2维光栅绒面结构提高太阳电池中光利用率的物理机理分析

2维光栅结构可提高太阳电池对入射光的利用率.采用时域有限差分方法模拟研究了2维光栅高度和周期等结构参数对光衍射角度和衍射效率影响,分析了光衍射角度和衍射效率随入射光波长的变化规律.     

体全息存储技术的研究

为优化球面参考光体全息存储技术,从理论上推导了球面参考光体全息存储的衍射效率与光路参数之间的关系,讨论了球面波参考光各种参数对体全息存储容量的影响。     

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。     

傅里叶变换的无透镜光学实现

用发散球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实验物体的傅里叶变换；用汇聚球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实现物体的逆傅里叶变换，提供了一种无透镜傅里叶变换模式，对光学信息处理具有实用价值。计算机模拟结果验证了理论的可靠与可行。     

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.     

Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示

基于Huygens-Fresnel衍射积分和Babinet原理,利用Hankel变换算法及球面波因子处理方法,在普通PC上使用MFC编程较好地实现了Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示。演示中,Fresnel圆屏衍射的光强剖面分布、衍射图样和中心光强分布分别随光的传输距离和波长及圆屏半径的改变而变化,光的传输距离和波长及圆屏半径由三个滚动条分别控制。     

两种衍射理论的同一性

证明了以惠更斯-菲涅耳原理为基础的光衍射的球面波理论和以傅里叶理论为基础的平面波理论，用于计算菲涅耳衍射或夫琅和费衍射都有相同的结果。     

Fresnel圆孔衍射研究

Frosnel圆孔衍射是光学中的重要内容之一，目前大多讨论的是单色发散点光源经小孔后衍射会聚波在轴线上的光强分布规律，较多使用半波法和矢量图解法．本文从惠更斯-菲涅尔原理出发，并对单色发散球面波和单色会聚球面波入射经小孔后会聚衍射光波和发散衍射光波的衍射规律作了研究，得出了一些有意义的结论.     

光栅三维空间衍射现象的研究

实验发现平行光空间斜入射光栅时,衍射光斑呈曲线分布。通过对实验观察和分析,从基尔霍夫衍射理论出发,分析了平行光以任意角度入射光栅时的夫琅和费衍射极大值是沿圆锥面分布的特点,进而得到了在平面接收屏上的衍射花样分布的定量表达式,并且归纳总结出三维空间斜入射光栅的一般规律,理论分析与实验结果一致。     

产生长距离Mathieu光束的方法

设计一套提高Mathieu光束无衍射距离的光学系统,并进行数值模拟.根据传统的方法,利用轴棱锥聚焦椭圆高斯振幅调制的平面波产生Mathieu光束;同时,基于凹透镜对光束的发散特性,将其放置在轴棱锥的前方,使Mathieu光束的无衍射距离得到提高.使用Mathcad软件进行模拟,并将新系统与传统方法对比.结果表明:利用凹透镜系统,可以得到无衍射距离大、质量较高的Mathieu光束.     

Ground effects on magnetooptic Bragg cells

Propagation equation of magnetostatic waves in an arbitrarily magnetized yttrium-iron-garnet/gadolinium-gallium-garnet waveguide coated with perfect metal planes is obtained using the method of the surface magnetic permeability. And ground effects on magnetooptic Bragg cells are investigated with the magnetooptic coupled-mode theory. Theoretical analysis indicates that, diffraction efficiency of guided optical waves can be improved by adjusting the spacing of the metal plane from the ferrite film, and ground effects on the diffraction efficiency will be enhanced using an appropriately tilted bias magnetic field. In the metal clad waveguide system, the magnetostatic wave frequency at which the diffraction efficiency peak is obtained corresponds to the “zero-dispersion” point, Performance of RF spectrum analyzers in this system can also be improved by comparing with the case of the sandwich waveguide. Therefore, magnetooptic Bragg cells with the metal clad waveguide are potential applications to the microwave communication and optical signal processing.     

利用高斯声束叠加法研究圆形活塞聚焦换能器的非线性声场

由于高斯函数的积分简单性,利用高斯声束叠加法对圆形活塞聚焦换能器在有损媒质中产生的基波,二次谐波声场进行了理论计算,并建立了相应的实验测量系统,实验结果与理论计算结果符合得较好。     

液体表面波衍射条纹强度不对称性与频率的关系

采用激光衍射法获得了低频液体表面波衍射条纹,并对衍射条纹强度不对称性的影响因素进行了分析,发现其明显程度随表面波频率的增大而非线性增加。自组实验测量系统、自行设计实验方法获得液体表面频率在160Hz-250Hz变化时的衍射图样,利用光强分布软件对所得图样进行处理得到了衍射条纹强度不对称性与表面波频率的关系,实验与理论吻合。     

环境温度变化对双波段谐衍射光学元件衍射效率的影响

基于二元光学元件的位相延迟表达式,推导出谐衍射光学元件随环境温度影响的位相延迟表达式、衍射效率表达式和带宽积分平均衍射效率表达式.定性分析了谐衍射光学元件衍射效率和带宽积分平均衍射效率与环境温度变化的关系.从理论上解释了谐衍射光学元件的特性,确定了谐衍射光学元件衍射波峰随环境温度变化的现象与变化规律.分析表明:在双波红外范围内,谐衍射光学元件的谐波长随环境温度升高向长波方向漂移,随环境温度降低向短波方向漂移.环境温度变化对谐衍射光学元件衍射效率和带宽积分平均衍射效率的影响较大.因此谐衍射光学元件只能应用于波段较窄、温度变化范围较小的折衍射混合成像光学系统中.     

用光致各向异性材料记录偏振全息光栅的分析

光致各异异性材料用偏振光曝光时可诱导出各向异性，作为偏振全息的记录介质，用正交线偏振光和正交圆偏振光作参，物光波，用琼斯矢量表示它们的偏振态，讨论了平面全息光栅的曝光特性，再现光波的偏振特性及衍射效率。     

毫米波段多波束偏置抛物反射面天线平面接收阵列研究

对毫米波段90°偏置抛物反射面天线的多波束接收特性做了研究分析,尝试用平面接收阵列来代替传统的曲面接收阵列,采用射线追迹与Stratton-Chu矢量衍射积分相结合的方法,计算分析了不同角度的入射波束在接收平面上的衍射斑.数值分析结果表明:毫米波段90°偏置抛物反射面天线对一定入射角范围内的波束,用平面接收阵列来代替曲面接收阵列是可行的.     

水热法合成Y2O3 ∶ Yb3+,Er3+上转换材料及发光特性

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,利用水热法制备Y2O3,Yb3+,Er3+纳米上转换材料.通过X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜对材料的晶型、成分、粒径及表面形貌进行分析.实验结果表明:所得粉体的晶型为立方晶系,晶粒为圆球形,平均粒径为20 nm.在波长为980 nm半导体激光器激发下产生绿色和红色的上转换荧光;改变Yb3+,Er3+的掺杂比例,激发产生的绿光和红光的荧光强度随Yb3+,Er3+掺杂比例的改变而发生变化.     

伺服电机驱动的水槽主动吸收式造波机原理与实现

结合研制的伺服电机驱动的主动吸收式造波机,介绍了造波机系统的组成和控制原理.在一阶推板吸收造波理论的基础上,给出了带有造波板反射参数的主动吸收算法,并通过物理模型试验,测试了造波机对周期在1.2～2.4s的规则波和不规则波的吸收性能.采用两点法对入反射波进行分离,结果表明,理论反射系数与实验值基本一致,对不规则波吸收效率在84%以上.