提出了时空变换脉冲整形系统中光束复原的一种新方法:用单模光纤代替通常时空变换法中的第二个电光偏转器.当改变调制狭缝的宽度时,获得了脉宽在740 ps～4.5 ns连续变化的整形脉冲,而且输出光束质量好.此方法降低了对关键元件电光偏转器的要求,提高了可靠性,简化了系统.

采用钨丝做掩模,进行倾斜的离子注入优化电流限制区,制作出室温连续的垂直腔面发射激光器件.该器件的最低阈值电流为1.4 mA,串联电阻约207 Ω, 输出光功率超过1 mW.

报道了一种基于光纤光栅(FBG)的高功率可调谐环形腔掺铒光纤激光器.该激光器由980 nm激光二极管(LD)抽运,在1562 nm波段获得了线宽小于0.04 nm的激光输出,调谐范围可达4.6 nm,输出波长复现性误差小于0.08 nm.由于铒光纤选择了最佳长度,并在光纤环路中引入两个隔离器抑制噪声,提高了信噪比,激光器输出的最大功率可达4.28 mW,此时功率稳定性为±0.03 dB,斜率效率为7.3%.

利用染料激光放大器的横向稳态抽运理论,研究了小信号双级染料放大器的抽运能量分配以及染料池长度的选取对激光增益的影响.对于其他参量确定的放大系统,存在着最佳的抽运能量分配比例和最佳的染料池长度的选取方法.通过自编程序的计算,可方便地找出特定系统染料池长度和抽运能量分配比例的最佳值.

研究了980 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的结构设计和器件制作,实现了室温下的脉冲激射.在脉宽为50 μs,占空比为5:1000的脉冲电流下,直径400 μm的器件输出光功率最高可达380 mW,发散角小于10°,光谱的半高全宽为0.8 nm.

通过数值计算比较研究了静止、同心旋转、偏心旋转三种模式下高能激光器窗口工作过程中温度场和应力场的特征及其演变规律.研究表明,旋转式激光器窗口不但可使温度场和应力场轴对称化,且可降低最高温升、最大拉应力和最大剪应力;一定偏心距的偏心旋转可以起到消去拉应力、减小剪切应力的作用,从而使激光器窗口的抗激光损伤的能力有较大幅度的提高.

报道了氟化氘(DF)激光器腔镜的膜系设计、材料选取、制备工艺及其损伤阈值和热畸变测试结果,实验结果表明,镜面在21 kW/cm2功率密度下的热畸变为0.3λ左右(λ=632.8 nm),腔镜的损伤阈值大于40 kW/cm2.

研究了陷俘离子在激光场的驱动下,离子的中心质量运动同内部能级跃迁的耦合效应.不采用Lamb-Dicke小参量近似,得到系统波函数的精确解.数值模拟表明,在适当的参量下,陷俘离子可以获得明显的振动压缩和自旋压缩.

为了研究强激光谐波转换晶体中横向受激拉曼散射(TSRS)对大型惯性约束聚变(ICF)激光驱动器的危害,进行了TSRS的数值模拟计算.研究表明,ICF驱动器常规运行时,3ω光的时空分布在理想无调制的情况下,TSRS不会造成晶体的损伤.

用蒙特卡罗(Monte Carlo,M-C)法分别对光在人肺组织和人体动脉三层组织中的传输特性进行了研究,得到如下结果:漫反射率Rd随着组织折射率n的增大线性减小,而吸收比A随着组织折射率n的增大几乎是线性地增大.但对于多层组织来说,越深层处的折射率对Rd的影响越小,并且由于各层组织的厚度和光学特性不同,各层组织的折射率对吸收比A的影响也有所不同.因此,折射率是生物组织不可忽视的一个重要参数.

研究了在大芯径、多模功率光纤中传输的激光束光束质量和偏振与光纤长度的关系.用芯径为0.6 mm的国产石英光纤及芯径为0.4 mm和0.6 mm的3M光纤做样品,实验结果表明输出光束的光束质量因子M2值是光纤长度的双曲正切复合函数.线偏振光经光纤后其偏振度随光纤长度的变化呈指数衰减的关系.

介绍了通过在多模光纤中引入周期性的扰动以改善多模光纤的传输特性.这种周期性的扰动是在光纤拉制过程中,通过相对于预制棒的光纤转动而实现的.对光纤进行的差分模式延迟(DMD)测试表明,扰动在一定程度上可以改善光纤中脉冲的分裂.

通过实验讨论了GeO2介质膜空芯光纤在直线和弯曲状态下的输出能量模式分布及其中存在的模式偏移现象,并探讨了介质膜空芯传能光纤的输出能量模式特性优于常规空芯传能光纤的原因.

研究了图像逐行扫描、逐行编码的方法,提出了存储区域信息的新的数据结构,在传统的图像逻辑运算的基础上,研究了区域逻辑运算,并将区域编码和区域逻辑运算应用于目标检测,并给出了实验结果.

通过银盐全息干板稀释显影方法,实验研究了干板胶层有效介质折射率的曝光量特性和折射率调制度与曝光量、参物比等参量之间的关系,分析讨论了体位相全息图的折射率调制机理,给出了稀释显影银盐干板有效介质折射率和折射率调制度的曝光特性曲线,指出了等参物光强比记录的全息光栅可以最大限度地利用干板胶层的折射率调制容限,解释了以往文献中难以解释的实验现象.

通过引入交迭因子的概念,提出了光纤拉曼放大器(FRA)仿真的改进模型.采用此模型进行仿真,可以在保证精度的基础上,显著缩短仿真时间.在此模型的基础上,仿真了色散和非线性效应对超高斯脉冲抽运拉曼放大器性能的影响.结果表明,色散对其影响较大,而非线性系数对其影响相对较小.

研究了波分复用(WDM)弱色散管理系统中,孤子碰撞诱导的孤子到达时间的移动;以及波分复用强色散管理系统中,利用变分原理分析了孤子相互作用引起的时移、啁啾、时间位置和孤子频率等的演化.研究表明,弱和强色散管理中,在光纤的路径平均色散接近于零时,孤子碰撞引起的时间移动很小.

对影响太赫兹光学非对称解复用器(TOAD)开关窗口的半导体光放大器(SOA)的注入电流和在环路中的偏移量这两个因素进行了数值模拟及实验研究,加大注入电流可以增加SOA的增益,使得开关窗口的高度增加;SOA在环路中的偏移量决定了开关窗口的宽度.由于实验中用连续光代替信号脉冲以观察开关窗口,可以看到随着偏移量的增大,开关窗口的主窗口的宽度先增大,当窗口宽度为控制脉冲周期的一半后,开关窗口的主窗口的宽度又变小.

应用高能量单脉冲激光作用在锆钛酸铅(PZT)压电薄膜上,研究脉冲激光的热冲击对PZT薄膜性能产生的影响.发现在激光未烧熔薄膜的能量密度下,经过激光作用后,PZT薄膜的铁电性能发生变化:在外加电压为6 V时,剩余极化强度值Pr从32.699 μC/cm2变到26.316 μC/cm2;矫顽电场保持为38.396 kV/cm不变;疲劳性能变稳定,在循环1.75×109次时Pr衰变率由44.3%变为34.7%.最后讨论分析了产生这种现象的微观机理.

在利用激光多普勒效应对旋转体表面轮廓损伤进行测量时,其散射光的多普勒信号强度及质量是影响测量精度的极其重要的参数.研究了激光多普勒参考光技术、旋转体表面散射光位相无规则变化的平均效应和最小二乘法曲线拟合技术,设计出高信噪比的参考光路,并对物体表面细微结构所引起的信号丢失进行了重构,实现了旋转体表面轮廓损伤的测量,其相对误差约0.3%.

针对实时全息干涉计量的特点,结合相移位相测量技术,提出一种利用物体本身变化产生的位相变化来实现实时全息干涉计量中时间序列条纹位相的测量方法,通过分析得到不同时刻位相变化及整个变化过程中位相累计变化的计算公式.

光散射法测粒技术中常常会碰到反问题(inverse problem),即对多分散的颗粒两相介质,通过测得的多个角度或不同波长下的光信号,求解第一类Fredholm积分方程.从理论和实验两方面出发,改进了Twomey算法在前向散射和消光法测粒技术中的应用,获得合理的颗粒粒径分布结果.

报道了掺锰氟铝磷酸盐玻璃在聚焦的800 nm飞秒激光作用后产生明显的黄绿色长磷光以及当长磷光完全衰减后,再用365 nm的紫外光激发时,飞秒激光照射处的光激励长磷光现象.讨论了该现象产生的机理和在三维超高密度光贮存中的应用.

根据测得的Yb3+离子在氟铝酸盐玻璃中的吸收光谱和荧光光谱,分析了Yb3+离子在氟铝酸盐玻璃中的吸收和发射特性,计算了Yb3+离子的发射截面,讨论了Yb3+离子的荧光自吸收效应和浓度猝灭效应.结果表明,自吸收效应使Yb3+离子实测发射截面与计算所得发射截面存在较大差异并使荧光强度降低,高掺杂时Yb3+向杂质Er3+的能量传递是导致浓度猝灭的另一重要原因.

采用LSM240型全自动CO2激光焊接机焊接粉末材料,研究不同粉末材料产生等离子体所需的临界激光功率.粉末配方为:Fe粉+15%羟基Fe粉,Co粉,Ni粉+15%羟基Ni粉三种试样.研究结果表明,Fe,Co,Ni三种试样在CO2激光作用下产生金属蒸气时的临界激光功率密度IC为ICFe＞ICCo＞ICNi;等离子体得以有效控制的下限临界气流量QS为QFeS＜QCoS＜QNiS.

在室温下用大功率连续CO2激光制备单壁碳纳米管,测量了500～850 W激光功率下产生的碳纳米管样品的透射电镜和拉曼(Raman)光谱,对单壁碳纳米管的生长条件和直径分布与激光功率的关系进行了研究,实验证明在长波长激光制备单壁碳纳米管中,激光功率对单壁碳纳米管的形成和管径的大小起着关键的作用.激光功率越高,单壁碳纳米管的产率越大.对不同管径的单壁碳纳米管,激光功率较高所制备得到的平均管径较大.

三维激光切割在汽车、航空航天工业等领域得到越来越广泛的应用.在三维激光切割过程中,由于三维工件的复杂性,切割头与工件表面保持垂直的同时,不可避免地要进行一些方位切割.为了定量地描述激光头的方位对切割质量的影响,采用10分制对切割质量进行量化,然后用人工神经网络的方法对结果进行分析.结果表明,用人工神经网络可以通过网络的训练和自学习,获得很多新的知识,用于指导实际切割.

为探讨氦氖激光照射对小鼠脾淋巴细胞IL-2诱生活性的影响,以BALB/c小鼠为研究对象,应用7.33,11.00,14.67,22.00和36.67 J/cm2 5种剂量的氦氖激光作小鼠内眼角照射,连续照射8天,并于照射开始后第3,6,9,13和17天动态监测实验鼠脾淋巴细胞IL-2诱生活性.结果表明,以日剂量为7.33,11.00,14.67和22.00 J/cm2氦氖激光照射小鼠后,IL-2活性出现不同程度的增强或升高,而36.67 J/cm2剂量组却呈现降低趋势.由此可见,适当剂量的低能量激光照射可对小鼠IL-2诱生活性产生增强效应,而过大剂量氦氖激光照射则对IL-2诱生活性产生抑制效应.

用He-Ne激光辐照巨噬细胞,实时观测活体单细胞内钙浓度([Ca2+]i)分布和细胞免疫活性随激光功率和照射时间的变化.实验结果表明,随激光照射时间的增加,[Ca2+]i出现上升达到最大值后又下降,逐渐回复初始状态,且呈现中心最强,径向衰减的环形梯度分布.不同激光剂量对巨噬细胞内[Ca2+]i及其免疫活性有着不同的影响,同一波长激光,当剂量不同时,可以表现为完全相反的效应.同时激光功率也是影响巨噬细胞内[Ca2+]i及其免疫活性的一个重要因素,同一波长、同一剂量情况下,如果激光功率不同,巨噬细胞内[Ca2+]i及其免疫活性的变化也有着显著的差异.当照射功率为0.16 mW时,胞内[Ca2+]i峰值是照射功率为0.40 mW时的近6倍.最大值时对应细胞免疫活性最高.对其机理作了初步探讨.