用反射率为15 dB掺镱光纤光栅作为反射器的掺镱光纤激光器,产生了稳定的纳秒级脉冲序列,脉冲宽度小于5 ns.激光器的阈值功率为18 mW,在锁模工作区域内最大输出平均功率为3 mW,脉冲重复频率为25 MHz,能量转换效率为5%.研究了产生自锁模的原因和特性.

报道了一种结构简单的可变波长输出的L-波段线型腔掺铒光纤激光器.其中的波长选择器件为一包括两段高双折射光纤在内的光纤环镜,通过调整环镜内偏振控制器的状态可以改变环镜对不同波长的反射率以获得可变波长输出的效果.线型腔内用980 nm激光抽运铒光纤产生的ASE作二次抽运源,使腔内铒光纤的增益谱由C-波段位移到L-波段.实验中观察到波长在1583～1600 nm范围内可变的稳定激光输出,波长调谐范围为17 nm.

运用偶极子-自洽场理论给出探针-样品相互作用的计算公式,并由此模拟计算近场扫描光学显微镜的系统分辨率.分析结果表明,探针所探测的光强是被测物体感生场干涉叠加的结果,探针与样品间的距离以及被测物体的感生光场之间的干涉是决定系统分辨率的重要原因.

研究了在不同输出功率下,输出耦合镜热形变所引起的输出光束Rayleigh长度的变化规律.采用压力变形反射镜对Rayleigh长度变化进行了实时补偿,修正了由于输出耦合镜热变形造成的影响,改善了高功率CO2激光器的聚焦特性.

研究了Na(3S)+K(4S)+nhν→Na(3PJ)+K(4S)+(n-1)hν过程,激光频率ν调到Na共振跃迁的两翼,分支比定义为I(D1)/I(D2),I(D1),I(D2)分别是NaD1,D2线的强度,在K密度2～8×1020 m-3范围内,测量了从Na共振跃迁的蓝翼300 cm-1到红翼100 cm-1的分支比,得到了离解率之比和精细结构转移截面,在近翼,分支比与ν有很大的关系.用对Na3PJ态共振激发的方法,也得到了精细结构转移截面,对结果进行了讨论.

利用分布傅里叶变换对描述啁啾脉冲放大的非线性薛定谔方程进行求解,研究了在钕玻璃和钛宝石这两种增益介质中,自相位调制、增益变窄和增益饱和这三种非线性效应对放大啁啾脉冲输出特性的影响,具体给出了在不同放大介质中,它们对放大脉冲的影响程度和影响结果.重点阐明了自相位调制对放大啁啾脉冲的影响,及其与另外两种非线性效应的内在联系.

用计算机仿真模拟了高强度飞秒激光抽运下的光参量放大(OPA)过程,着重讨论了高阶非线性效应对参量转化效率和波形的影响.为了抑制高阶非线性效应对放大信号光波形的调制,改善波形质量,防止信号光的能量倒流回抽运光,并为进一步从抽运光中抽取出尽可能多的能量,提高参量转化效率,引入了适当的相位失配以抵消高阶非线性效应.利用级联非线性相移从理论上解释了这一物理原因.

利用数值方法研究了不同光传播起伏条件下湍流大气中准直激光束的光斑特征,结果表明,光斑稳定半径(Rrbt)和等效半径(Reff)具有很好的相关性,虽然Rrbt可应用于更一般的光斑,但它们都不适合衡量光斑质量;而锐度半径(Rshp)可以恰当地反映光斑质量.对于准直激光束,在极弱起伏条件下,约有一半的光斑其质量变好或变差,但变化幅度很小;随起伏条件的加强,越来越多的光斑质量变差,但仍有一部分光斑质量变好,且程度越来越高.

采用数值计算方法分析了较高能量密度激光在光束控制系统内所产生的热效应对远场光斑质量和能量分布的影响.激光传输由近轴波方程描述,采用像屏法和快速傅里叶变换技术求解.激光加热引起的气流扰动及气体介质密度变化采用完全的Navier-Stokes方程描述,以便考虑各种不同因素的影响.Navier-Stokes方程求解采用LU-SGS分解技术.数值计算结果表明,在典型情况下,热晕引起的附加热相位会明显增大发射激光的发散,降低目标处激光能量集中度和远场光斑质量.这一方法还可扩展应用于其他气动光学问题研究.

研究了线性系统中偏振模色散对均方根脉宽的影响.考虑了光源初始啁啾的作用,推导出均方根脉宽的解析表达式,分析表明:二阶偏振模色散对脉冲展宽的作用与群速度色散及啁啾有关,一阶偏振模色散的作用则与这两者无关.以啁啾高斯脉冲为例,推导出一阶偏振模色散补偿前、后均方根脉宽的解析表达式,结果表明,适当选择群速度色散和初始啁啾参数,可以有效地抑制偏振模色散的展宽效应;与主态传输法比较,啁啾的存在对后向补偿方法的影响更大.

利用后向ASE抽运一段未抽运光纤和一段不完全抽运光纤两种结构,实现了EDFA自发辐射谱向长波方向移动,分别得到了3 dB带宽为56.3 nm和47.6 nm的L-波段自发辐射谱,对1575 nm输入信号(强度为-30 dBm)的增益分别为3.5 dB和9.2 dB.

实现了波长调谐范围为8 nm的集成液晶可调谐谐振腔增强型(RCE)光电探测器,并且对相应的实验结果进行讨论.这种器件可用在波分复用(WDM)光网络中.

以三层阶跃折射率波导结构和耦合模理论为基础,考虑到氢分子引起的折射率变化,针对氢载长周期光栅提出了一个简单的模型对长周期光栅的退火进行了分析和模拟,所得到的结果与实验符合得很好.

介绍了相位掩膜特性对光纤光栅(OFG)性能的影响.理论分析和实验均表明,相位掩膜版的性能直接影响到啁啾光纤光栅功率谱的平坦度以及时延波动的大小,由于时延波动是影响啁啾光栅色散补偿的一个重要因素,因此对掩膜版的性能要求必须十分严格.通过掩膜版的选择以及紫外扫描曝光过程的控制,制作出了高质量的啁啾光纤光栅,时延波动小于20 ps,功率波动小于1 dB.

研究不同实验条件对熔石英和白宝石激光损伤阈值和损伤形貌的影响,获得了一些有用的实验结果,对相应的损伤机理作了分析.同时对熔石英的抗激光加固也进行了研究.结果表明,激光预辐照和酸侵蚀处理使熔石英的激光损伤阈值分别提高70%和80%以上.

在激光辐照或退火作用下,As2S3非晶半导体薄膜的光学吸收边出现红移现象,并且随着激光功率的增大和辐照时间的延长,红移值增大,并最后达到饱和.这种红移在先经过退火处理再激光辐照的薄膜中是可逆的.从扫描电镜的形貌图中也可以看出,经激光辐照后,薄膜表面有晶相出现,且随着激光功率的增加,晶相出现增多.As2S3非晶半导体薄膜中光致效应的产生是由于光致结构变化所致,对其产生原因,进行了机理分析.

提出一种非线性自适应数字滤波器对通过移相干涉术得到的原理相位图进行去噪音处理.这种数字滤波器的窗口尺寸可以根据其在相位图中的不同位置而变化.在有噪音(尤其是靠近2π相位跳变处的噪音)存在的情况下,相位连续化过程仍可以有效地进行以重建被测物体表面形貌的真实相位图.详细介绍了这一技术的原理及实验结果.

提出了一种适用于体全息存储系统读写数据处理的新的编码结构:调制-阵列码,同时提出了与其相适应的软判决度量方法.在此基础之上综合调制码探测、软判决、阵列码纠错和Turbo码译码原理,形成了一种新的迭代译码算法.实验结果表明,在信道的信噪比较低且有起伏,信道噪声参数不易统计的情况下,它能充分利用输入信号所包含的信息,只要原始误码率(定义为采用全局最佳阈值量化后的误码率)低于4×10-2, 8×10调制-阵列码的使用效果就可与1:2调制码(二者码率相当)的使用效果相当;当原始误码率低于1×10-2后,其使用效果显著优于1:2调制码.将这种新的编译码技术用于包含音频和视频的多媒体数据的全息存储,重构数据基本能成功回放.

提出了用逆滤波器来进行旋转不变匹配滤波相关识别方法;采用级联变形滤波器可以实现透射匹配相关峰强度对透射输入能量的优化,大大改善相关峰的锐度,计算机模拟结果显示,对旋转图像,在平面内按0°～32°旋转,每4°取一灰度图像的旋转不变匹配滤波相关器,具有较好的相关不变识别性能,特别是目标图像在部分输入情况下也能较好地识别.

用快速轴流CO2激光器对HT250进行激光相变硬化处理,优化出处理HT250所需的合理工艺参数匹配,并从硬化带尺寸、微观组织形态、硬化带内硬度分布等方面分析了快速轴流CO2激光器进行激光相变硬化处理过程中,工艺参数对硬化区的影响;实际试验证明只要工艺参数选取适当,轴流激光器也可用于热处理;实验中发现当用某些参数处理材料时,由于表面张力的作用,试样的表面精度有所提高.根据试验结果拟合出所有工艺参数中两个最重要参数:激光功率密度q,激光扫描速度V的关系曲线,给出了相应的公式.

提出了一种基于粒子激光散射的多传感器阵列的烟雾识别系统,描述了用蒙特卡罗模拟烟雾粒子散射特性的一般方法,模拟并验证了在不同粒径、折射率和入射角情况下烟雾粒子散射光强的角分布情况,模拟结果和理论分析吻合得很好.

介绍了一种用于海洋石油勘探的反射式强度调制型光纤压力传感器.依据新颖的网络补偿技术,提高了强度调制型光纤传感器的长期稳定性和检测精度.从理论上描述了测量误差补偿机理.初步的位移测试实验验证了所设计研制的传感器的正确性和实用性,压力的测量精度可达到0.1 MPa.将这种传感器应用于海洋井下压力的检测,可具有良好的稳定性和极大的实用价值,测量稳定性可以达到0.15%.