向列相液晶中相位光栅光束耦合特性

为了研究向列相液晶中相位光栅光束耦合特性,从理论上分析了相位光栅的光束耦合和衍射规律,采用掺杂C60垂直排列的向列相液晶(5CB),厚度为20μm的样品,进行二波耦合(TBC)实验,研究动态衍射和光束放大特性。结果表明:相位光栅的衍射强度分布呈现明显不对称。根据取向光折变效应表面电荷调制机制和电场作用下的Carr-Helfrich效应对此现象给出定性解释,认为非对称光强分布来自于样品中产生的非对称相位光栅。液晶中非正弦调制的空间电荷场产生了非对称相位光栅。     

光折变铌酸锂晶体电光、压电效应研究

该文讨论了在外加电场与晶体光轴方向有一定夹角β时光折变铌酸锂晶体的电光和压电效应．并在此基础上研究了光栅衍射效率为0时,外加电场与夹角β和光束偏振之间的关系,从而达到探求最小外加电场实现光开关功能．     

三能级Λ型原子系统中边频对相位调制光栅的影响

利用原子相干与干涉效应研究了三能级∧型原子系统中边频对相位调制电磁感应光栅的影响。结果表明由于边频相干,该结构中电磁感应透明窗口从一个拓展到多个。调节合适的边频强度,分析吸收色散性质,利用边频相干效应,相位衍射光栅强度尤其是一阶衍射得到增强。该系统内合适的探测场失谐、边频与中心频率之间的频差、相互作用长度也对相位调制光栅效率起到增强作用。该研究对于发展新颖的量子信息光学、量子网络及光学成像等方面的器件有着潜在的应用。     

光栅的汇合光谱特性与双光栅成象效应

报道了光栅的一个未被人们关注的特性—— 汇合光谱特性, 以及基于该特性得到的特别效应—— 双光栅衍射成象效应. 光栅的汇合光谱特性指的是光栅具有的把按光谱排列的各光束汇合在一起的功能, 而双光栅衍射成象是物光波经过了光栅的色散与汇合光谱的作用后形成的物体虚象. 给出了汇合光谱需满足的条件, 并给出了双光栅成象中两光栅的空间频率、放置方位及衍射光的级数之间的关系方程.     

飞秒脉冲通过体全息光栅弱耦合衍射特性分析

由Kogelnik单色衍射效率公式推导出了飞秒激光脉冲光在弱耦合情况下的衍射效率频谱,分析了飞秒激光脉冲通过体全息光栅弱耦合衍射特性。衍射光的频谱分布与读出飞秒脉冲的宽度Δτ、体全息光栅的周期Λ,厚度d以及晶体折射率调制度Δn0有密切关系。通过控制光栅的写入和读出过程,选择适当的参量数值,可以得到不同衍射强度和不同频率成分的衍射光。对于研究飞秒脉冲光通过光折变光栅传播特性以及飞秒超短脉冲用于光学信息处理有应用意义。     

用移相二次曝光法制作闪耀全息光栅

本文提出了利用移相的双光束二次曝光和利用照相乳剂的非线性效应制作全息闪耀光栅的理论。用这种较为简便的方法,得到了更接近非对称锯齿形的光栅线槽,有超过0.5的闪耀效率。本文还给出了初步实验结果。     

动态自陷微微秒脉冲的束径时间分布和脉冲时间压缩

利用具有弛豫效应的非线性介质中的光束传输方程,分析超距脉冲的动态自陷,得出准稳态超短脉冲的束径时间分布。利用束径分布特性,在传输光轴上设置小孔,可有效进行脉冲压缩。并对适当的光束参数进行定量压缩比计算。     

基于Kerr非线性实现电磁感应光栅

本文研究驻波场相干驱动具有自发辐射四能级原子系统,在该原子系统中利用巨Kerr非线性实现电磁感应光栅.当自发辐射效应存在时,Kerr非线性能够提高同时伴随零线性吸收.因此,在驻波场的相干作用下,当耦合场失谐为共振时,能够获得一个纯的吸收光栅即探测场零级衍射最强.然而,在驻波场作用下,当耦合场失谐是非共振时,能够实现一个纯的相位光栅即探测场能被衍射到一级和二级方向.     

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。     

光栅衍射中双光栅法消除缺级现象研究

分析光栅衍射光谱中的缺级现象对光栅衍射实验的影响,讨论了光束正入射和斜入射时衍射条纹的宽度和位置问题,提出了利用两个平行放置的光栅来消除缺级的可行性．     

非线性导波光栅耦合

讨论了存在三阶非线性克尔效应的波导中光栅耦合区导波所满足的耦合模方程以及解析解，分析非线性效应及光栅辐射衰减两因素对导波场分布、光栅耦合效率和非线性位相等的作用．据此提出非线性耦合光栅的设计特点．     

基于严格耦合波理论的新型耦合光栅分析

针对波导全息平视器中一种新型的耦合光栅结构,基于严格耦合波理论数值分析了其衍射特性,同时对光栅的工艺容差进行了分析,计算了膜厚、槽深、周期与入射波长对耦合效率的影响.该光栅以波导板中内嵌的闪耀光栅锯齿面作基底,镀高折射率的膜层后,覆盖锯齿状的金属膜层.计算结果表明:对于波长532,nm的TE偏振光,空气中0°入射的一级衍射效率可大于90%;当空气中入射光的纵向角在[-8°,12°]、横向角在[-15°,15°]内变化时,一级衍射效率可大于82%且保持平稳.该光栅可在波导全息平视器中,对大视场成像光束进行均匀、高效的耦合.     

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.     

连续强激光稳态热晕效应的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,研究了强激光在大气传输过程中产生的稳态热晕效应.计算和分析了有风时稳态热晕效应对轴上光强以及远场能量分布的影响.结果表明,Nc越大,热晕效应越明显;在线性衰减、由横向风引起的散焦和扩散以及自聚焦的补偿的作用下,光束在垂直于风的方向上显著地扩展并聚焦;若不考虑衍射效应,准直光束在风的方向上聚焦,光斑横向尺寸扩展,且光斑分布呈月牙形.     

超短脉冲通过体全息光栅强耦合衍射特性的研究

推导出了衍射飞秒脉冲光在强耦合情况下的衍射效率频谱。由数值模拟的结果发现，衍射光的频谱分布与读出飞秒脉冲光的脉冲宽度△π、体全息光栅的周期∧，厚度d以及晶体折射率调制△n0。有密切关系。通过控制光栅的写入和读出过程，选择适当的参量数值，可以得到不同衍射强度和不同频率成分的衍射光。     

光致聚合材料收缩对谱面全息存储的影响

为了分析光致聚合材料记录的谱面全息图在再现过程中发生"擦除"现象,将谱面全息图看作由不同角谱的物光与参考光在光致聚合材料内形成的不同倾斜角度的光栅总和.使用二波耦合理论分析全息图像再现时,由于光致聚合材料发生形体收缩,不同倾斜程度的光栅发生不同程度的变形,产生不同程度的布拉格失配带来的衍射效率变化.理论分析表明,材料收缩越严重,全息图再现质量越差.实验证明了理论分析的正确性,并表明使用无收缩光致聚合材料可以消除这种"擦除"现象.     

恒定光栅衍射理论的研究

光折变效应是近年来出现在非线性领域里的一个新课题。本文通过对恒定光栅衍射理论的研究,提出了提高光折变晶体稳态相位栅衍射效率的三种途径。     

掺杂染料的液晶层内空间电荷场及光折变研究

对液晶层内的空间电荷场,光折变效应进行了较详细的理论研究．提出光折变效应主要同掺杂的杂质离子产生的光电荷感生空间电荷场有关．在掺杂染料的液晶中观察了光束的自衍射和双光束耦合等现象．分析了实验现象,提出和发展了新的理论模型．实验中得到结果同理论结果符合得较好．     

非周期高透射亚波长会聚光栅的研究

亚波长光栅作为一种新颖的光学器件可以实现光束的偏转、功分、会聚、偏振分束等功能.针对空间光的耦合以及微型激光器输出光的束型需求,本文提出了一种具有透射光束会聚效果的一维亚波长光栅,通过对亚波长光栅的结构设计,控制亚波长光栅的波前相位使得亚波长光栅具有高的透射率,以实现透射光束的会聚效果.利用有限元分析法(FEM)对设计的一维非周期亚波长会聚光栅数值进行仿真,结果表明:仿真焦距在10μm处的光束会聚的透射光栅,仿真得到的实际焦距fx为7.715μm,透射率为81.8%.因此,利用有限元法设计的非周期光栅对发散光束具有优异的会聚效果,有望在光通信器件的集成以及空间光耦合领域得到重要应用.     

用衍射方法确定平顶光学涡旋拓扑荷数

使用一种中心对称的正方形振幅光栅,分别计算了不同拓扑荷数的平顶涡旋光束经过不同空间频率的正方形振幅光栅后的夫琅和费衍射光场.结果表明,平顶涡旋光束经正方形振幅光栅后在远场的光强分布为亮斑阵列;选择合适的空间频率,即可以得到任何拓扑荷数的清晰的衍射图样;当拓扑荷数≥2时,衍射光强图样外围亮斑的个数为入射涡旋光束拓扑荷数的2倍.用此种衍射方法可以方便地测量入射光学涡旋的拓扑荷数.