1 河北工业大学 理学院，天津 300401
2 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
文中基于量子阻抗洛伦兹振子（Quantum Impedance Lorentz Oscillator, QILO）模型，研究了含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子吸收特性。首先，理论推导并给出了用有效量子数、电子电量及质量和玻尔半径等微观量表示的该振子四、五阶非线性效应参量的计算参考公式。在此基础上，利用QILO模型，通过拟合取代基为R=NO2的含芴二茂铁衍生物分子线性吸收光谱，得到了其在400 nm峰值附近的电子跃迁前后的有效量子数，并进一步推算了该分子的双、三光子吸收截面。数值计算结果显示：该化合物分子在793 nm波长附近的双光子吸收截面为 $0.49\times {10}^{-20}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{4} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-1}$，在1 260 nm和1 314 nm附近的三光子吸收截面分别为 $2.01 \times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6}\cdot{\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$、 $1.00\times {10}^{-25}\;{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{6} \cdot {\mathrm{G}\mathrm{W}}^{-2}$，与实验结果均吻合较好。文中结果说明：QILO模型可以较好地描述以NO2作为取代基的含芴二茂铁衍生物的单、双、及三光子的吸收特性。根据QILO模型的“依据介质的线性吸收光谱可以估算其多光子吸收截面”的特点，该模型或许能为寻找具有大的双、三光子吸收截面的材料提供一种可供参考的理论分析方法，降低研究多光子过程的综合实验成本。
非线性光学 Lorentz振子 量子阻抗 非线性效应参量 分子多光子吸收截面 nonlinear optics Lorentz oscillator quantum impedance nonlinear effect parameter molecular multiphoton absorption cross-section 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230410
1 河北工业大学理学院，天津 300401
2 河北工业大学先进激光技术研究中心，天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
量子阻抗Lorentz振子（QILO）是基于Bohr-Sommerfeld理论和量子力学选择定则对Lorentz振子量子化所新近建立的模型。根据该模型，分别对Li2SnTeO6、CsClO3和Na2Nb4O11 三种光学晶体二次谐波特性进行了分析与数值模拟，尝试提出了一种估算晶体二阶非线性光学系数的方法。首先，根据晶体线性吸收光谱的峰值频率和半峰全宽，利用QILO模型计算了晶体的原子跃迁前后的有效量子数，然后根据QILO的二阶非线性效应参数的计算公式推算了晶体二阶电极化率，由此得到上述三种晶体在波长532 nm的倍频系数分别为0.17 pm/V、0.69 pm/V和1.17 pm/V，且与第一性原理的数值吻合较好。结果表明，基于QILO模型的二阶电极化率，有助于分析和提高材料的和频、差频以及倍频的效率，且方法简单、计算耗时少、运算效率高。
非线性光学 Lorentz振子 量子阻抗 非线性光学晶体 二阶电极化率 倍频系数 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2119001
山东师范大学 物理与电子科学学院, 济南 250014
在剪切电子散斑干涉中,由于错位的二物光束同向传播，很难将二物光分开引入附加相位的方法来实现相移.平移棱镜相移法可以在二束物光不分开的情况下实现相移.本文对平移棱镜相移法进行了理论分析，证明平移棱镜可以引入稳定、线性的附加相位，给出了附加位移与附加相位之间的关系式.利用周边固定、中心加载的圆盘进行实验，给出了实验结果，证明平移棱镜相移法可以有效地从干涉条纹中定量提取位移导数信息.
物理光学 剪切电子散斑 相移 沃拉斯顿棱镜 Physical optics Electronic SpeckleShearing Interferometry (ESSPI Phaseshifting Wollaston prism
山东师范大学 物理与电子科学学院，济南 250014
大剪切电子散斑干涉技术不需要引入参考光，具有条纹质量好等特点。提出将干涉场的载频调制技术引入到大剪切电子散斑干涉中，可形成具有载频调制功能的新的电子散斑干涉系统。该系统具有对测量环境的隔振振动要求低，能方便定量求解物体的变形场等优点。首先讨论大剪切载频的调制机理，然后利用中心加载、周边固定的圆盘进行典型实验，设计了可用计算机控制且可对参考物进行精确偏转的步进电机系统，进而实现了对电子散斑干涉场的自动控制调制。最后，利用傅里叶变换法对调制条纹进行解调，解调出变形场的相位，并通过相位与位移的转换计算，得到精确的物体变形场。实验结果证明，该系统能够调制电子散斑干涉场，求解物体的位移场。
电子散斑干涉 载频调制 傅里叶变换 位移测量 大剪切 electronic speckle pattern interferometry (ESPI) carrier-frequency modulation Fourier transform displacement measurement large shearing
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Ji'nan 250014
2 Department of Mathematics and Physics, Shandong University of Technology, Zibo 255049
A carrier method for separating out-of-plane displacement from in-plane components based on large image-shearing shearography is presented. A reference surface is fixed on the side of a test object. They are illuminated by two expanded symmetric illuminations respectively. The carrier is introduced by rotating the reference surface to modulate the displacement of an object. By using Fourier transform to demodulate the modulated fringe pattern, two phase maps, which include out-of-plane and in-plane displacements, can be obtained. Then the out-of-plane displacement can be easily separated from in-plane displacement by subtraction and addition of the two unwrapped phase distributions. The principle of the method is presented and proved by a typical three-point-bending experiment. Experimental results show that the method enjoys high visibility of carrier fringes. The system does not need a special beam as a reference light and has simple optical setup.
物理光学 剪切电子散斑干涉 傅里叶变换 相位测量 载波 120.6160 Speckle interferometry 120.5050 Phase measurement 260.1440 Birefringence Chinese Optics Letters
2006, 4(12): 709
1 山东师范大学物理与电子科学学院, 济南 250014
2 山东警察学院侦察系,济南 250014
提出一种可将离面位移与面内位移分离的三维位移计算方法。在双光束电子散斑干涉系统中增加一路参考光，使这一路参考光为两光束所共用。两束光各自独立地对变形物体进行测量，分别计算相位分布，并对其中之一进行反相位计算。理论分析表明，对二路检测光所得到的相位进行相减运算，就能够较好地减少电子噪声的影响，分离面内位移场与离面位移，实现物体变形的三维测量。介绍该方法的原理，并利用典型实验证实了该方法的可行性。
光学测量 电子散斑干涉 相移 相位计算 三维位移
1 山东师范大学物理与电子科学学院, 济南 250014
2 山东警察学院侦察系,济南 250014
将电子散斑干涉场的载波调制引入到大剪切电子散斑干涉中，通过对参考物的微小偏转引入载波条纹;利用傅里叶变换法，解调出了变形场的相位，从而实现了物体变形场的精确测量。讨论了大剪切载频的调制机理，理论分析表明，调制条纹的空间频率与参考面偏转的角度成正比;因此，控制参考面的偏转角度可实现不同位移量系统的调制。利用中心加载周边固定圆盘进行了典型实验，实验结果证明在大剪切电子散斑干涉技术中可以通过参考面的旋转高质量地实现电子散斑干涉条纹的调制，求解位移场。该系统具有系统简单，不需要专门引入参考光，条纹质量好等优点。该技术可扩展电子散斑干涉的应用范围，有一定的实际应用价值。
物理光学 位移测量 电子散斑干涉 调制 大剪切
