气体受激光发射器的波型分离

关于气体受激光发射器的单波型振荡的输出花样,已有过详细的理论分析和一些实验观察。本文报导我们分离单波型的方法,及对单波型振荡输出花样的观察结果。若对圆形孔谐振腔和方形孔谐振腔分别采用圆柱座标(r,ф,z)和直角座标(x,y,z),且z轴都与谐振腔的轴线重合,则单波型花样在腔端面处的振幅分别为: 圆形孔谐振腔(非共焦球面腔):     

光学微瓶谐振腔传感器研究进展

作为光学微腔的一类，回音壁模式微瓶谐振腔可将光限制在极小三维区域振荡，具有高品质因子和低模式体积的特点。此外，其天然的中空通道可与微流控技术相结合，是实现光流传感器的重要平台。文章首先概述微瓶谐振腔的发展历程；然后简述微瓶谐振腔的传感机理，包括模式漂移、模式劈裂和模式展宽；接着对微瓶谐振腔理论模型和制备工艺进行介绍；随后着重阐述空心微瓶谐振腔的传感应用，包括温度传感、压力及超声波传感、生化传感、气体传感、磁场传感、液体属性传感、水凝胶相位传感等；最后对微瓶谐振腔的传感应用进行总结和展望。     

卷曲型氧化物微纳米管的发展和应用

通过纳米膜自卷曲技术制备而成的微纳米管因其简便的制备方法、优秀的物理化学性能而在材料科学、化学、生物学等领域有广阔的应用前景.凭借其良好的稳定性、晶体结构特性、光学特性以及某些氧化物独特的半导体特性、磁学及电学特性,氧化物已成为卷曲型微纳米管的一大组成材料.本文详细介绍了自卷曲氧化物微纳米管的形成原理和制备方法,并综述了近年来关于卷曲型氧化物微纳米管在光学谐振腔、传感器、细胞研究、锂电池正电极、自驱动引擎等方面的研究成果.     

光频谱振腔的结构和波型限制

对光频区的电磁波而言,由于波长远小于腔的线度,光在腔内的传播和分布可用几何光学和物理光学的方法来决定,并可用适当的光學技术来改变它。这就使在大尺寸的諧振腔内有可能只容許单个状态的光振蕩,亦即可能构成大尺寸而又是单波型的腔。一、波型分类和双反射面腔的波型数     

有限孔径相位共轭腔中的横模

近十年来不少作者对相位共轭反射镜(PCM)和相位共轭光学谐振腔(PCR)感兴趣,认为它们可用于提高激光器的质量。我们知道,普通谐振腔激光器输出激光束的场结构、发散角、频谱等性质,和激光束场结构、功率、频谱的稳定性,以至激光器的效率等,都依赖于腔中横糢的性质。但是人们对PCR中横模性质的了解却至今还是十分缺乏的。不少作者在研究中     

自适应光学技术

动态光学波前误差是困扰光学界几百年的老问题,自适应光学技术提供了解决这一难题的途径。自适应光学通过对动态波前误差的实时探测—控制—校正,使光学系统能够自动克服外界扰动,保持系统良好性能。本文在说明自适应光学技术的基本原理后,介绍由中国科学院光电技术研究所研制的三套自适应光学系统及其使用结果:1.2m望远镜天体目标自适应光学系统,“神光I”激光核聚变波前校正系统和人眼视网膜高分辨力成像系统。     

激发态分子的简并的四波混频

引言 用简并的四波混频技术可以方便地测量透明介质的三阶非线性光学极化率。对于处于基态状态下的介质,其非线性特性是比较清楚的,然而,人们对处于激发态的介质的非线性光学特性了解得很少。当介质对入射光波有吸收时,有一部分粒子被激发到高能态,在简并的四波混频中,常常利用这种共振增强效应来增大三阶非线性光学极化率,但此时只是研究在激发     

光学孤子与孤子激光器

所谓“光学孤子”(optical solitons),是指光纤中传输的,满足一定条件的非线性光波波包脉冲。与KdY方程描述的浅水孤子波不太相同,光学孤子属于一般称为波包孤子的一类。 光学孤子由非线性Schrdinger(NLS)方程     

红宝石光量子放大器工作参数对受激发射输出能的影响

我们试验了红宝石光量子放大器若干工作参数对输出能的影响。这些工作参数是:(1)电容量;(2)介质膜透过率;(3)宝石棒的光学质量;(4)氙灯输入能;(5)谐振腔的调整。通过这些试验,获得了输出1焦耳受激发射的结果,确定了进一步增大输出能的途径是降低操作温度,增大宝石棒尺寸。在这基础上获得了10焦耳输出的结果。     

热波显微镜及其应用

热波显微镜是一种比较先进的探微仪器,它能探测到一些其他光学、声学和电子显微镜所不能探测的秘密。它在材料科学、集成电路、光学薄膜、无损检测等方面有很大的应用前景。《热波显微镜及其应用》一文对此作了概述。     

基于NPLS 技术的气动光学畸变测量方法与应用

现有的气动光学畸变测量方法, 存在时空分辨率不高、受环境和积分效应影响等问题. 本文提出了一种新的超声速流场气动光学畸变测量方法, 基于自主开发的超声速密度场测量方法, 借助光线追迹法测量超声速流场某一截面对应的气动光学畸变. 与其他测量方法相比, 该方法有3 个显著的优点: (1) 高时空分辨率, 时间分辨率为6 ns, 空间分辨率最高可达微米量级; (2) 可避免传统方法的积分效应, 对感兴趣的局部流场进行研究; (3) 可避免风洞实验段壁面边界层和环境扰动等因素的影响. 采用该方法, 对超声速光学头罩流场的气动光学畸变进行了测量研究. 高时空分辨率的测量结果揭示了精细的波前畸变信息; 对局部流场的研究结果表明, 激波、膨胀波和湍流边界层对气动光学畸变有不同程度的影响; 测量范围的可控性, 使得测量结果免受风洞壁面边界层和环境等因素的影响.     

含偶氮苯侧基聚酯膜的光学相位共轭特性

光学相位共轭(OPC)是一种采用非线性光学效应使光波场对时间进行精确反演的技术,可应用于实时适应光学、实时全息、光计算、光刻和非线性光谱学等领域。在三阶非线性光学过程中一般用简并四波混频(DFWM)来产生,这要求介质具有较大的三阶非线性光学系数。一些有机染料分子因饱和吸收和较长寿命的光诱致中间过渡态,在固溶体或溶液中往往能表现出很高的三阶非线性系数,可满足低功率激光在DFWM中产生OPC的要求。例如偶氮苯染料和液晶染料等。因此,近年来以染料掺杂的聚合物薄膜的OPC特性的研究已引起关注。     

基于BOS的气动光学波前测量技术研究及其应用

平行光束在变折射率流场中传输时, 会偏离其原来的传播方向, 同时产生波前畸变. 根据Malus 定律, 若能测得平行光束透过流场后的偏折角, 就可得到波前畸变的空间梯度, 进而采用波前重构算法计算波前畸变的空间分布. 背景导向纹影技术(background oriented schlieren, BOS)的两个特性为测量波前畸变提供了有利条件: BOS 技术通过测量参考背景图像和实验背景图像之间的相对位移, 可对光束通过流场后的偏折角进行定量测量; 在纹影模式的BOS 系统中, 只有垂直于背景图像的平行光线才能入射到相机, 便于研究平面光波透过流场后的波前畸变. 有鉴于此, 本文基于纹影模式的BOS 系统, 构建了波前畸变的空间梯度和背景图像位移的定量关系, 并选用Southwell 波前重构算法, 开发了一种测量气动光学波前畸变的新方法——基于BOS 的波前测量技术(BOS-based wavefront technique, BOS-WT). 本文构建的一套BOS-WT 系统, 其时间分辨率高达6 ns, 时间相关分辨率最高可达0.2 μs, 能够对波前的瞬态分布进行时间相关的定量测量,而且设备简单、易于操作. 采用该系统, 研究了超声速混合层的气动光学性能, 测得了时间间隔5 μs 的瞬态波前分布; 测量结果不仅再现了平面光波通过超声速混合层后波前的瞬态分布, 而且对比两个时刻的测量结果, 可观察波前随时间的演化规律.     

腔内全耦合出净二次谐波的激光器

一般低损耗激光谐振腔内的光强度(单位面积的单程功率)是腔外光强的(1-R)~(-1)倍,R是输出反射镜的反射率。所以为了充分利用基波功率产生光学二次谐波,采用腔内产生二次谐波的方案是最有成效的。典型的腔内产生二次谐波的方案是同轴式的,其中Geusic等人的工作是最有成效和有代表性的,他们报道了使用自孔径选模和装在腔内的Ba_2Na(NbO_3)_5     

采用调幅聚焦超声定位和快速Fourier变换的光学层析方法

演示了一种对强散射介质的光学层析新方法,将一个10kHz的正弦波作为探测波,通过幅度调制加载在1MHz的超声波上,并将超声波聚焦用于定全生物组织内的散射光子,从焦点发出的带有调制信息的散射光信号由探测器接收并用实时快速Fourier变换解调,该方法可用于对具有不同光学参数的生物组织结构进行了超声定位光学层析,改善信噪比,提高检测精度和成像速度,通过探测和分离超声调制的散射光信息,实现了采用调幅超声定位的模拟生物组织中隐含物的光学层析图像,探测深度达到30min。     

光学纤维的未来

近几年来,光学纤维的研制工作进展非常迅速,光学纤维中,以白聚焦型(折射率呈连续分布)光学纤维为例,日本在1968年就研制出了商品名为“SE-LFOC”一种众所周知的光学纤维。这种光学纤维以多组份玻璃为原料,光的传输损耗可达10分贝/公里以下,包层型(折射率不连续分布)光学纤维的研制起步虽很早。1970年,用添加TiO_2的石英玻璃作纤芯,首先在美国制成,随后在日本也加紧进行了研究。1972年,用含B_2O_3的高硅氧玻璃作包层,制成了石英玻璃为纤芯的光学纤维(ETLOF-1),为以后研制低损耗光学纤维开创良好的开端。1973年又进一步开始研制用塑料(聚合物)作包层、石英玻     

考虑多次反射和模式转换的电子迴旋共振加热的射线追踪研究

在国外一些小装置(我们定义等离子体光学厚度小于1的装置为小装置)上所进行的电子回旋共振加热实验表明,根据光学厚度估算出的能量吸收率比实验测量求得的能量吸收率低一倍以上。本工作就是基于波在等离子体中的实际路径(射线追踪)来计算其吸收过程,模拟了天线的辐射花样,考虑了波多次反射和模式转换的影响,试图解释实验结果。     

超代数处理三波相互作用模型

一、介绍 三波相互作用模型在等离子体物理和非线性光学中占有相当重要的位置。它的经典情形和量子情形曾被许多作者研究过。如文献[4]所展示的,量子模型与Lee模型有关。在本文中,我们将用Grassmann代数和反散射方法讨论含有一个C数波场和两个Grassmann场的经典三波相互作用模型。我们证实了该模型是完全可积的并且具有无穷多个     

可积的非线性方程严格孤子解的存在性(Ⅰ)——反散射可积系统

一、引言与结果 非线性波动中的孤子现象日益受到物理学家和数学家的重视,并在高能物理、等离子体物理、非线性光学等领域中,解释和揭示了许多物理现象,获得了广泛的应用,所谓的严格孤子是指具有下面二种性质的非线性波动:(1)空间有限的非色散波,即在传播中保持波形、速度不变的孤立波(这往往就被人们称为孤子);(2)这样的孤立波在非线性相互作用——“碰撞”之后     

圆柱形共振腔中存在人工孔隙岩样的共振声谱实验测量

在以前共振声谱实验工作基础上, 对 10 块中高孔隙度(22%~30%)的饱和人工岩样分别在圆柱形共振腔体形成的低阶模式共振声谱进行了实验测量, 并研究了岩心孔隙度对共振声谱的影响. 实验结果表明, 岩样位置由谐振腔顶部变化到中部, 共振频率逐渐增大, 共振幅度逐渐降低. 在谐振腔中部, 共振频率增至到最大而共振幅度减至最小; 随着孔隙度增加, 共振频率降低, 共振幅度减小, 衰减增大.另外, 利用体积平均模型, 对圆柱形谐振腔中具有岩石样品的共振频率进行了理论分析和数值模拟, 理论结果表明, 随着岩样位置由谐振腔的顶部变化到中部, 共振频率逐渐增大且在中部时最大; 岩样孔隙对共振频率有影响, 在谐振腔中部共振频率随着孔隙度的增大而减少. 以上结论已被理论和实验结果所证实. 为利用低阶模式共振声谱法检测岩石样品的孔隙和裂缝特征提供了理论和实验依据.