LiNbO3：Fe晶体中产生空间谐波的数学描述

用干涉法在LiNbO3:Fe晶体中写入光子晶格的过程中,发现有一维干涉条纹一分为二、二维干涉点阵一分为四的分裂现象.从数学上对这种分裂现象进行了定量描述,首先由入射光场得到写入光栅的透射率函数,然后由入射光场和透射率函数的乘积导出晶体的出射光强,根据出射光强的表达式分析了空间谐波的产生过程,证明了利用光折变效应可以构造倍频光子晶格.     

自散焦晶体中空间二次谐波的产生机理

在掺Fe浓度为0.025%,厚度为1.06mm的自散焦LiNbO3∶Fe晶体中发现了阵列光束与写入晶格相互作用,表现为双光束、3光束、4光束和6光束全部发生光斑分裂.通过对一维和二维光子晶体的二次谐波现象的理论计算,证明了空间二次谐波是产生光斑分裂的原因,并且发现满足相位匹配条件能够提高二次谐波的产生效率.     

体光折变栅的高阶衍射

本文探讨了在光折变晶体写入体相位栅产生高阶衍射的物理机制，在光栅的写入过程中，振幅和位相耦合分别引起光栅振幅和位相的不均匀，这两种不均匀性导致光栅波矢的附加横向分量，后者可有效地补偿高阶衍射的波矢失配，同时一旦高阶衍射在晶体表面出现，具有高增益值的光折变值晶体通过多波耦合将保证它随传播距离增长，这是在光折变晶体中形成高阶衍射光束的重要原因。     

LiNbO3:Fe晶体中双光束耦合衍射效率的研究

对两束相干光写入稳态相位栅的衍射效率进行数值模拟,发现在某一角度范围内衍射效率有一最大值存在.测定了双光束耦合时不同入射角度光子晶格的衍射效率,实验曲线表明,衍射效率随写入角度(光子晶格周期)的变化也有极大值存在,并且与数值模拟所对应的角度是吻合的.由于衍射效率与写入的光子晶格的折射率调制度Δn成线性关系,因而证实了不同写入角度的光子晶格有不同的折射率调制度,并有极大值存在.     

光诱导平面波导阵列的参数对光波离散动力学行为的影响

空间频率模式的光子带隙反映了光波在周期性结构中的衍射特性．以光折变非线性波传输方程为基础,研究了光折变晶体中光诱导平面波导阵列的光子带隙结构以及其中的Bloch波模式和光波传输特性．详细讨论了光子带隙与光波衍射的关系,并分析了光诱导平面波导阵列的结构参数对光子带隙结构、Bloch波模式以及光波线性传输行为的影响．结果表明：光波在平面波导阵列中的线性传输行为与反映光子带隙结构的衍射关系密切相关,通过改变入射条件可以激发出各阶通带的传输模式．随着阵列写入光强度或波导阵列周期的增大,光子带隙会变宽,并且Bloch波的能量逐渐向高折射率区集中．光子带隙的增宽会导致相邻通带的传输模式在Bragg角度附近发生分离和突变．另外,由于饱和效应的存在,光强的影响会随光强的增大而趋于平稳．     

光折变晶体KNbO_3温度效应研究

以光折变效应的带输运模型为基础，研究了高陷阱密度下温度与光折变晶体折射率指数及稳态体相位栅衍射效率之间的关系；分析铌酸钾（ＫＮｂＯ３）晶体的温度特性，给出了相应的Δｎ－Ｔ曲线和η－Ｔ曲线．结果表明，增高光折变晶体的温度，不仅可以增大晶体的折射率指数，同时也是提高稳态体相位栅衍射效率的一条有效途径     

基于直接数字频率合成的变频条纹生成方法

针对时间相位重建算法存在的实时性差的缺点，提出了一种可以快速生成并获取二维编码条纹图的方法．该方法利用直接数字合成器驱动的声光偏转器使2束相干光分别发生布喇格衍射，2束衍射光相交后发生干涉，获得干涉条纹．通过调节直接数字合成器的频率控制字改变干涉条纹的空间频率．依据该原理建立的系统可以完成变频条纹图的实时投影与采集，对采集到的变频条纹图进行处理后可以获得物体的三维数字像．实验表明每幅条纹图的投影及采集用时10ms左右，该投影及采集装置可以应用于实时性要求高的三维传感系统中．     

掺铁铌酸锂晶体中三维光子晶格的诱导及结构分析

笔者描述了一种使用振幅掩膜在自散焦光折变晶体掺铁铌酸锂中制作光诱导三维光子晶格的实验方法,并提供平面导波、布里渊区潜、远场衍射图样三种方式对晶格结构进行分析．此外,笔者对光强极弱的会聚光束在晶格中的传播行为进行研究并得到独特的衍射图样．这对二维微结构的制作与光在接中传播特性的研究是非常有意义的．     

光折变晶体中由2k反射光栅形成自泵浦相位共轭

本文给出在光折变晶体中通过受激二波混频形成自泵浦相位共轭的一种理论,在适当条件下,二波混频的耦合波方程可化为相位共轭光学中的一对耦合模方程,对于折射率光栅与条纹之间具有任意相移的光折变2k光栅,其反射的背向散射波的解是入射泵浦光的相位共轭波,产生自泵浦相位共轭的条件是背向波能最有效地吸取入射光束的功率,以至于背向散射光的强度处处等于人射光的光强;背向散射的种波应超过一定的阈值。     

大调制度下运动干涉条纹光折变记录技术

大调制度下运动干涉条纹光折变记录技术周忠祥冯玉文孙秀冬李焱姜永远许克彬（哈尔滨工业大学应用物理系１５０００６）光折变折射率相位光栅记录一般分为两种类型：一种是无外场或外场恒定时对固定干涉条纹进行记录。在恒定外场作用下，空间电荷场及其所产生的折射率相位...     

基于MATLAB的杨氏双缝干涉实验模拟

根据光的双缝干涉实验理论,利用MATLAB编写程序对双缝干涉实验进行模拟,绘制出双缝干涉的图样和光强分布曲线,并且同步计算出相应的条纹间距和对比度,直观地展现了单色光的双缝干涉这一物理现象,实验结果与实际计算结果一致,为双缝干涉的理论与实验提供了有效的支持.     

提高光栅投影测量精度的相移精确测量法

在光栅投影测量的相位计算中，采用Gray编码和相移相结合的方法，并针对当前光栅投影测量中相位计算精度不高的问题，提出一种新的相移方法．与传统相移方法相比，该方法采用新的投影光栅光强函数．考虑到光栅投影测量中可能出现的标定误差、投影光非正弦模式以及其他干扰因素，在该函数中加入对这些干扰的纠正值，从而减少由这些干扰产生的不利影响，进一步提高投影光栅和对象测量的精度．通过对邻近点插值获得的投影光栅，条纹精度可以达到亚像素级．对实际测量获得的投影光栅图像的处理实验，证明了该方法的可行性和先进性．     

基于MATLAB的迈克尔逊干涉仪干涉视频处理

在关于迈克尔逊干涉仪的实验中,通常需要观察大量的干涉条纹吞吐变化以进行下一步的计算,使用CCD采集到条纹变化视频信息后,需要进一步处理以得到条纹吞吐量.基于MATLAB的图像处理功能,使用圆心搜索算法等方法完成了条纹吞吐量的自动识别.解决了迈克尔逊干涉仪条纹变化观察困难的问题,实现了计数自动化,在教学科研领域均有一定的实用价值.     

非线性光子晶格的制作及光传输现象研究

采用数值和实验方法研究了非线性光子晶格图样的形成规律及光传输现象。采用光束传输法(BPM)模拟研究光波在由干涉图样及非线性作用下形成的光子晶格中的导光现象。通过多光束干涉观察了干涉图样,并由此制作了光子晶格。研究结果为利用非线性效应制作周期性光子晶格和准周期性光子晶格,并以此实现导光功能提供了新的思路和方法。     

对杨氏双缝干涉条纹移动问题的进一步探讨

目前教材中对干涉条纹移动问题讨论的大多是光线垂直入射时的情况,对光线斜入射的情况讨论极少。本文通过杨氏干涉实验中,光线斜入射时对狭缝前（或后）盖介质片等几种情况下,屏上干涉条纹移动的原因和方式进行分析,寻求条纹移动的规律,并与正入射时得出的结论进行对比,得出总体的规律,找到一种快速、简便处理条纹移动问题的途径。     

余弦拟合消除相移误差在显微数字全息术中的应用

分析了在常用的四步相移中相移误差对相位重构造成的误差,给出了相移误差与相位重构误差的关系式,提出了通过干涉条纹的拟合来计算相移误差的方法,并将该方法应用于数字显微全息术测量细胞相位的实验中,得到了比较理想的细胞三维形貌.与不进行修正的结果相比较,发现相移误差造成的周期性相位重构误差,在使用后被明显地减少了,表明此方法是有效的.考虑到大多数全息图的干涉条纹比较容易识别,而且比较规则,因此该方法有比较好的通用性.     

一种基于条纹密度和方向的干涉条纹图滤波方法

光学干涉测量技术是以激光技术、视频技术、计算机图像处理技术相结合的一种现代测量技术。针对传统的图像滤波算法和经典的偏微分方程滤波存在的问题,将偏微分方程应用于干涉条纹图像滤波中,以条纹图光强导数为零的方向为条纹方向,并用条纹灰度在法向上的变化量来估计条纹密度;然后结合条纹的方向性和条纹疏密性对现有的偏微分方程滤波模型进行了改进。最后对实验结果进行了定性和定量分析,表明改进后的模型可以更有效地对光干涉图像进行滤波处理。     

基于光纤的矢量和微波光子移相器研究

针对相控阵天线中几种微波光子移相器的实现方法进行了分析比较,重点对基于光纤的微波光子移相器原理进行研究,并在此基础上设计了实现方案,通过引入光可调定向耦合器和保偏光纤,降低了移相器的复杂性和相干干涉损耗,增强了移相器的可控性。并对光纤精度控制进行了分析,最后给出了基于4路保偏光纤的0°-360°移相器方案。该方案易于实现且有一定的新颖性。     

光学传感三维面形的测量方法探索

用投影式相移技术对被测面条纹进行计算机相移法的自动处理,设计实验光路,对被测面条纹进行图像采集,通过标定以及软件处理进行三维重建,可以观察到图像的三维结构,着力培养大学生的在实验中遇到问题的解决能力,对培养大学生创新实践能力具有重要意义。