为更好地设计基于不同材料、不同制作工艺文物的最佳保护方案, 文物保护科技人员首先需要选用最有效的无损检测方法对文物进行全面检测。太赫兹波具有光子能量低、对非金属和非极性物质有较强穿透性、可同时获得脉冲电场振幅和相位信息、较好的抗干扰能力等独特性质, 使其在诸多无损检测方法中脱颖而出。本文系统综述了太赫兹技术在文物无损检测应用中的最新研究进展; 阐述了不同类型文物材料的太赫兹光谱特征、太赫兹成像检测技术原理和特点; 指出了太赫兹无损检测技术对不同类型文物进行无损检测的技术关键点, 列举了太赫兹技术在文物科学领域最成功和最具代表性的应用实例。最后展望了太赫兹无损检测技术在文物保护领域的发展趋势。

涡旋光束在提高通信能力方面的巨大潜力日益受到人们的青睐,而宽带特性是提高信道容量的关键。此外,当前涡旋光束产生器件存在着带宽窄、效率低等缺点。因此,设计了一种基于Pancharatnam-Berry相位的超宽带反射超表面,该超表面由13×13单层旋转反射单元结构组成,在频率范围为0.9~1.8 THz内可产生太赫兹涡旋光束。结果表明,该涡旋光束产生器件可以实现高效率(工作效率在90%以上)和较宽的工作频率,这为高性能宽带涡旋光束产生器的设计开辟了一条新途径。

基于三维光子晶体空间完全带隙的特性, 本文在实验上构建了一种由非共面的两个波导和一个立体微腔组成的四端口通道下载滤波器。讨论了球体、正方体、长方体微腔滤波器的选频特性, 以及连续旋转长方体微腔时, 其输出频率的变化。研究结果表明, 无论是对称型还是非对称型微腔, 都可以较好地实现选频。提高微腔的不对称性, 共振输出频率随之发生移动, 说明改变微腔的对称性, 可以有效调节滤波器的选频特性。连续旋转非对称型长方体微腔, 输出频率会随之发生明显的移动,如果引入有效调节机制, 可以产生连续调节输出频率的效果。该研究结果给多端口选择性输出空间滤波器的设计提供了新的思路, 为光学器件集成化的设计提供了重要的理论参考。

针对光学元件的面形测量, 提出了一种被测件随机移相干涉面形测量法, 用于降低移相干涉仪的成本, 避免移相器老化产生的移相误差对面形检测精度的影响。该方法利用微位移驱动器驱动被测件在摩擦气浮复合导轨上移动进行随机移相并用相机采集若干幅干涉图; 然后利用最小二乘迭代算法处理干涉图数据进而迭代出被测表面相位分布; 最后进行一系列数据处理求解出被测件的面形结果。为了验证该方法的可行性, 在实验室搭建了改进的斐索移相干涉系统, 并选用一个凹面镜和一个平面镜作为被测件在搭建的系统上进行了实验测试, 同时与同台仪器上的传统移相方法得到的测量结果进行了比对。结果表明: 在激光光源波长λ为632.8 nm的情况下, 凹球面镜面形PV值和RMS值与传统移相方式测量结果相差0.001λ, 和0.002λ; 平面镜面形PV值和RMS值与传统移相方式的测量结果相差0.002λ和0003λ, 面形数据基本一致。该方法避免了移相器老化引入移相误差, 降低了仪器成本, 测量精度高。

提出了一种可减少多址干扰的非相干OCDMA编解码方案,该方案利用光开关控制2个单极性编码器和1个具有平衡互补结构的解码器,在1个光学信道上实现了双极性OCDMA信号传输;分析了电光编码、传输、解码、光电转换等环节的信号变化,推导出系统的噪声和误码率公式;与其它CDMA方案比较表明本方案在误码率方面可达到电域双极性CDMA系统的水平.