物体亚表面的纳米探测研究

利用光纤构建了一套光学相干层析系统(OCT),并在光纤末端安装自聚焦透镜,采用宽光源对抛光物体亚表面微缺陷的存在进行了无损在体层析检测.利用光外差技术实现对样品的高分辨率检测.提出利用光学相干层析系统检测抛光物体亚表面微缺陷的方法,同时本实验系统的分辨率小于600 nm.系统中的光源相干长度为3.5 μm,光程为往返式,因此本系统的相干长度为1.7 μm.实验证明本系统在探测抛光物体亚表面的微缺陷中,可以清晰地识别3～4个微缺陷点区域.     

波分复用器件自聚焦透镜耦全系统的优化设计

利用光纤矩阵方法和高斯光学的耦合损耗理论,对波分复用器件的自聚焦透镜耦合系统进行了分析,得出了一种优化设计耦合系统的分析和计算方法.结合计算结果的曲线,分析了耦合系统中透镜长度对耦合损耗的影响,提出了通过调整入射单模光纤与自聚焦透镜粘接的角度来减小耦合损耗的新方法.     

自聚焦透镜及其在光纤传感系统中的应用

在对自聚焦透镜的光学特性分析的基础上，对引起自聚焦透镜间耦合损 耗的轴偏离、角偏离、间距大小以及装配误差、色差等误差原因进行了较为详 细的分析，并介绍自聚焦透镜在光纤传感系统中的应用，提出一种补偿结构， 从而提高光纤传感系统的测量精度和稳定性，达到很好的补偿效果．     

基于频谱幅度编码的光学码分多址通信系统

对一种利用非相干光源的频谱幅度进行编码的光学码分多址(OCDMA)通信系统进行了研究,相对于以前提出的基于超短光脉冲的时域编码OCDMA通信系统而言,不但能充分利用光纤的带宽,而且可以降低系统的成本.此外,对光源的频谱形状对通信系统性能的影响进行了实验研究.     

160 Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.     

OCT系统对单层散射组织的有效探测深度

为了研究光学相干层析术(OCT)系统在细直光束下对高散射生物组织的深度探测能力,介绍并应用了一种基于蒙特卡罗仿真方法的OCT模型.通过对蒙特卡罗仿真结果的统计分析,提出了OCT系统有效探测深度的评估方法,并分析了生物组织的光学特性参数对有效探测深度的影响.研究表明,生物组织的散射系数越小,越有利于提高OCT系统的有效探测深度.     

奇点光学概论

奇点光学被认为是现代光学的一个新的分支学科,其研究对象已从完全相干光波场(相干奇点光学)推广到部分相干光波场(相关奇点光学),从单色光波场推广到多色光波场,从标量光波场推广到矢量光波场,从理论研究和计算模拟扩展到实验和应用.结合我们的工作,对奇点光学中一些基本概念和进展做了综合评述.奇点光学中取得的成果不仅有重要基础科学研究意义,而且有助于新奇点物理学的发展.     

谱域光学相干层析成像系统的实验研究

为改善光学相干层析成像(OCT)技术图像的获取速度和灵敏度,搭建了一套基于光谱干涉法的谱域光学相干层析成像系(SD-OCT).该系统采用宽带光源照明,通过光纤迈克尔逊干涉仪产生物体的干涉图形并被光谱仪采集,物体内部结构图像则由干涉图形的傅里叶变换获得.研究表明,SD-OCT的数据获取速度比传统的OCT系统提高了将近40倍,达到了16 000/s的轴向扫描速率,其灵敏度也改善了20～30 dB.因此,SD-OCT可实现工程和生物材料内部结构的实时三维图像重构.     

自聚焦成象透镜

本文从光学成象理论分析了自聚焦透镜的原理,对日本板硝子(株)研制的自聚焦透镜列阵(SLA)的类型及特性进行了介绍,文章对自聚焦透镜的光学参数和外形尺寸计算方法作了讨论,并且对自聚焦透镜列阵的成象质量和测量方法进行了分析,文末提出了自聚焦透镜列阵在复印机设计和装配调整工作上允许接受的误差范围。     

自聚焦透镜在全固态激光器中的应用

全固态激光器被广泛应用于光学传感、干涉测量、微波光电子等重要领域。为了分析自聚焦透镜在全固态激光器中的应用,本文介绍了LD光纤耦合端面泵浦Nd:YAG激光系统组成,利用自聚焦透镜的传输矩阵,根据ABCD公式,采用q参数,理论分析了自聚焦透镜对LD泵浦光束的传输特性。建立了LD端面泵浦固体激光系统,研究了泵浦光与振荡激光的模式匹配程度对激光器输出特性的影响。研究表明,自聚焦透镜用作全固态激光器泵浦光的耦合镜,可简化泵浦系统,提高泵浦光的耦合效率。     

自聚焦透镜在光纤准直器中的应用分析

分析了自聚焦透镜在光无源器件———光纤准直器中的应用,讨论了自聚焦透镜和光纤之间的耦合及光纤准直器之间的耦合,计算并测量了光纤准直器的损耗,提出了改进办法.     

1/4节距自聚焦透镜与石英传象光纤组成的纤维窥镜的设计

1/4节距自聚焦透镜是石英传象光纤的理想物镜,它们可组成质量好、体积小、结构紧凑、易于安装的光纤窥镜系统.本文分析了1/4节距自聚焦透镜在石英传象光纤成象系统中的成象原理,讨论了系统的视场、景深以及透镜与光纤的数值孔径的匹配等问题,得出了相应的数学公式,可供系统设计参考,以获得光纤传输的最佳效果。     

超小型光纤导光干涉仪的研制

介绍了一种超小型光纤导光干涉仪，它利用光纤和自聚焦透镜的耦合来形成平行光路，利用半反和全反光学膜片分光。该干涉仪小巧，且灵敏度高，可用于透明气体和液体的折射率测量。     

纳米级光纤探针的拉制与镀膜

光学显微镜希望能够得到更高的分辨率 ,作为高分辨率探测系统中的关键部分——纳米级光纤探针的研制则显得尤为重要 .介绍一种利用激光器加热 ,通过重物在光纤一端拉制并进行镀膜的方法 .采用该方法可得到尖端曲率半径小于 4 0 nm的光纤探计     

光源线宽对推挽式光纤传感器的影响

一般干涉型光纤传感器的信号臂和参考臂臂长差较大,为增强混合效率,必须采用窄线宽激光器作为干涉光源,成本较为昂贵。而采用推挽式探头设计结构,由于两臂等长可以降低传感器对激光器线宽的要求,采用普通的激光光源就可以满足要求,拓展了系统的实用性。     

指数型梯度折射率纤维透镜的高斯光学

本文根据光线轨迹方程,讨论一种等折射率面为指数型变化的梯度折射率纤维透镜的成象特性。导出透镜的等效焦距,主面、焦面位置以及高斯成象公式。     

光学纤维面板制作中的排板工艺

光学纤维面板是一种分辨率高、传像清晰、体积小、质量轻的光学纤维玻璃,其制作工艺非常复杂。详细介绍了光学纤维面板制作中的排板工艺。     

近场扫描光学显微镜中光纤探针的成象原理与设计

介绍了新近发展的近场扫描光学显微镜系统中光纤探针的成象原理和作用,并从光纤探针的结构、截止频率的估算和耦合效率等方面对影响探针中成象信号传输的几个设计因素进行了理论探讨。     

光纤准直器结构研究与设计

从理论上对自聚焦透镜进行了分析，并论述了光在自聚焦透镜中的传播规律。进而提出了光纤准直器的设计结构，并通过实验验证，利用这种方法设计的光纤准直器具有低的插入损耗和高的回波损耗，能成功用于光环行器中。     

新型光纤探针的研制与应用

采用熔拉与腐蚀相结合的方法，制作出了能用于近场探测的新型光纤探针。该制作方法不需要复杂的仪器设备，具有费用低廉、重复性好等优点。镀金膜的直锥型光纤探针首次用于扫描隧道显微镜，由于针尖的曲率半径比铂铱针更小，因此可获得更精细的信息，并可提高图像的分辨率。弯曲型光纤探针固定于特别设计的支架后，可作为悬臂探针用于原子力显微镜和近场光学显微镜。最后讨论了针尖的不同形状及不同镀膜对实验结果的影响。