基于光学捕获原理的光波粒二象性演示实验装置

首次将光纤光镊技术应用于光的波粒二象性演示实验,实现了光波动性与粒子性的同时演示.基于光学捕获技术,实现了对微粒的三维空间捕获、定位和移动,演示了光的粒子性.基于光束干涉测量技术,实现了对光纤端和捕获粒子表面反射光束干涉信号的记录和检测,演示了光的波动性.该实验装置具有成本低、体积小、集成度较高的优点.     

三阶非线性光学测量技术研究进展

非线性光学材料在未来全光通信网络、集成光学芯片和生物医疗等领域具有非常广阔的应用前景。高灵敏度的三阶非线性光学测量技术是推进新材料和新器件研发的基础。本文简要介绍了近10年来三阶非线性光学测量技术的研究进展,评述了质心扫描法、矢量光束Z扫描法等若干最新研究成果。     

非对称回复反射自由空间光通信链路性能

调制回复反射器(modulating retro-reflector, MRR)制约非对称自由空间光通信系统的性能. 本文建立高斯光束经角偶棱镜(corner cube retro-reflector, CCR)的MRR反射后出射光束的数学模型,分析大气湍流对调制回复反射器光链路的影响,研究CCR多光束反射特性对大气湍流信道的补偿作用. 仿真结果表明,在传输距离、光功率、反射面积一定的条件下,波长、入射角及CCR折射率都是影响链路性能的关键因素,CCR反射后的多光束效果也可有效降低接收信噪比的起伏.     

单光束光声光谱仪

本文介绍了单光束并采用微型计算机进行归一化的光声光谱仪系统.本系统用Ho₂O₃进行了鉴定.从已获得的一些样品,如铁的氧化物,病血和化学材料的光声光谱表明,光声谱技术在物理学、化学和医学领域内是一个非常有用的研究和分析工具.     

激光扫描装置在工业上的应用

光线及投影尺寸的测定已成为常用的技术.激光的优越性能与偏转技术的精确性,使得这一技术在计量学、自动化以及质量控制方面得到了广泛的应用.为避免意外,操作人员应当掌握光学投影成象的内部规律.激光也是一种光,因此也应遵守所有的光学定律.激光是一种高能密度的单色相干光,成束性强,只有轻微的发散.应用诸如偏振滤光片,静噪滤波器等这一类(单独使用或是组合在一起)的光学装置,就能接收与其它光源相比这种具有巨大能量的光,用于检测各种物体.这些检测方法术语统称为《激光扫描》,其表示的检测原理是以激光束致偏为基础的.致偏可以通过旋转镜,检流计式的振荡器,音叉,或是通过振荡棱镜实现.偏转光束通过透镜、复合透镜或抛物面镜之后,转变成对物体进行扫描的平行传输光束.人眼所见这样的光束是一条红线,此红线的高度和长度确定了扫描场或检测范围.     

光波导型波分复用器及光开关的研究

介绍一种新型的具有光开关及波分复用功能的光波导器件,用光束传播法(BPM]分析,计算了它的传输特性。初步实验表明,该器件具有较好的波分复用及光开关性能。     

透镜光轴上的光振幅分布

表文以透镜和高斯光束菲涅耳数为参数推导出高斯光束通过透镜后光轴上的光振幅分布表达式,讨论不同参数的分布结果.     

Nd:YAG介质的相位共轭反射率的实验研究

本文对闪光灯泵浦的饱和增益介质Nd∶YAG中采用偏振正交泵浦光的1.064μm的相位共轭特性进行了实验研究.实验主要分析了相位共轭反射率和相位共轭光能量与小信号增益长度积、泵浦光的能量比以及各光束的光通量密度等参量的关系.实验结果与理论计算吻合较好.而且实验中观测到在弱探测光的情况下超过100%的共轭反射率.最高的相位共轭光能量是0.7 mJ.     

基于微结构光纤的纤内实验室技术及其应用

微结构光纤的横截面具有按照一定规律分布的微结构(通常是微米尺寸的空气孔),且沿光纤轴向保持结构不变,这些微结构将光约束在光纤的纤芯中传导.微结构光纤不仅本身是一种优秀的波导介质,而且分布在其包层、纤芯的微米尺度空气孔也成为材料集成的天然通道.因此,微结构光纤是构造纤内实验室的理想载体.首先简单介绍微结构光纤的分类和传导机制,然后结合作者课题组近几年的研究工作,综述基于微结构光纤的纤内实验室技术的工作原理、实现方法和主要应用.     

掺钕塑料光纤放大特性数值模拟

从四能级速率方程和功率传输方程出发,分析了掺钕塑料光纤的放大特性.分析了信号增益与光纤长度的关系,当泵浦功率为200 m W时,最佳增益长度为70 cm,波长1068 nm荧光对应最大增益为10.5 d B.分析了信号增益随泵浦功率、光纤纤芯的变化规律,得到了减小光纤芯径是降低阈值泵浦功率有效途径之一的结论.     

纤维集成式光流控传感器

纤维集成光学可方便地实现器件的光耦合,显著提高光流控器件的集成度,在光流控器件领域有重要的潜在应用价值.微结构光纤具有μm量级的孔道结构,容纳气体/液体的体积可低至μL(nL)量级,是痕量检测的理想载体.这种一维孔道结构为样品与光波导提供了长程作用场所,突破了传统光纤光学的局限,在分析检测研究领域显示了无可替代的优势.以空心双芯光纤及悬挂芯光纤为例,介绍几种纤维集成式光纤内光流控器件,通过折射率、气压、化学发光、荧光检测以及在线电泳分离检测的几个简单模型,说明了基于特种光纤的"纤内"微流检测结构及功能的实现。     

部分相干光在斜程和水平大气湍流中的光强与扩展

基于广义惠更斯-菲涅尔原理、交叉谱密度函数,利用修正von Karmon 谱模型以及
ITU-R 颁布的大气折射率结构模型,首先推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中斜程和
水平传输时的光强分布以及光束扩展解析式,然后分别从归一化光强分布和相对束宽的角度
讨论并对比了斜程和水平传输时天顶角、湍流强度、光束相干长度等参数对光束光强分布和
扩展的影响,并给予相应的物理解释. 研究表明：1) 部分相干高斯-谢尔光束在自由空间中水
平传输时的归一化光强与斜程传输时的光强分布相同;2) 天顶角越小,光束的归一化强度分
布越集中,峰值光强越强,同时所受湍流的影响也越小. 3) 在斜程传输情况下,天顶角、湍流
强度、光束相干长度等参数对光束扩展的影响与水平传输几乎一致.     

双光束光声光谱仪的设计

介绍了双光束光声光谱仪的设计,并用设计成的仪器探测氙灯光源的光声谱,所得结果与其他文献给出的氙灯的发射谱相一致。     

波长路由网络光通路呼叫阻塞分析研究

基于马尔科夫链相关性理论研究了波分复用全光网络中光通路呼叫请求过程,提出了阻塞性能数学分析方法。模型中引入了光网络资源预留过程中所应该考虑的光节点接收器的配置情况。数值分析表明,光纤中复用的波长数越多以及网络通信负载量较小时,配置波长转换能明显改善光网络的阻塞性能,而且目的光节点配置接收器的数量约为光纤链路复用波长数的二分之一时,即使增加配置节点接收器的数量也难以提高光通路的呼叫阻塞性能。     

纤锌矿氧化锌纳米薄膜热导率的数值模拟研究

氧化锌薄膜是一种宽禁带化合物半导体材料,其在光电子器件、压电器件、太阳能电池、气敏传感器等领域有着广泛的应用.采用非平衡分子动力学方法,选取微正则系综,利用Buckingham势函数,模拟了纤锌矿型氧化锌薄膜在z方向的热导率.模拟结果表明:薄膜厚度在15.593~31.2096 nm的氧化锌薄膜在温度为300 K时,其薄膜热导率的范围为0.870575~1.52165 W/(m·K),明显小于对应的大体积氧化锌的实验值,并且氧化锌薄膜的热导率随着薄膜的厚度的增加而增加,具有明显的尺寸效应.     

悬挂芯光子微单元-灵活高效的光纤内嵌实验室

介绍一类在商用光子晶体光纤基础上制备的悬挂芯光子微单元.该微单元能通过较简单的选择性膨胀技术实现具有大倏逝场、高双折射、多芯等功能的多种悬挂芯结构,并能与单模光纤连接形成低损耗光纤在线单元.微单元内部基于倏逝场的光与物质相互作用区域与外部环境隔离,整体易于操作,是适用于光纤实验室研究的灵活平台.分析了几种典型悬挂芯光子微单元的消逝场、损耗、双折射等特性;利用微单元的一些特性开展应用研究,包括基于折射率探测原理的微单元气体压力和液体温度传感器、基于微单元纤芯微悬臂梁的加速度传感器、微单元光栅器件等.这些研究为推进光纤实验室技术的发展和应用提供了新思路.     

高斯光束传播性质的数值模拟研究

基于平面波的角谱表示方法,给出高斯光束在非傍轴近似下的电场积分表达形式,数值模拟出高斯光束,并研究其在空气中的传播性质.主要讨论了高斯光束的光强度分布特点,波阵面、光斑尺寸的变化情况,以及束腰半径的大小对高斯光束的影响.通过对高斯光束的数值模拟,可以让学生对高斯光束建立一个更为形象而具体的物理图像,从而更深刻而细致地理解高斯光束.     

光在旋转抛物面上成象问题研究

研究了光在旋转抛物面上反射与折射的一般性质，得到了相应的近轴成象公式。对成象光束的单心性做了一般性讨论。     

InN纳米薄膜制备及其结构与带隙分析

以金属铟为靶材,蓝宝石为衬底,氩和氮的混合气体为溅射气体,衬底温度为100℃,溅射功率为100 W,采用射频磁控溅射技术分别制备了溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa的In N薄膜.利用XRD、SEM分析薄膜样品呈六方纤锌矿结构.使用双光束紫外/可见分光光度计测量薄膜的吸收谱,计算得到在溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa下制得的薄膜样品带隙分别为1.825、1.74、1.82 e V.结果表明溅射压强为1.0 Pa时,带隙值最小,结晶质量最好.     

妇产科妊高征的血液光声谱研究

作者用自行研制的双光束光声光谱仪对46例住院待产的正常怀孕和妊高征患者的孕妇血液进行光声谱分析,结果表明:妊高征孕妇的血液的光声谱在光波波长630nm-650nm内出现特征峰。经概率统计与两者之间的差异性比较,P<0.01,随后的进一步研究表明该特征峰峰值随病情的发展而变化。