二代复制版的衍射特性做了模拟,指出了二者之间存在的差异,并与测试结果做了对照。数值模拟表明,紫外刻划光栅二代复制版的衍射特性与其母版略有不同,原因是光栅槽形发生了改变,分别给出了采用多项式拟合槽形函数和傅里叶级数拟合槽形函数的方法。此理论分析方法为澄清光栅复制工艺中的争议完善翻版技术以及寻找提高紫外光栅衍射效率的途径提供了很好的理论参考依据。
衍射与光栅 紫外刻划光栅 复制光栅 衍射特性 微分法 
光学学报
2007, 27(7): 1151
作者单位
摘要
哈尔滨工程大学理学院, 哈尔滨 150001
介绍了闭环反馈控制法稳定法布里珀罗型光纤水听器相位工作点的基本原理,给出了法布里珀罗型光纤水听器的声压相移灵敏度的表达式,推导了法布里珀罗干涉透射光强替代函数的傅里叶变换解析式,用MathCAD软件绘制了该式对应的傅里叶变换谱线,通过谱线可以直观地了解系统输出信号的组成和特点。在实验中用频谱分析仪器记录了法布里珀罗型光纤水听器透射光强的傅里叶变换谱,与软件仿真的理论谱线较好地吻合。通过实验进一步指出反馈临界点频率的选择方法,检验了反馈控制法在法布里珀罗型光纤水听器相位工作点稳定过程中的实际效果,证明了该方法的可行性。
光纤光学 光纤水听器 法布里珀罗干涉 傅里叶变换 频谱 
光学学报
2007, 27(7): 1156
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
2 天津大学电信学院光纤通信实验室, 天津 300072
提出了一种用于40 Gb/s单信道光纤通信系统中的动态色度色散(CD)补偿技术。采用2×2光开关,色散补偿光纤(DCF)等器件构成可调节色度色散补偿器;提取中心频率为12GHz的窄带电功率信号作为反馈信号控制可调节色度色散补偿器,提取的窄带电功率值随系统中的累积色度色散值的增大而减小。实验证明,整个补偿系统的最长响应时间为0.7 s;补偿范围和补偿精度分别为81.55 ps/nm和5.28 ps/nm,通过增加光开关的数量和缩短每段色散补偿光纤的长度可以进一步提高补偿范围和精度。通过对比补偿前后系统的眼图可以看出:该系统能有效地补偿40 Gb/s光纤通信系统中动态变化的色度色散。
光纤通信 动态色散补偿 色散补偿光纤 电功率检测 
光学学报
2007, 27(7): 1161
梁波 1,2,*朱海 3陈卫标 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学与精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院研究生院m 北京 100039
3 青岛潜艇学院, 青岛 266071
详细分析了蓝绿激光穿过大气海洋信道的信道效应和物理特性,利用理论分析和蒙特卡罗模拟方法完成对光信道仿真。介绍了大气海洋激光通信蒙特卡罗模拟方法及计算步骤。研究了不同厚度云层对光束投影面积的展宽,和光脉冲穿过不同深度海水后的空间分布和时域信号波形,讨论了其不同的展宽机理,并对信道的噪声分布进行了分析。发现云层对光脉冲展宽作用在云层厚度500 m时达到饱和,信号能量的随机起伏随海水深度的增加而增大,但能量分布的半峰全宽并不增加,大气海洋的综合信道效应可以用时延滤波器进行建模。
光通信 光束空间分布 脉冲展宽 蒙特卡罗模拟 
光学学报
2007, 27(7): 1166
作者单位
摘要
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所陕西省光信息技术重点实验室, 西安 710072
理论分析了光纤光栅法布里珀罗(F-P)传感器频分复用技术的原理,并给出了信号处理对腔长选取的要求。数值模拟结果表明,不同腔长的传感器具有不同的谐振条纹频率,为保证频域中的信号不发生重叠,要求不同光纤光栅法布里珀罗传感器间的腔长之差必须大于光纤光栅的长度。进一步的实验及模拟分析结果发现,温度等待测量的变化仅仅使光纤光栅法布里珀罗传感器的反射光谱整体平移,相应的频域信号只产生相移而形状不发生变化,因而不能采用普通光纤法布里珀罗(FFP)传感器的腔长傅里叶变换解调法解调频分复用光纤光栅法布里珀罗传感器的信号。根据这一特点,提出了利用自相关分析实现频分复用传感器系统信号解调的方案。
光纤光学 法布里珀罗传感器 频分复用 光纤光栅 
光学学报
2007, 27(7): 1173
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
针对高光谱图像中小目标检测问题,提出了一种基于端元提取的目标检测算法。该算法利用主成分分析的变换矩阵来构造投影算子,把原始图像投影到该算子构成的正交子空间后,大概率的背景信息得到抑制,从而突出了小概率的目标;在完成背景信息抑制的基础上,利用迭代误差分析方法进行端元的自动提取;根据所提取出的目标端元的光谱,结合光谱角度匹配技术完成目标物的检测。为了验证新方法的有效性,利用高光谱数据进行了实验研究,并与经典的RX算法的检测结果相比较。实验结果表明提出的基于端元提取的算法不需要目标的任何先验知识就能达到比较好的目标探测效果,对RX算法检测效果不太理想的小目标也能准确识别。
遥感 目标检测 端元提取 高光谱图像 
光学学报
2007, 27(7): 1178
王刚 1,2,*肖亮 3贺安之 1
作者单位
摘要
1 南京理工大学信息物理与工程系, 南京 210094
2 鲁东大学物理与电子工程学院, 烟台 264025
3 南京理工大学计算机科学与技术学院, 南京 210094
提出了基于脊小波(ridgelet)变换域的模糊自适应图像增强算法,利用脊小波变换在表示图像线性奇异边缘时具有独特的优越性,达到突出边缘和抑制噪声的目的。利用频域内傅里叶投影变换定理,提出优化有限拉东(Radon)变换系数顺序的方法,使得拉东变换后图像的折回现象得到改善;利用广义模糊集合概念和最大模糊熵原理,提出一种自适应设置模糊增强函数方法,使得增强后的图像在抑制噪声、增强特征方面达到较好折衷。通过模拟实验显示,该算法优于传统的增强方式,在低信噪比情况(2.5~5.5 dB)下,其边缘检测概率大于二维小波增强方式约50%。应用于含有局部线形裂纹的路面病害图像的增强,可以将裂纹信号基本增强出来,且对路面上离散的油滴、石子等点噪声抑制较好。
图像处理 脊小波变换 拉东变换 图像增强 广义模糊集合 边缘检测概率 
光学学报
2007, 27(7): 1183
作者单位
摘要
北京理工大学光电工程系, 北京 100081
建立了后向散射光在二维光敏面上能量分布的理论模型,结合典型水下激光成像系统,提出用像面表观衬比度来评价系统极限探测距离的方法,并推导了计算公式;通过选取水下激光成像系统的典型参量进行模拟计算,进一步讨论了系统主要组成部分的相对位置对像面表观衬比度分布的影响;得到像面表观衬比度与目标距离的关系曲线以及系统极限探测距离随海水衰减系数的变化曲线,从而估算出不同水质条件下系统的极限探测距离。模拟仿真数据与实际实验结果基本一致。
成像系统 水下成像 凝视成像 后向散射 表观衬比度 
光学学报
2007, 27(7): 1191
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 首都医科大学北京同仁医院近视中心, 北京100005
研究了人眼在近视力状态下自动调节产生的动态像差。采用哈特曼夏克(Hartmann-Shack, H-S)原理研制了一套可诱导人眼屈光调节,并能测量不同调节状态下人眼像差的测量仪。诱导原理为用视标在人眼近距离范围内移动以诱发人眼屈光调节,哈特曼夏克传感器同时进行像差的测量,可以获得人眼调节时的视觉信息。与干涉仪测量同一像差板进行相比,像差仪的测量精度均方根(RMS)值为λ/50,重复性为λ/500,具有较好的测量精度和重复性。在测量的10人19只眼中,最大的诱发调节幅度为8.6D,一般可诱发调节幅度为3~8D之间,占总人数的84%。
光学测量 动态像差 哈特曼夏克波前探测器 调节 移动视标 
光学学报
2007, 27(7): 1198
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
提出一种步进扫描投影光刻机承片台不平度检测新技术。在晶圆与承片台存在不同偏移量时,利用线性差分传感器在线测量晶圆上不同点的局部高度;通过建立临时边界条件,以递推法消除晶圆面形影响,并逐行计算出承片台的相对不平度;通过逐行计算的结果递推相邻行之间的高度差,并将该高度差叠加到每一行,以消除临时边界条件的限制,得到处于同一高度上的承片台不平度;将计算的结果作为初始值,根据最小二乘原理,以邻近的四个测量点作为参考,逐步逼近得到承片台的真实不平度。计算机仿真结果验证了该检测方法的正确性,计算结果逐步收敛并逼近真实值.实验结果表明,该方法的计算结果较好地表示了承片台的真实不平度,重复精度优于0.3 nm;同时该方法也可用于晶圆表面面形的测量。
测量与计量 不平度检测 承片台 调平调焦 最小二乘 光刻机 
光学学报
2007, 27(7): 1205
李新阳 1,*李敏 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
对一种基于线性相位反演的新型波前测量方法的基本原理和性能进行了研究。事先对成像光学系统的自身像差进行定标并记录下定标图像。传感器工作时只需测量出有像差时的一幅远场图像与定标图像的差,就可以用线性矩阵相乘方法得到待测像差对应的泽尼克多项式系数。讨论了这种线性相位反演波前测量方法中确定泽尼克模式复原矩阵的方法。以大气湍流畸变波前像差的测量为例,对这种线性相位反演波前测量方法进行了数值仿真研究。结果表明,这种线性相位反演算法具有空间分辨力高、对小像差测量精度高的特点,但测量动态范围有限。这种线性相位反演波前传感器将适用于自适应光学闭环系统。
光学测量 线性相位反演 大气湍流 泽尼克模式 
光学学报
2007, 27(7): 1211
作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094
在快速傅里叶变换(FFT)方法处理单幅干涉图原理的基础上,提出一种基于样本块匹配的干涉图延拓方法,利用干涉图像的可信度和等照度线特征,来确定待填充块的优先权,然后在干涉图的已知区域寻找与待填充块最相似的样本块来进行填充。充分利用了干涉图的条纹特征,结合梯度变化方向有效地合成纹理信息,具有很好的延拓效果。最后将该干涉图延拓方法与傅里叶变换,合适的滤波函数和相位解包方法结合起来形成整套单幅干涉图处理方法。采用该单幅干涉图处理方法获得的波面峰谷值与Zygo移相干涉仪得到的平均相差不到λ/100,并且两种方法获得的波面均方根值平均相差不到λ/200。
光学测量 干涉图延拓 样本块匹配 快速傅里叶变换法 
光学学报
2007, 27(7): 1217
作者单位
摘要
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
在氧碘化学激光器(COIL)中, O2(1Δ)与I的近共振传能反应是一个放热反应;它与水汽等的猝灭放热反应一样会对激射过程产生不利影响,而且是不可避免的。计算了猝灭放热效应对光腔气动特性输出功率的影响。得到了近共振传能放热的大小与粒子数反转和激射的光子数相关,即与光腔内的增益、光场强度分布成正比,故主要发生在激光器的上游区前半部分。模型计算表明,其影响程度大致相当于7%水汽所致的对氧碘化学激光器的影响。完善了氧碘化学激光器理论计算模型。
氧碘化学激光器 近共振传能放热 输出功率 猝灭 
光学学报
2007, 27(7): 1224
卢常勇 1,*李莉 2刘旭 1张玺 1[ ... ]程勇 1
作者单位
摘要
1 武汉军械士官学校光电技术研究所, 武汉 430075
2 武汉军械士官学校光学教研室, 武汉 430075
为了提高传导冷却条件下激光二极管(LD)侧向抽运被动调Q激光器的光束质量和输出稳定性,采用了两组半圆柱面激光二极管阵列侧向交错抽运两根串接的激光棒,实现了均匀抽运和散热。通过实验分析了横模结构对被动调Q稳定性的影响,设计了角锥棱镜高斯输出镜非稳腔,在显著提高器件光束质量的同时,明显改善了被动调Q的稳定性,并保证了谐振腔的机械稳定性。在此基础上研制了一台重复频率20 Hz、单脉冲能量64 mJ、脉冲宽度7 ns、稳定性优于±5%、光束发散角0.6 mrad、光光效率9.1%,且光轴指向稳定的工程实用器件。
激光技术 角锥棱镜 非稳腔 
光学学报
2007, 27(7): 1228
作者单位
摘要
1 同济大学物理系, 上海 200092
2 同济大学材料科学与工程学院, 上海 200092
贾德奥菲尔特(Judd-Ofelt,J-O)理论是半定量地研究稀土离子掺杂基质中4f能级间跃迁光学性质的经典理论,但标准的贾德奥菲尔特理论表达式本身含有一定的简化近似和假设,应用于Pr3+等具有特殊能级的稀土离子时会产生异常结果。制备了掺Pr3+和Tm3+的氟化镓铟玻璃,研究了玻璃的吸收光谱。应用标准的和改进后的贾德奥菲尔特理论分别拟合得到了不同的贾德奥菲尔特强度参量和跃迁振子强度。通过分析对比可知,“超敏感跃迁”是产生异常贾德奥菲尔特理论计算的重要因素;当加入了“超敏感跃迁”所对应奇数项约化矩阵元后,运用改进的贾德奥菲尔特理论可计算出氟化镓铟玻璃中Pr3+较合理的贾德奥菲尔特强度参量,并可对Tm3+的振子强度参量进行更好的拟合。
光学材料 氟化镓铟玻璃 贾德奥菲尔特理论 
光学学报
2007, 27(7): 1232
作者单位
摘要
济南大学理学院, 济南 250022
生物球晶属于溶致液晶,大量存在于动、植物体中,例如脑、神经、肌肉、血液、胆汁等与生命密切相关的主要组织中。对鸡胆汁、鱼胆汁、薰蚊草汁和樱桃汁用偏光显微镜拍照了140多张球晶照片,发现了生物球晶的双马尔特十字。从物理实质出发,根据球晶外部高分子有序晶层和内部高分子无序聚集态粘滞系数的不同,从物理上建立了“抛物线光轴”模型,由此揭示了双马尔特十字是球晶内部高分子无序聚集态在外部有序晶层的作用力下形成的。根据液晶易流动性质和抛物线光轴变化规律,对球晶施加微小外力,可能对诊断生命体患病前的信息比其他诊断方式灵敏可靠。
双马尔特十字 抛物线光轴 生物球晶 无序聚集态 
光学学报
2007, 27(7): 1239
作者单位
摘要
华中科技大学生物医学光子学教育部重点实验室, 武汉 430074
本文研究了内窥式散斑类共聚焦系统(Endoscope-based speckle quasi-confocal system, EBSQCS)的层析能力。从散斑类共聚焦显微镜(Speckle quasi-confocal microscope, SQCM)成像原理出发,详细分析了内窥镜光学结构对散斑类共聚焦显微镜散斑场波动的影响规律,推导了内窥镜光学结构与内窥式散斑类共聚焦系统轴向分辨力的关系。实验测得了基于光纤束的内窥式散斑类共聚焦系统的轴向分辨力曲线。选用放大倍率4倍,光纤直径5 μm的内窥镜系统的内窥式散斑类共聚焦系统轴向分辨力曲线的全峰半高是散斑类共聚焦显微镜的2.3倍,与理论计算值相符。实验结果表明内窥式散斑类共聚焦系统具有很好的轴向层析能力。
医用光学与生物技术 类共聚焦 散斑 内窥镜 轴向分辨力 
光学学报
2007, 27(7): 1245
作者单位
摘要
1 华南师范大学激光生命科学研究所暨激光生命科学教育部重点实验室, 广州 510631
2 广东药学院临床医学系外科, 广州 510224
3 广东省江门市中心医院泌尿外科, 江门 529071
4 中山大学第一附属医院心胸外科, 广州 510080
5 中山大学第一附属医院眼科, 广州 510080
研究了热作用下的良性前列腺增生(BPH)组织对808和980 nm的半导体激光的光学特性的变化及其差异。实验采用双积分球测量系统以及反向倍增法获取良性前列腺增生组织的光学特性。结果表明,热作用下的良性前列腺增生组织对808 nm和980 nm的吸收系数、约化散射系数和光学穿透深度都是随着加热温度的变化而变化的,在20~80 ℃的温度范围内,良性前列腺增生组织对808 nm的吸收系数和约化散射系数都分别明显地较其对980 nm的吸收系数和约化散射系数要大,而其对808 nm的光学穿透深度却明显地较其对980 nm的光学穿透深度要小,吸收系数的最大值都在20 ℃,分别为0.528 mm-1和0.448 mm-1;最小值分别在50 ℃和70 ℃,分别为0.436 mm-1和0.326 mm-1,吸收系数的最大差异在70 ℃,其值为34.1%;约化散射系数的最大值都在80 ℃,其值分别为1.45 mm-1和1.43 mm-1,最小值分别在20 ℃和70 ℃,分别为1.15 mm-1和0.973 mm-1,最大差异在70 ℃,其值为24.4%;光学穿透深度的最大值分别在50 ℃和70 ℃,其值分别为0.684 mm和0.887 mm,最小值都在80 ℃,其值分别为0.608 mm和0.696 mm,最大差异在70 ℃,其值为30.4%。在70℃的热作用下良性前列腺增生组织达到完全热凝固,吸收系数、散射系数和光学穿透深度的差异达到最大值。
医用光学与生物技术 组织光学 积分球 光学特性 人良性前列腺增生组织 半导体激光 
光学学报
2007, 27(7): 1249
作者单位
摘要
安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室, 合肥 230039
为了提高数字微镜器件(DMD)的空间光调制性能,发挥其在光信息处理中的作用,研究了的数字微镜器件相位调制性质。通过分析数字微镜器件的微观物理结构,考察了数字微镜器件的光栅特性;从计算的角度研究了其对相干光波的相位调制,并给出数学描述和实验结果。重点研究了数字微镜器件的衍射光栅特性,分析了其工作原理及微镜偏转导致的镜片空间相对位置的改变,利用闪耀光栅理论计算了偏转微镜间的相位差,得出了数字微镜器件光栅的闪耀规律,实现了闪耀状态。提出了利用不同方向的微镜列状态研究数字微镜器件相位调制性质的方法,推导和模拟了关于数字微镜器件的微结构和工作原理,在数字微镜器件光调制研究方面提供了一些结果,对数字微镜器件在信息光学中的更广泛应用有一定意义。
信息光学 数字微镜器件 相位调制 可控闪耀光栅 
光学学报
2007, 27(7): 1255
作者单位
摘要
1 华南农业大学理学院, 广州 510642
2 赣南师范学院物理与电子信息学院, 赣州 341000
运用变分法,对任意实对称响应函数泰勒级数展开取至二阶,得到了1+1维强非局域非线性介质中光束传输的超高斯光束的近似分析解,提出了超高斯空间光孤子族模型。分析结果表明:束宽解是三角函数型,相移、空间啁啾以及临界输入功率都正比于超高斯光束的阶数,束宽振荡周期不仅与介质材料有关,而且还与光束和相位因子的阶有关。提出了准方波形空间光孤子的可能性。
非线性光学 超高斯空间光孤子族 变分法 强非局域非线性介质 
光学学报
2007, 27(7): 1261
作者单位
摘要
南开大学现代光学研究所, 天津 300071
将谐衍射透镜应用在传统红外单波段佩茨瓦尔(Petzval)物镜上,设计得到工作波段处于3.4~4.2 μm和8~11 μm的红外双波段单层谐衍射光学系统。但单层谐衍射元件的衍射效率只在设计波长处衍射效率最高,随着波长相对设计中心波长向两侧偏离,主衍射级次的衍射效率逐渐下降。为提高含单层谐衍射元件光学系统的衍射效率,基于双层衍射元件衍射效率表达式研究了双层谐衍射元件的结构优化,给出了优化方法。设计出佩茨瓦尔型红外双波段双层谐衍射光学系统,其在3.4~4.2 μm和8~11 μm两个工作波段的衍射效率均达到90%以上,相比含有单层谐衍射面的光学系统衍射效率有了很大提升,提高了像面衬比度,完善了系统成像质量。
光学设计 双层衍射 谐衍射元件 红外光学系统 
光学学报
2007, 27(7): 1266
作者单位
摘要
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
提出了一种利用热应力改变镜面曲率的可调焦微光学自适应微镜。与传统自适应微镜相比,采用该原理制作的微镜具有驱动电压低和驱动力较大的优点,而且制作简单。以硅为基底进行了表面热氧化、光刻显影、HF酸刻蚀、KOH湿法刻蚀,溅射铝膜等微加工工艺的研究,获得硅铝双金属可调焦微反射镜4×4阵列,单元尺寸3 mm×3 mm,单晶硅基底厚60 μm,硅表面溅射的铝膜厚150 nm。该微镜的镜面填充率为100%,可变形镜面占总镜面面积的79%。利用激光波面干涉仪对可调焦微反射镜的动态性能进行了测试。实验表明,该微镜可产生单向连续变形,最大变形量15.8 μm, 非线性滞后27%,工作电压0~2.5V,可调焦范围∞~0.036 m。
自适应光学 微反射镜 微光机电系统 微光学 
光学学报
2007, 27(7): 1271
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
提出了一种基于达曼光栅的动态光耦合器,通过控制装置中达曼光栅位移参量,可实现入射光束的分束或合束以及两者之间的动态转换。适当选择达曼光栅类型可实现任意N×M的动态光耦合。实验中以1550 nm光波长为例,对1×8达曼动态光耦合器进行测量,测得其实现光开关功能时插入损耗为0.43 dB,实现光分束功能时均匀性达到0.03,单路插入损耗均值为10.5 dB。该实验装置易于调节、体积小、能耗低,且关键元件达曼光栅制作工艺成熟,易于批量化生产。特别是在实现中大规模光交换阵列时,该方案就具有更明显的优越性,有实用意义。
集成光学 光耦合器 达曼光栅 光分束器 二元光学 
光学学报
2007, 27(7): 1275
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院光电科学技术系, 成都 610064
利用传统成熟的偏振控制技术,设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器、反射镜和四分之一波片构成的3×3光开关。该光开关具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。根据其路由控制表对该3×3光开关交换模块功能的实现进行了分析,结果表明,通过对各相位型空间光调制器状态的调整,控制通过其信号光的偏振态,完成信号光的路由,该交换模块可以完成输入信号光的全排列无阻塞输出与交换。同时,该交换模块具有一定的扩容和重构能力,对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用。
光通信 光开关 偏振光分束器 相位型空间光调制器 
光学学报
2007, 27(7): 1279
作者单位
摘要
西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室, 西安 710049
为优化交流等离子体显示器(AC PDP)的单元结构和驱动电压,采用光谱测量系统和交流等离子体显示器宏单元对电极结构参量、带有浮动电极的新型单元结构及维持电压脉冲参量对Ne-Xe混合气体放电辐射的红外光谱的影响进行了实验研究。结果表明,随着维持电极宽度增加,单元放电辐射的828 nm红外光谱的强度提高,而其辐射效率基本保持不变;随着维持电极间隙增大或在维持电极间加有适当宽度的浮动电极,红外辐射光谱的强度及其辐射效率均提高;提高维持电压脉冲频率或幅度,可增加红外辐射强度,但辐射效率降低。
光学器件 等离子体显示器 气体放电 红外辐射 辐射效率 浮动电极 
光学学报
2007, 27(7): 1285
作者单位
摘要
1 深圳大学电子科学与技术学院太赫兹技术研究中心, 深圳 518060
2 元智大学电机工程学系, 台湾 桃园 320
利用光学传输矩阵法研究了一维光子晶体谐振腔的谐振波长、品质因子和缺陷层厚度之间的变化关系,发现谐振腔内存在不同级次的谐振模式;对于同一级次的谐振模式,品质因子在某一波长(λm)时达到极大值,该波长恰为光子晶体反射率最高处所对应的波长,也是该光子晶体的布拉格共振反射波长;在λm处,品质因子随级次的增加而线性增加;品质因子随周期层数增加而指数增加,但其增长因子与模式级次无关,也与周期数无关,只与谐振波长有关;对于所有级次的谐振模式,增长因子在λm处达到最大值。这对提高品质因子、减小谐振腔体积、优化谐振腔有重要意义。
激光技术 光子晶体谐振腔 传输矩阵法 模式类型 品质因子 
光学学报
2007, 27(7): 1290
作者单位
摘要
1 深圳大学工程技术学院太赫兹技术中心, 深圳 518060
2 电子科技大学, 成都 100718
3 中国地质大学数理系, 武汉 430074
4 华中科技大学图像识别与人工智能研究所, 武汉 430074
随机激光形成于随机介质中局域模的放大,其放大特性依赖于局域模的空间分布。通过复折射率的虚部将光学增益引入系统,采用时域有限差分(FDTD)法,分析了增益介质中局域模的放大特性,并用模面积描述了局域模空间分布,着重对比分析了模面积对局域模放大特性的影响。模拟结果显示,局域模具有不同的空间分布,直接影响了局域模的放大特性,模面积较小的模式具有较低的损耗,能够获得更多能量,在介质中被优先放大,而模面积较大的模式,由于损耗较大,将获得较少的能量。
激光物理 随机激光器 有限时域差分法 局域模 模面积 
光学学报
2007, 27(7): 1295
作者单位
摘要
1 河北北方学院 物理系, 张家口 075000
2 河南师范大学 物理与信息工程学院, 新乡 453007
提出了一种分析气泡远场干涉的理论模型。平行激光束照射到透明介质中的气泡上,折射光束与全反射光束在远场发生干涉形成内密外疏圆环状干涉条纹,推求了两平行出射光线的光程差公式和两光线之间的距离公式,分析了圆环状干涉条纹内密外疏的原因,给出了计算干涉条纹存在区域和最高干涉级的方法。通过干涉方法可以测量气泡的直径,能够用于介质深处气泡尺寸的测量。利用远场干涉对玻璃水箱、平板玻璃、玻璃棱镜中的气泡直径进行了测量,其中玻璃棱镜中气泡直径测量结果与用阿贝比长仪测量结果对比,相对差为0.9%。预期了气泡远场干涉在运动气泡尺寸、泡内气体折射率、透明光疏介质中光密介质球尺寸测量等方面的应用。
物理光学 气泡干涉 远场分析 干涉条纹分布 
光学学报
2007, 27(7): 1301
作者单位
摘要
河北大学物理科学与技术学院, 保定 071002
电磁感应透明的重要参量之一是透明窗口的光谱线宽。在Λ-型三能级原子系统中,电磁感应透明的光谱线宽由两低能级间的相干失相速率决定,若两低能级同属于原子基态的精细结构,则电磁感应透明窗口的极限线宽很窄。但较强的耦合场作用往往会导致电磁感应透明窗口的功率展宽,而减弱耦合场又会影响电磁感应透明的对比度和深度。为此,通过引入微波控制场共振作用于基态精细能级间构成三场作用下的准Λ-型四能级系统,利用微波控制场来抑制耦合场所引起的电磁感应透明窗口的功率展宽。结果表明,引入微波控制场不仅得到了双窗口电磁感应透明,而且在保持较好对比度的条件下,使得电磁感应透明的光谱线宽明显小于不加微波场的情况。
量子光学 电磁感应透明 功率展宽 四能级系统 
光学学报
2007, 27(7): 1305
作者单位
摘要
上海理工大学理学院, 上海 200093
时间或空间相关透射起伏频谱法是近年发展起来的一种新的颗粒测量方法,它可同时测量颗粒粒径分布和浓度,并可用来进行在线、实时测量。研究表明,随着浓度增大,逐渐增强的高浓度效应会导致测量值越来越严重地偏离理论值。本文采用模拟计算方法讨论无限细光束照射下的时间相关透射起伏频谱法高浓度效应并给出部分实验验证。分析表明,无限细光束照射时的透射起伏相关频谱主要受到层结构效应的影响,颗粒交叠效应不明显,表明为随着颗粒浓度增大,转换函数(特征函数)逐渐偏离低浓度理论值并向无因次相关时间小的方向移动,阶高始终保持不变。
散射 时间相关透射起伏频谱法 高浓度效应 模拟计算 层结构效应 
光学学报
2007, 27(7): 1309
作者单位
摘要
1 江苏大学农产品加工研究所, 镇江 212013
2 江苏恒顺集团有限公司, 镇江 212004
提出了一种遗传区间偏最小二乘法(GA-iPLS),并用该方法快速提取苹果糖度近红外光谱的特征区域,在此基础上采用遗传偏最小二乘法(GA-PLS)提取苹果糖度近红外光谱的特征波长,进行苹果糖度预测。结果表明,整个光谱等分为40个子区间,遗传区间偏最小二乘法能快速寻找出5个特征子区间(第4,6,8,11,18号);在5个特征子区间的基础上用遗传偏最小二乘法继续优化,从中提取44个特征波长。建立在5个特征子区间和44个特征波长上的偏最小二乘法模型精度均优于全光谱偏最小二乘法模型,对预测集的预测相关系数提高了近10%;且模型得到了很大的简化,用于建模的主因子数减少了7个。这些结果表明,用这两种方法不但可以建立简洁、数据运算量少的模型,还可以快速地提取近红外光谱的特征区域和特征波长。
光谱学 近红外光谱 遗传算法 偏最小二乘法 糖度 苹果 
光学学报
2007, 27(7): 1316
作者单位
摘要
1 大连理工大学物理与光电工程学院, 大连 116024
2 辽宁师范大学物理与电子技术学院, 大连 116029
3 大连理工大学材料科学与工程学院, 大连 116024
讨论了激光退火工艺参量对镱铒共掺Al2O3薄膜表面形貌和退火均匀性的影响。薄膜样品被置放于衰减扩束透镜的3倍焦距位置时,薄膜上8 mm半径区域内近似均匀退火;退火时间为32 s时,表面形貌与退火前基本相同。阈值退火功率为5 W,最佳退火功率为20 W。对相同工艺制备的镱铒共掺Al2O3薄膜分别进行CO2激光退火和热退火处理,光致发光(PL)谱测量表明,前者峰值强度比后者强10倍以上,并且热退火光致发光强度随抽运功率增加出现饱和、下降,而激光退火近似随抽运功率单调线性增强。
薄膜光学 镱铒共掺Al2O3薄膜 激光退火 表面形貌 退火均匀性 
光学学报
2007, 27(7): 1322
谭天亚 1,2,3,*黄建兵 3占美琼 3邵建达 3[ ... ]郭永新 1,2
作者单位
摘要
1 辽宁大学物理系, 沈阳 110036
2 沈阳市光电子功能器件与检测技术重点实验室, 沈阳 110036
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
采用矢量法设计了三硼酸锂晶体上1064 nm、532 nm和355 nm三倍频增透膜,结果表明1064 nm、532 nm和355 nm波长的剩余反射率分别为0.0017%、0.0002%和0.0013%。根据误差分析,薄膜制备时沉积速率精度控制在+5.5%时,1064 nm、532 nm和355 nm波长的剩余反射率分别增加至0.20%、0.84%和1.89%。当材料折射率的变化控制在+3%时,1064 nm处的剩余反射率增大为0.20%,532 nm和355 nm处分别达0.88%和0.24%。与薄膜物理厚度相比, 膜层折射率对剩余反射率的影响大。对膜系敏感层的分析表明, 在1064 nm和355 nm波长,从入射介质向基底过渡的第二层膜的厚度变化对剩余反射率的影响最大,其次是第一膜层。在532 nm波长,第一和第三膜层是该膜系的敏感层。同时发现, 由于薄膜材料的色散, 1064 nm、532 nm和355 nm波长的剩余反射率分别增加至0.15%、0.31%和1.52%。
薄膜光学 三倍频增透膜 矢量法 三硼酸锂晶体 误差分析 
光学学报
2007, 27(7): 1327
沈涵 1,*于会娟 1,2朱伟玲 1,3巢晖 1,2[ ... ]计亮年 1,2
作者单位
摘要
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
2 中山大学化学与化工学院, 广州 510275
3 茂名学院技术物理系, 茂名 525000
采用时间分辩激光光谱技术, 研究了一种钌配合物[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光增强的超快过程。采用比较方法测量了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的瞬态发光弛豫过程。 [Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的发光均来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+中的电荷转移单态和三重态到基态的辐射跃迁。通过钌配合物与DNA的相互作用,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的荧光寿命由339 ns延长至589 ns; 磷光寿命由16 μs延长至21 μs,总的发光强度增强了约1个数量级。分析表明,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光寿命和发光强度的增加可能来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+与DNA之间的电荷转移态的形成,它导致[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的最低激发单态和三重态到基态的无辐射概率的减小,增强了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光效率。
激光与光电子学 瞬态发光动力学 超快激光光谱技术 钌配合物和DNA 
光学学报
2007, 27(7): 1333
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
在设计宽带光学参变啁啾脉冲放大系统时,对色散源进行了理论分析和讨论。对光学参变啁啾脉冲放大系统的色散量以及各个过程中的高阶色散对脉冲时域和频域特性的影响进行了计算。结果表明展宽器引入了非常大的色散,放大器中信号光相位变化产生的色散较大,参量晶体本身引入的色散相对较小可以忽略不计。输出脉冲宽度主要受二阶色散影响,而三阶和四阶色散主要影响脉冲的波形和信噪比,对频域影响很小。
超快光学 光学参变啁啾脉冲放大 快速傅里叶变换 色散 
光学学报
2007, 27(7): 1338
作者单位
摘要
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
利用由辨色阈值实验得到的CIELAB颜色空间中等明度a*-b*平面上的视觉数据,对四个典型色差公式CIELAB、CMC、CIE94和CIEDE2000在辨色阈值水平上的色差预测性能进行测试和评价,并采用性能因子PF/3来表示各色差公式的优劣。对于原始形式(kC=kH=1)的色差公式,CIEDE2000的色差预测性能最好,其次为CIE94和CMC,CIELAB最差。采用对kC和kH进行优化后的色差公式,CIEDE2000的色差预测性能依然最佳,其余三个色差公式的预测性能基本相同;除了CIELAB明显改善外,其他公式的色差预测性能只比原始形式略有提高。色差公式CIEDE2000在黄色和蓝色区域的色差预测性能表现优异,但在灰色、红色和绿色区域的预测性能仍有待进一步改进。
视觉与色彩 颜色辨别阈值 性能因子 色差公式 色差预测性能 
光学学报
2007, 27(7): 1344