自激活自倍频Nd_xY_(1-x)Al_3(BO_3)_4复合功能晶体生长及光学特性

本文报导了自激活自倍频 Nd_xY_(1-x)Al_3(BO_3) _4复合功能晶体的生长,测量了该晶体的双折射率,计算了位相正配角和测定了该晶体的非线性系数。首次获得了该晶体从1. 06μm 到0. 53μm 受激发射和自倍频的激光运转。     

非线性光学晶体LBO位相匹配高功率绿光激光器

目的 对非线性光学晶体LBO的倍频属性以及影响倍频效率的各种因素进行理论分析与实验研究。方法 光与物质相互作用的耦合波方程和非线性光学晶体倍频时满足的相位匹配条件。结果 在激光二极管双端泵浦Nd：YVO4腔内倍频绿光激光器的实验中，对于两种不同匹配方式倍频的LBO晶体的倍频特性进行了研究。采用I-类角度位相匹配晶体倍频时，抽运光功率约为26W时，获得了最大输出为4．2W的稳定基模绿光，光．光转换效率达到18％；采用I-类非临界位相匹配晶体倍频时，抽运光功率约为28．9W时，获得了8W稳定的基模绿光输出，光．光转换效率达到31％。结论 通过对于LBO晶体倍频特性的理论分析与实验研究，使Nd：YVO4／LBO激光器获得了较高的输出功率和具有较高的转换效率。     

D—CDA晶体倍频器

D—CDA晶体属于负单轴晶,KDP系列,点群为42m,是一种优良的非线性光学晶体。根据负单轴晶的Ⅰ类和Ⅱ类位相匹配条件和光率体公式,可以分别得到二个位相匹配角度公式。但对于1.064μm的倍频过程,理论计算和实验测试都表明这种晶体在室温下不能实现Ⅱ类位相匹配。Ⅰ类位相匹配方式是o+o→e,匹配角度公式为:     

TGS类热释电晶体的红外光谱吸收率的研究

我们测量了TGS、DTGS 和ATGSP 等热释电晶体材料在10000—400cm~(-1)波数(1—25μm 波长)范围内完整的红外透射和反射光谱,从而得到在这一波段的光谱吸收率.一、实验方法将TGS、DTGS 和ATGSP 三种晶体沿解理面(垂直于极化轴b 轴)切片,通过研磨,抛光制成表面光洁,尺寸为8×8×0.1mm~3的单晶薄片。用Perkin-Elmer 983型红外分光光度计和岛津250型分光光度计分别测量了上述三种晶体样品在4000—400cm~(-1)叫波数(2.5—25μm 波长)范围和10000—4000cm~(-1)波数(1—2.5μm 波长)的红外反射与透射光谱.所有测量均在室温下进行。     

后向散射法研究非线性材料的相位匹配性能

本文根据Kurtz理论,针对粉末倍频测试非线性材料的相位匹配性能,提出通过适当扩大粉末样品的堆积厚度,使倍频信号全部后向散,采集倍频信号判断材料的相位匹配性能。利用这一方法分别对碘酸钾、钒酸铯和钒酸铷等几种粉末样品的非线性倍频效应进行了测试分析,结果表明,使用后向散射法所得的测试结果可靠、有效,而且操作简便。该方法切实可行,并且可推广应用到其他晶体非线性特性的测试研究。     

3种光学品体Ⅱ型相位匹配光参量放大特性的比较研究

分别利用Nd:YAG激光的倍频、三倍频和四倍频谐波脉冲为泵浦光源,对3种非线性光学晶体K2Al2O7(KABO),CsLiB6O10(CLBO),β-Ba<2O4(BBO)产生激光Ⅱ型非线性光参量放大相位匹配特性进行了理论计算和分析,讨论了共线以及非共线情况,计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度.计算结果对3种晶体用于Ⅱ型相位匹配光参量放大提供了理论依据.     

磁流体光子晶体微腔的磁场响应特性

提出了基于磁流体光子晶体的微腔,并对其形成过程进行了理论解释,进而研究了该微腔的传感特性,计算了其光透射特性.分析了薄膜厚度分别为6μm和0.94μm时磁流体光子晶体微腔的磁场响应特性.研究结果表明,随着外加磁场增加,这两种结构的光子晶体谐振峰中心波长分别蓝移了4.130μm和0.076μm;磁场响应的最大灵敏度分别为243 nm/m T和3.8 nm/m T.这种基于微腔的传感系统具有易调谐、制备简单,且灵敏度高等优点,为胶体光子晶体在传感领域的应用提供了新的思路.     

Nd:YCOB晶体的生长及其自倍频激光运转

采用提拉法生长了掺钕硼酸钙氧钇单晶,并测量了其吸收谱.根据其位相匹配曲线和有效非线性系数的计算,选定7个可能具有较大有效非线性系数的方向,加工了用于倍频的样品.经过比较,认为其中最好的倍频方向应为θ=64.5°,φ=35.5°,其deff为1.6 pm/V.以钛宝石激光器为泵浦源的自倍频激光实验,在该方向获得最大绿光输出为19.4 mW,转换效率3.7%,激光阈值仅为2 mW.利用染料激光器和闪光灯作泵浦源,也实现了这一晶体的自泵浦激光运转.     

零偏压下近红外集成单波长波导光探测器

提出了一种基于InGaAsP材料的零偏压单片集成波导光探测器。该器件单片集成了光子晶体(Photonic Crystals, PC)滤波器、锥形耦合器、零偏压波导光探测器(Wave-Guide Photodetector, WGPD)以及直波导,形成了一个平面微纳光信号接收子系统。集成的波导光探测器吸收峰值波长位于1.55μm处,光谱线宽仅1.6 nm。设计的波导光探测器在无外加偏压时具有良好性能,经优化,当其面积为4μm×15μm时其3 dB带宽达78 GHz@0 V,响应度为0.78 A/W。整个器件基于组分可调的InGaAsP材料,实现多功能器件的单片集成,具有高性能、小体积、低功耗、窄线宽等特性。     

用于外腔倍频激光的旋光滤波设计与分析

为了得到纯净的单色倍频光，依据石英晶体的旋光特性，利用石英晶体和起偏棱镜的组合，给出了一种用于将外腔倍频激光中的基频光去除的旋光滤波设计.石英晶体的厚度只要满足使倍频光与基频光的旋光角之差为π/2的奇数倍，就能滤除基频光而获取纯净的倍频光.利用Origin软件分析了石英晶体的厚度误差对滤光性能的影响，结果表明：厚度误差在±0.02 mm以内时，对滤波效果的影响可以忽略.     

Inspection of Complex Internal Surface Shape with Fiber-optic Sensor II: for Specular Tilted Surface Measurement

Complex surface shape measurement has been a focus topic in the CAD/CAM field. A popular method for measuring dimensional information is using a 3D coordinate measuring machine (CMM)with a touch trigger probe. The measurement set up with CMM, however, is a time consuming task and the accuracy of the measurement deteriorates as the speed of measurement increase. Non-contact measurement is favored since high speed measurement can be achieved and problems with vibration and friction can be eliminated. Although much research has been conducted in non-contact measurement using image capturing and processing schemes, accuracy is poor and measurement is limited. Some optical technologies developed provide a good accuracy but the dynamic range and versatility is very limited. A novel fiber-optic sensor used for the inspection of complex internal contours is presented in this paper, which is able to measure a surface shape in a non-contact manner with high accuracy and high speed, and is compact and flexible to be incorporated into a CMM. Modulation functions for tilted surface shape measurement, based on the Gaussian distribution of the emitting beam from single-mode fiber (SMF), were derived for specular reflection. The feasibility of the proposed measurement principle was verified by simulations.     

影响实用化实时测温系统测温精度的若干因素

在介绍一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪的基础上,着重讨论了反射辐射、探测器本身的辐射与环境温度、光路中选择性吸收气体的光谱吸收及除此之外的其他诸种因素对系统测温精度的影响,并提出了相应的抑制措施.     

一种改进的生物医用同轴探头的实验研究

在生物电磁学实验研究中,探头的结构对于生物组织介电特性信息的获取至关重要．作者比较了终端开口同轴探头和圆形微带贴片探头的结构,并在纯水和1％盐溶液中分别测量了以上两种探头的扫频特性和场透入深度,实验表明,圆形微带贴片探头灵敏度和场透入深度优于改进前的终端开口的同轴探头,并有效降低了测量中的反射系数．     

对硝基苯胺类化合物的倍频性能研究

本文基于有机非线性光学材料的分子工程原理,就对硝基苯胺类衍生物进行了倍频性能的研究,合成了同一系列的十个化合物,并测定了它们的粉末SHG效应,发现其中三个化合物(MNA、MNMA和CNA)具有较大的倍频效率,颇有发展前途。     

与人体接触波导探头微波反射特性的 FDTD 分析

采用ＦＤＴＤ法分析开口矩形波导探头直接与人体表层接触时的微波反射特性及皮下肿瘤的存在对其反射特性的影响。人体组织采用简化的双层模型，由外皮肤层和半无限大脂肪层组成，脂肪层中的肿瘤则近似看成球状物。鉴于肿瘤组织和正常组织介电特性的差异性，皮下组织介电特性的变化可以通过测量反射系数反映出来。分析了肿瘤大小和深浅对探头反射系数灵敏度的影响。数值结果表明，反射系数对肿瘤的存在是非常敏感的，据其可以确定肿瘤存在的位置。该方法可应用于皮下肿瘤尤其是乳腺癌的普查和早期诊断。     

一些有机染料和中间体的SHG效应

采用固体粉末方法，测试了苯系偶氮、嘧啶、吡啶酮、四氢喹啉甲川型染料，以及中间体共６２个有机分子的ＳＨＧ效应，发现其中１４个品种具有ＳＨＧ活性。考察了影响ＳＨＧ效应的有关因素，发现电子效应基本一致的硝基和氰基取代染料，呈现出完全不同的ＳＨＧ性质。说明电子效应并不是影响有机分子ＳＨＧ活性的唯一因素，ＰＰＰ－ＭＯ理论计算结果也证实了这点。     

光纤探头式测色系统设计

在单色仪的色度测量中,为减少光源对物体直接照射所受外界的干扰,将光纤探头作为光能的收集与传输部件引入测色系统中.该系统利用高压汞灯作光源测试特征波长,系统的测色波长误差小于0.3 nm(国际对测色波长误差要求小于0.5 nm).实验结果表明,这种测色系统波长精度高,并有良好的重复性.由于光纤对光谱的非线性衰减的影响而使颜色的测量产生畸变,通过光纤输出端光场的场强分布函数使色度测量得到校正.为了分析系统的测色效果,通过对标准色卡的颜色测定,并与标准值相比较,结果表明,色坐标误差指标小于0.01.本系统可用于颜色检测的实际应用中.     

干涉型光纤水听器PGC解调方案的研究

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传送至信号处理系统提取声信号信息．针对干涉型光纤水听器PGC解调方案作了研究，并通过模数混合的PGC解调完成了对声信号的检测．     

基于多路开口同轴探头的介电常数测试系统开发

本文提出并开发了一种基于多路开口同轴探头的介电常数测试系统,利用射频多路开关实现多探头分时工作,获取多路反射系数并对其进行补偿,基于准静态模型反演得到介电常数,首次利用开口同轴探头法实现了介电常数的空间多点测量;然后通过测量已知介电常数的液体,对照液体介电常数理论值进行误差分析,验证了该系统的准确性;最后使用该系统对非均匀含水石英砂进行测量,获得了空间多点的介电常数分布,进一步结合介电混合定律反演得到了空间多点石英砂中水体积分数。结果显示：该系统获得的介电常数反演值与理论值吻合度高,误差分析表明该系统精度优于现有主流的单探头商业测试系统,利用该测试系统可实现对非均匀介质介电常数空间多点分布的精确测量,且测量精度高、可靠性好,扩展了开口同轴探头法在非均匀介质测量中的适用范围,对非均匀介质的微波介电特性研究具有重要科学及工程意义。