考虑了二类非临界位相匹配晶体KTP对基频光的双折射效应及其倍频特点,将λ/4波片,λ/2波片和法拉第旋转器以适当方式组合起来,实现了激光器的单向运转.根据大功率光纤耦合激光二极管阵列端面抽运时激光晶体热效应的特点,设计了适当的谐振腔形.当抽运功率为10W时,得到了波长为540nm的1.0W单频绿光输出.自由运转情况下功率波动小于±1.5%,频率稳定性优于±5MHz,锁定后,频率稳定性优于±550kHz.

研究了一种氪灯抽运的双Nd:YAG棒和声光调制器构成一级振荡加一级放大的声光调QNd:YAG激光器.动态激光平均输出功率最大达到169W,在重复频率1kHz时,测得脉宽70ns,峰值功率达到594kW.用芯径0.6mm的全石英光纤传输激光,并设计了一套聚焦光学系统,实现了大幅面的激光雕刻工作.

实现了半导体激光器抽运的全固化Yb:YAG激光器的可调谐运转,当吸收抽运功率为900mW时,在中心波长1049.5nm处得到66mW的连续激光输出.采用1%的输出耦合镜时单侧抽运阈值为410mW,双侧抽运阈值为380mW,斜率效率为12.7%.对该激光器的可调谐特性进行了详细的研究,得到1030.5～1055.5nm范围内的连续可调谐.同时得到自调Q脉冲序列.

分析了弱反馈光纤光栅外腔半导体激光器的工作原理,将反馈作用等效为光子寿命的改变,利用激光器简化多模速率方程理论计算了外腔激光器输出功率和边模抑制比随光栅反射率的变化关系,得出外腔激光器存在光栅最佳反射率的结论.并对用不同反射率光栅作外腔的半导体激光器进行了实验比较,对此结论进行了验证.实验中获得了边模抑制比达25dB的单模输出.

通过调节振幅调制器的静态偏压和驱动功率来控制调制器的驱动频率边频分量,在2.5GHz的射频调制频率下,有效地抑制了3～5阶有理数谐波锁模脉冲序列的幅度起伏,直接由激光器输出幅值稳定的有理数谐波锁模脉冲序列.

提出了一种新的分布反馈(DFB)激光器的传输矩阵(TMM)分析方法──向量法,并建立了一个新的小信号分析模型.利用向量法及小信号分析模型,考虑了空间烧孔(SHB)及非线性增益的因素,分析了三相移分布反馈激光器(3PS-DFB)的静态及动态特性,得出不同电流注入情况下的载流子密度及光子密度的轴向分布.此分析方法亦可用于其他DFB结构的分析.

研制了一种小功率封离型全金属结构射频(RF)CO2激光器.在750mm放电长度上获得了大于30W的稳定性优于±5%的TEM00模激光输出;光束的远场发散角小于3.5mrad.电光转换效率优于12.5%.

介绍一种新型的Smith-PurcellFEL实验,实验中利用中等能量级的相对论电子束激励,由衍射光栅和三反射镜组成的新型准光学系统,可以产生可调短毫米波、远红外波段的辐射.主要实验参数为:电子注能量为400～500keV,电压脉冲宽度70ns,同步脉冲磁场强度1.2T,成功地检测到3mm波段的毫米波信号,其峰值功率达到数十千瓦.

用自行装配的染料脉冲激光器,在室温下研究了细菌视紫红质膜蛋白(BR)对5种不同光波的瞬态光吸收和3种光波的光电压的关系.实验发现,BR对同一种光波的光电压和光吸收并不完全相关,影响其光电转换的因素除了与BR所吸收的光能多少有关之外,还有其他复杂的原因.在3种脉冲半宽为110ns的染料激光中,617nm激光对BR产生光电压最为有利.

报道了一种新型上转换染料--反式-4-[4'-(N-羟乙基-N-乙基胺基)苯乙烯基]-N-甲基吡啶-对甲苯磺酸盐(trans-4-[4'-(N-hydroxyethyl-N-ethylamino)styryl]-N-methylpyridiniump-toluenesulfonate,简称HEASPS)DMF溶液的激光上转换性质和光限幅性质.用Z-扫描技术测得其双光子吸收截面为σ2=4.7×10-48cm4·s/photon,研究了它在DMF溶剂中的线性吸收、单光子荧光、双光子荧光和双光子激射特性,用再吸收效应解释了双光子荧光峰相对单光子荧光峰的红移现象,该染料的激射和再吸收现象相互竞争导致了双光子激射峰相对于双光子荧光峰的蓝移现象.在1064nm皮秒脉冲激光的激发下,可得强烈的626nm上转换激射光,上转换效率最高为15.5%,从抽运光到激射光的净转换效率为26%.该染料的DMF溶液表现出明显的光限幅特性.

研制了一台可调整脉冲电源,并用于空心阴极放电管读取5L6-169007M7的光电流光谱.调整脉冲电源的脉冲宽度、脉冲频率、直流偏压以及输出电压等参数,记录读取光电流信号及光电流光谱,并分析比较所得结果.

使用离子束刻蚀法成功制作高衍射效率16阶菲涅耳透镜.菲涅耳透镜的衍射效率是评价菲涅耳透镜质量的一个重要指标.对于宽带光学系统,除设计、制作误差外,入射光波波长对菲涅耳透镜的衍射效率也有影响.针对宽带折衍混合光学系统,分析不同入射光波波长对菲涅耳透镜衍射效率的影响.使用四种不同光源,对菲涅耳透镜的衍射效率进行测试.指出在短波方向,衍射效率下降较多;在长波方向,衍射效率下降较少.＃

从Jones矩阵理论出发,利用统计平均的方法,导出在受激布里渊散射光纤陀螺(SBS-FOG)敏感环中保偏光纤熔接点处偏振主轴进行θ角旋转后,传输光的偏振度P与光纤敏感环各参数之间的函数关系.在此基础上,进一步分析了光纤敏感环中传输光偏振本征态的特性,得出当L1=L2,θ=90°时在敏感环中的传输光不仅具有最大偏振度,而且还使其中的两个本征偏振态(ESOP)达到稳定的结论.

提出了一种新型结构的光纤陀螺,它将起偏器和两只定向耦合器集成在一块由两只光轴方向相互成45°角胶合而成的冰洲石晶体上.同传统集成型光纤陀螺(IFOG)相比,它具有结构简单、性能稳定、损耗小、体积小、成本低的特点.详细分析了它的工作原理,并给出了其信号检测方案.

提出利用单个电子捕获(ET)器件及对输入模糊逻辑变量进行面积编码的方法实现光学并行模糊逻辑操作.本方案采用单行编码方式,所以输出图像的像素行间没有间隙,图像依然是完整的.基于电子捕获器件的存储和擦除特性,两个模糊图像间的所有模糊逻辑函数都可以通过对输入编程来实现.此系统不需要取阈装置、透镜阵列和解码板,因而具有高速和大信息量的特点,且可紧凑化.最后给出实验结果.

提出了一种新型光学衍射条型码(DOBC).该条型码所包含的信息不是通过扫描器对条码的宽度、位置直接阅读而获得,而是通过光的衍射在其第一衍射级上显示而得到,此种条型码的外形看不出其内容,故称为隐形条型码.并提出一种制作隐形条型码的方法,利用菲涅耳波带片调制,制作成具有自聚焦功能的隐形条型码.对该隐形条型码进行了测试分析,并与用其他方法制作的隐形条型码进行了比较,实验结果表明其实际应用的可行性,且效果比其他方法要好.

由断层图像恢复出目标物体的三维图像是激光共焦扫描光学显微镜(LCSM)系统的重要部分.提出了基于距离变换的断层图像插值方法来获得三维重构时的数据场.此方法由于在插值时考虑了目标物体的整体特征,从而使插值具有连续性.

光波分复用(WDM)互连接是并行计算机系统克服"电子瓶颈”的可行方案,光纤传输的特性可使大容量、低时延、低误码率传输的并行计算机互连成为现实.探讨了并行计算机光WDM互连的一种结构,分析研究了其中的关键技术,并设计了一个实验系统.分析和实验表明采用光WDM互连可以实现超大容量的并行计算机系统.

运用表面热透镜技术精确测量1315nm高反射硅镜的弱吸收,并结合原子力显微镜所显示的薄膜表面情况判断引起吸收的原因,为工艺上减少吸收降低损耗提供测量保证.

利用能量为0.8MeV,注量为1012/cm2的低注量电子束辐照VO2薄膜,发现低注量电子辐照显著提高VO2光学性能的温度响应速度,并引起薄膜相变过程中的热滞回线宽度变窄,但没有对相变温度点造成明显影响;通过对比辐照前后样品370～900nm的吸收和透射性能,表明辐照后吸光度下降、透射率增加,在相变过程中四方相附近出现透射、吸收特性的非稳变化现象;利用X射线衍射(XRD)及拉曼光谱对辐照前后样品进行分析,显示低注量电子辐照引起薄膜结构的变化,并且引起拉曼振动峰位的改变.

研制了一种新的钛酸铅-聚醚醚酮(PT-PEK-c)纳米晶聚合物复合薄膜,用视频摄像技术准确、实时地分析了这种复合薄膜的传输损耗.该方法包括一架高分辨率的数码相机和相应的数据处理软件,以及棱镜耦合系统,其测量范围为0.5～100dB/cm,用这种方法测得PT-PEK-c纳米晶聚合物复合薄膜在633nm处的传输损耗为3.09dB/cm.

采用镍基合金粉,研究了激光多层涂覆过程中基材晶体取向对涂层凝固组织的影响规律.实验发现,在适当的工艺条件下,若基材表层的晶体取向与合金择优取向相近或一致时,可得到与基材晶体取向一致的涂覆层,整个涂层中呈现细小、规整且与基材组织连续的定向柱状枝晶,仅顶端存在一薄层取向改变的枝晶生长区.而当基材表层晶体取向与合金择优取向不同时,涂层中得到的是取向不规则的细小枝晶.

采用准静态非耦合模型,对激光束扫描板料表面时形成的三维瞬态温度场进行了有限元模拟,并将温度载荷转化为节点力,进一步完成了三维热弹塑性形变场的模拟.通过对温度、位移、应力分布的动态演示,定量地分析了板料激光弯曲的变形机理.

利用振荡聚焦光束和自动送粉技术,获得单道宽12mm以上、组织致密无缺陷的镍基合金激光熔覆层,并对其硬度分布、组织及成分进行了分析和测试.