提出了一种利用太赫兹表面等离激元对放置在半导体表面的生化薄膜进行光谱测量的新方法.从理论上证明了半导体材料对其传输的太赫兹表面等离子体波具有较强的表面束缚性, 从而提高太赫兹波与半导体表面生化薄膜之间的相互作用.通过采用太赫兹时域光谱测量系统, 从实验上分别得到了洋葱表皮的太赫兹表面等离子体波和自由空间太赫兹波透射波谱.实验结果表明, 当测量对象是厚度仅为自由空间太赫兹波波长约1%的单层洋葱表皮时, 表面等离子体波的透射波谱与自由空间太赫兹波透射波谱相比具有更加多的特征吸收峰.

为克服传统光谱仪普遍存在的体积较大、分辨率不高、光谱测量波段窄、对振动敏感、价格昂贵等不足。根据光散射原理，提出了一种由不同大小气泡构成散射介质的新型光谱仪，并对光谱复原过程进行仿真研究。光谱复原时，待测光首先照射到基底表面的气泡涂层。由于不同波长的光照射在不同大小气泡后在各散射角有不同的散射光强分布，因此置于气泡后方的像素元阵列可以测量到不同的散射光强。所得数据可代入到一个线性方程组，采用Tikhonov正则化方法解此方程组即可得到复原后的光谱图形。仿真结果表明:所得的复原光谱图形与待测光的入射光谱图形基本吻合；光谱仪的光谱测量范围至少覆盖300～1100 nm的波段；光谱测量的波长分辨率接近皮米量级。

本文采用脉冲激光沉积(PLD)方法在熔石英衬底上制备了Sr0.75Ba0.25Nb2O6(SBN0.75)光波导薄膜, 采用Hitachi U-3410紫外－可见分光光度计对SBN0.75薄膜的透射谱进行测量, 编程计算得到了薄膜折射率色散关系, 同时得到SBN0.75薄膜的厚度和光学带隙分别为647.0 nm和3.97 eV。采用Metricon 2010棱镜耦合仪测量得到SBN0.75光波导薄膜中能激发的TE模式有4个, TM模式有3个。波长在632.8 nm处薄膜的折射率为2.2818。并利用透射谱计算得出的薄膜的折射率和厚度值, 根据波导理论导光模本征值的有效折射率表达式, 对SBN0.75薄膜中能激发的导光模个数及其对应有效折射率进行图解, 其结果与棱镜耦合仪所测得的结果非常吻合。

Propagation characteristics of surface plasmon polaritons (SPPs) in the lamellar heterostructure, which is actually a SPP waveguide array, constructed by two kinds of single negative (SNG) material layers stacked alternatively are investigated. Based on the finite element method (FEM), the negative-refraction (NR) property is demonstrated when the electromagnetic wave penetrates through free space into such SNG lamellar structure. A clear view of the underlying physics of NR is presented qualitatively that is mainly related to the coupled SPPs. The strong coupling effect leads to the novel SPP dispersion curves and then the anomalous propagation characteristics.

提出了一种新的一维金属异质波导阵列的设计方案,即波导芯区周期调制的金属波导阵列。数值模拟的结果表明,金属波导芯区的周期调制引起波导中传播的表面等离激元有效折射率的周期调制,从而可在特定的波段打开一个表面等离激元带隙(如1550 nm附近)。通过引入合适的缺陷波导单元,可获得特定波长的高品质因子(Q=556)的表面电磁模共振。这一结果可用于设计亚波长的布拉格反射器、光发射器、滤波器等,有可能被用于未来的集成光路。

分别通过理论和实验研究了周期性极化的钽酸锂(PPLT)倍频宽线宽准连续掺镱双包层光纤放大激光．PPLT样品长为40mm，极化周期为7．67μm．基频光的中心波长为1064nm，线宽约为6nm．从基频光的光谱特性出发，利用超晶格倍频理论，解释了实验中获得的倍频温度与二次谐波功率之间的关系．在基频光的功率为2．2W时，获得的宽线宽光纤激光倍频效率为1．8%．

根据准相位匹配原理,对钼酸钆晶体用于准相位匹配倍频过程的周期性畴结构进行了设计,当入射基频光为1.064 μm时,所需的钼酸钆晶体畴结构周期为5.54 μm。利用外电场极化,当外电场为2.5 kV/mm时,钼酸钆晶体的畴结构反转时间tc＝500～600 μs。当外电场脉冲幅值为2.5 kV/mm、脉冲延续时间t＝0.6～0.8tc时,在钼酸钆晶体中制备得到了周期畴结构。当Nd:YAG纳秒激光器输出准连续功率为7～10 mW的1.064 μm激光通过具有周期畴结构的样品时,获得了0.532 μm的倍频光输出。

用周期极化的LiTaO3(PPLT),对LD抽运、声光Q开关调制的1342 nm Nd:YVO,激光源进行倍频和三倍 频,可以获得447 nm蓝光和671 nm红光的有效输出。一阶和三阶倒格矢分别补偿倍频及和频过程中的相位失配。在入射基波平均功率为500 mW时, 获得的蓝光平均功率为51 mW,红光平均功率为207 mW。此实验结果表明PPLT可以用于构建全固态蓝红双波长激光器。

报告了使用周期极化的钽酸锂超晶格(PPLT)对二极管抽运Nd:YVO4 1342 nm谱线进行腔外直接单通倍 频获得有效671 nm红光输出的研究结果。实验所用样品长为20 mm,周期为14.77 μm。获得的最髙红光输出平 均功率为840 mW,此时808 nm抽运光的功率为12.3 W,总的光-光转换效率达到6.8%。在1342 nm的基波光功 率为647 mW时, 得到从1342 nm到671 nm的转换效率为63%。另外,在连续波模式下测得样品的有效非线性系 数为 3.8 pm/V。