基于电磁场积分方程数值求解法的光学近场散斑及其一阶统计特性

从简谐光波满足的Helmholtz方程出发, 将由Green定理得到的介质分界面上光场的积分方程转化为以表面上的光场及其导数为未知量的线性方程组, 并对其进行数值求解, 实现了介质分界面上光场的严格数值计算. 对光波经随机自仿射分形表面散射后在近场光学区域内产生的光强进行计算, 研究了近场散斑的传播特性以及对比度和光强概率密度函数的演化特性. 近场区域内的散斑与传统衍射区和成像系统中散斑场的特性具有很大的不同: 散斑光强分布中具有局域起伏, 并且这种起伏在经过一个波长的起伏后消失；对于较小的横向相关长度的表面, 散斑对比度在近场区域附近达到饱和值, 而散斑场也接近Gauss散斑. 当表面的横向相关长度较大时这种转化则比较缓慢.     

光子计数的微比光自动测量系统

设计了一套用于实现极弱光实验过程中光强的自动检测系统，该系统地光子计数器和计算机接品同步触发，使每个计数循环后，光子计数器的模输出被计算机接口并进行模数转换以及数据贮存，然后自动开始新的循环。该系统了现 利用光子计数器中的人工记录的缺点。     

硬边孔径动态散斑的时空交叉相关特性研究

用统计光学的方法，推导了硬边孔径动态散斑场的时空交叉相关函数，并讨论了散斑的平移规律和“沸滕”现象。Q     

超短脉冲在色散光纤中的传输特性

笔者研究了超短激光脉冲在色散光纤中的传输,利用傅里叶变换技术进行了理论分析,并以高斯脉冲为例给出了超短脉冲随时间变化的理论公式。数值计算了不同色散级次下脉冲的时域分布,讨论了光纤不同色散级次对脉冲波形的影响。     

锥形镀膜光纤探针近场分布特性

采用三维时域有限差分法对锥形镀膜光纤探针的近场分布特性进行了研究，结果表明入射光照射到探针上出现了退极化现象，光纤探针的近场分布不具有圆周对称性，探针的纵向截面中，与入射偏振光垂直的截面和与入射偏振光平行的截面两者的近场分布差异较大．在其它光纤探针参量相同的情况下对不同锥角的光纤探针进行了计算和比较，结果表明锥角越大从探针尖端出射的光强越大，从光波波导的角度对这种现象进行了分析。     

超短脉冲在纳米金属缝中的传输特性

根据Drude模型和时域有限差分法（FDTD）编制程序包,通过模拟计算研究超短脉冲经纳米金属缝衍射的时域信号的分布特性．讨论了透射脉冲的时域分布与超短脉冲有效驰豫时间的演化关系,借助于其谱域分布对时域波形进行了解释．     

光散射的镜面反射分量与随机表面高度分布的表征

从理论上分析了随机表面散射光强的镜面分量与表面高度概率分布的关系. 表面高度分布的提取需要用到镜面反射分量的振幅和相位. 由镜面反射分量的强度随波矢量的垂直分量变化的实验数据恢复光波的相位, 实现了表面高度概率分布的光散射表征. 相位的恢复采用了Gerchberg-Saxton 迭代算法. 实验上分别对具有Gauss高度分布和准二值高度分布的两个样品进行了高度概率的测量, 测量结果与原子力显微镜的测量相吻合. 这对于随机表面的非接触标定与研究有重要意义.     

Sinc相关随机表面及光散射的数值计算

主要研究具有Sinc函数相关随机表面及其光散射特性.首先提出了该类表面的自相关函数,模拟产生随机表面,获得了此类随机表面样本,并对该类表面的光散射轮廓进行了数值计算.在一定的表面参量设定下,数值计算了部分入射角的随机表面散射轮廓,并对其入射角比较大和比较小时进行了特性分析.     

光栅尺寸对光栅泰伯效应的影响

利用菲涅尔衍射理论分析了光栅的衍射,获得光栅菲涅尔衍射的一般公式．通过模拟计算发现了光栅有限尺寸对光栅泰伯效应的影响,并就光栅尺寸对不同泰伯距离处光栅衍射光强分布的影响进行了解释。     

激光溅射沉积制备的氮化镓表面形貌分析

利用激光溅射沉积工艺室温下在n型Si（111）基片上沉积氮化镓（GaN）薄膜,并用原子力显微镜对其表面形貌进行测量,分析了薄膜生长的动力学过程,发现其表面具有自仿射分形特征．通过对高度-高度相关函数的分析,得出在此工艺条件下GaN薄膜生长界面表现出明显的时间和空间标度特性,并且表现出较为明显的颗粒特征,粗糙度指数α随着生长时间的增加逐渐增大,生长指数β在0．42左右,薄膜生长在短时间内可以用Kuramoto-Sivashinsky模型来描述,当生长时间较长时,可以用Mullins扩散模型来描述。