渐变光子晶体透镜的设计及其聚焦特性研究

渐变光子晶体（GPC）在电磁波调控方面具有重要应用前景,但其制作难度较大。为解决这一问题,利用双参数无顶棱镜装置构建双锥干涉系统,以此设计不同晶格结构GPC透镜,并研究该透镜的特殊聚焦特性。利用此棱镜侧面的折射将扩束激光分成多束,构建多光束共光路双锥干涉系统,用于制作双周期GPC超晶格结构。GPC晶格结构的周期和类型可以通过调整棱镜侧面与底面的夹角以及棱镜的棱数实现。选择光敏材料记录干涉所得GPC结构,可制作相应的GPC透镜,并实现了长焦深聚焦和亚波长聚焦特性。     

稀土光谱参量的第一性原理研究

稀土离子光谱的参量化理论在目前及可预见的将来仍是精确解释和预言稀土发光材料光谱性质的唯一可行的理论,但其预言能力在没有实验数据的前提下因难以确定参量值而在应用上受到很大限制.人们先后尝试用参量的唯象模型方法或直接采用第一性原理进行光谱计算来解决,仅取得了有限的成功.参量化理论 (及其唯象模型) 和第一性原理计算相结合是...     

无机功能晶体材料的结晶过程研究

功能晶体材料作为光、声、电等转换的重要介质,已经被广泛应用于能源、信息、航空航天等高新技术领域,是目前国际材料科学与工程学科发展的热点和前沿课题.结晶过程是制备功能材料的核心环节,结晶习性直接影响材料的光、电、磁、催化等功能特性.在无机材料的结晶过程中,晶体组成在微观上经历了从自由态离子到结晶态固体的相变过程.可以借助晶体组成离子的电负性及基团微观对称性的变化,研究结晶过程中聚集体的形成和结构演变规律.利用分子振动光谱能够从分子尺度上揭示非线性光学晶体材料在水溶液结晶过程中结晶学结构的形成过程,克服了传统原位观测手段中缺乏对非长程有序结构的确定.利用结晶生长的化学键合理论从热力学和动力学两个方面指导大块晶体的生长实践,合理调控晶体的生长表/界面热力学和动力学.将结晶生长的化学键合理论应用到大尺寸晶体提拉生长参数的设计和优化,成功搭建了大尺寸晶体智能生长系统,并成功生长了φ2″蓝宝石晶体、φ3″YAG晶体和φ4″铌酸锂晶体.     

光子束超衍射纳米加工技术及应用基础研究

新型纳米加工技术的研究开发是目前国际上关注的热点,是纳米技术、特别是纳米器件获得应用所必须解决的重要问题之一。纳米器件尺寸小型化、结构多样化、集成高度化的发展趋势要求纳米加工技术不仅具有纳米量级的加工分辨能力,而且也能够实现包括从二维到三维复杂纳米结构的加工与器件制备。     

热激发态下介观压电石英晶体的量子涨落

利用阻尼谐振子量子化方法,将介观压电石英晶体等效电路量子化,根据热场动力学(TFD)理论,研究了介观压电石英晶体在热激发态下电流和电压的量子涨落.结果表明介观压电石英晶体中存在电流电压的量子涨落,量子涨落不仅和石英晶体等效电路的固有参数有关,而且还和激发量子数、压缩态的压缩度、压缩角及环境温度有关,且随温度的升高而增大,随时间按指数规律而衰减.     

基于空芯光子晶体光纤的反射式气体传感器

以光子晶体光纤(PCF)为研究对象,以提高气体测量灵敏度为研究目标,提出一种反射式的光纤气体传感技术.首先,利用宽谱光源谐波检测技术,并结合实际应用需求,设计了基于空芯PCF的反射式气体传感系统,并详细分析了系统的工作原理.然后,针对空芯PCF与单模光纤耦合困难、气体填充时间长的问题,设计了集密封、固定及连接于一体的机械耦合装置作为测量气室.最后,以乙炔气体为例,测试了该系统的传感特性,体积分数分辨力可达0.02%,最大相对误差为1.39%.该技术将进一步推动PCF在气体传感中的应用,并为其在实际气体浓度测量中的应用提供了理论和实验基础.     

立方氮化硼横向电光调制半波电压的测量

宽禁带半导体材料立方氮化硼(cBN)具有闪锌矿结构和43m点群对称性,因此cBN晶体也是电光晶体。用cBN晶体进行了横向电光调制,首次观察到cBN的电光效应,并且测得了样品的半波电压．     

基于一维光子晶体超晶格的多通道滤波器

利用传输矩阵方法,研究了由两种具有特定散射关系的一维光子晶体交替排列所形成的一维光子晶体超晶格的光学特性,讨论了势垒宽度,势阱宽度及势阱数目对其的影响.计算结果表明,通过改变超晶格的结构,可以调节在光子禁带中透射带的数目、透射带中透射峰的数目,并且这些透射峰都具有很高的品质因子.这种光子晶体超晶格结构有望作为多通道滤波器在密集波分复用系统及集成光学系统中获得应用.     

菲涅耳全息图的计算机生成及数字重现

本文研究菲涅耳(Fresnel)衍射积分的两种计算机模拟算法,分别用卷积算法和傅里叶变换算法实现菲涅耳积分,阐述了两种算法的优点和缺点。尝试将计算全息与数字全息相结合,模拟光线的菲涅耳衍射传播,用计算机生成菲涅耳全息图,并由所生成的全息图再现出原始图像,完成全息图的数字重现,真正实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟。     

Cu2+基态b2g的g因子微扰公式及对Cs2CuCl4和T2CuBr4的应用

近年来 ,文 [1～ 4 ]报道了Ｃｕ2 +(3ｄ9)离子的光学、磁学和电子顺磁共振 (ＥＰＲ)等重要性质 ,但这些文献只研究了六配位八面体四角对称晶场中的 3ｄ9离子基态ａ1ｇ或ｂ1ｇ的性质 ,而在Ｃｕ2 +的有重要应用价值的化合物中 ,大量存在四配位四面体低对称的情况 .因此 ,我们利用晶体场理论推导出了斜方的 3ｄ9/ 3ｄ1离子四面体络离子 (ＡＸ4 ) ｎ - 基态ｂ2 ｇ的ＥＰＲ ｇ因子的三阶微扰式 ,并用该式研究了晶体Ｃｓ2 ＣｕＣｌ4 和Ｔ2 ＣｕＢｒ4 的ＥＰＲ ｇ因子 ,其理论计算与实验结果符合较好 .1　理论在晶体场中 ,考虑到自旋 轨道 (ＳＯ)…