在理论上研究了超短强激光脉冲与毛细管中惰性气体相互作用产生高次谐波的最佳相位匹配条件, 在计算中发现了特定级次谐波相位匹配中截止驱动光强的存在。 分析表明要想使高次谐波获得相位匹配, 需要超短脉宽的驱动脉冲以及电离能大的气体工作介质。 讨论了毛细管波导中的强场高次谐波选择性并指出了改善谐波选择性的措施。

用数值求解一维含时薛定谔方程的方法计算了由频率分别为ω及1.5ω的激光组成的双色场作用下的模型原子产生的高次谐波谱。 发现由于双色场的相干效应, 在其谐波谱中不仅产生了奇次谐波, 还产生了偶次谐波和半整数次谐波。 分析了各次谐波产生的原因以及对谐波转化效率产生影响的主要因素。

利用改进的马赫-曾德尔干涉仪在实验上测出了相干场(589.6 nm)作用下钠原子蒸汽介质在589.0 nm附近的探测谱和折射率谱, 并针对拉曼场驱动的四能级理论模型给出了相应的理论曲线。 此项实验结果为验证原子的相干性理论及实现介质的无吸收、 高折射率的可能性提供了可靠的实验依据。

处理了离子阱中量子受控非门的操作出错问题。 通过增加一次投影测量, 可以对输出结果作有效的提纯, 使误差减至一阶小量, 在某些情况下甚至能减小到二阶小量。 对本方案的局限性进行了讨论。

研究了注入压缩真空对介质为Λ-型三能级原子的环形腔的双稳行为的影响。 结果表明, 压缩真空的注入明显增大了双稳迟滞环。 可以注入适当的压缩真空来控制双稳。

分析了由六极磁场构成的原子束磁透镜的原理及像差。 在比较了热原子束和单色冷原子束的会聚效果后得出结论: 影响它成像的主要因素是色差。 应用激光冷却技术能使这一影响减小, 从而使磁透镜在原子光学领域得到更广泛的应用。

从理论上讨论了通过法布里-珀罗腔将输入场的相位噪声转换为强度噪声的过程, 分析了腔参数对输入场相位噪声测量的影响, 并对自由运转时单模量子阱激光器相位噪声进行了测量。

对由环境引起的环程光程扰动对光纤环形腔的影响作了详细的理论分析。 在扰动为各态历经扰动假设下的理论分析表明： 小的慢与快变化扰动的影响是不同的， 慢变化扰动影响与入射光时间相干性相同， 使有效带宽增大； 而快变化扰动对有效带宽的影响很小。 然而对大的慢或快变化扰动， 都会使环形腔失去它的带通和带阻特性。 实验结果证实了这一结论。

通过对行波光参量三波耦合过程时域特性的理论计算,预示了光参量时域过程可能存在“弛豫”振荡, 理论与实验相结合分析了抽运光强度、晶体长度、腔长、输出耦合系数等一系列参数对参量输出的影响, 并采用一种新的棱镜环形腔进行实验, 得到了从0.41～2.6 μm的连续宽调谐输出和22%的能量转换效率。

通过对Nd:YVO₄晶体吸收特性的研究, 对激光输出功率、 斜效率与抽运功率的关系进行了理论分析, 发现Nd:YVO₄激光器在大功率激光二极管抽运的条件下, 激光斜效率随抽运功率的增加而减小, 实验表明, 理论结果与实验符合得较好。 选用Nd³⁺掺杂的原子数分数为0.5%、 通光长度为5 mm的Nd:YVO₄晶体, 在抽运功率为5 W左右时, 输出功率为3 W左右时, 获得了71.5%的激光斜效率。

提出一种利用二维快速傅里叶变换(FFT)经频率域匹配滤波实现数字相关运算以提取散斑图携带位移信息的频率域数字散斑相关方法。 该方法因采取快速傅里叶变换、 散斑限幅、 滤波器优化等措施而减弱了空间域相关方法中不利因素对相关波峰的影响, 提高了相关点定位的时效性和精确性。

图像融合作为一种有效的信息融合的技术, 已广泛用于**、 遥感、 机器视觉和医学图像等领域。 本文讨论了三种基于像素级的图像融合算法: 加权平均, Toet算法和基于小波变换的算法; 采用四种评价融合效果的量化判据: 标准偏差, 平均误差, 峰值信噪比(S/N)P和熵差。 将三种图像融合算法用于生物图像中细胞荧光图像和透射图像的融合, 量化评价结果和视觉判断均说明, 对于以细胞荧光图像和透射图像为研究对象, 需突出荧光图像的特征时, 基于小波变换的图像融合算法较为适合。

在天文高分辨率像复原中, 目标的傅里叶模复原与相位复原同样重要。 由于观测数据中存在着多种复杂噪声, 模和相位的复原将变得更加困难。 本文针对在模复原中的各种噪声, 提出相应的噪声改正方法, 所给出的像复原实验表明, 这些方法是有效的和必须的, 它们保证了模的高精度复原。

用光纤迈克耳孙干涉仪方法, 建立了一种相干门层析成像实验装置。 在此系统中, 采用相干长度仅为25 μm的超辐射管作光源, 测量了样品浸泡在牛奶乳浊液情况下的干涉信号。

利用光纤传感技术, 实现了一种可以测量1m以上的绝对距离的光纤干涉测距的倍增系统。 它主要采用两个干涉仪, 分别对靶标进行定位及对光程进行调谐和对距离进行测量。 通过引入已精确标定的光纤, 利用短导轨, 实现了高精度、 大距离的测量。

提出了用灰阶编码的二元掩模代替灰阶掩模实现邻近效应精细校正的新方法, 并阐述了新方法的特点。 讨论了灰阶编码掩模与灰阶掩模的等效关系, 给出了灰阶编码掩模实现光学邻近效应校正的模拟结果, 校正后的综合面积偏差比校正前减少了10%。

提出了一个用于测量粗糙面物体振动振幅的自抽运相位共轭干涉仪。 粗糙面反射光的波前失真由相位共轭修复。 用这个干涉仪测量了一个有粗糙表面的不锈钢片的振动振幅分布。

利用激光拉曼光谱技术研究了新型光敏剂血卟啉单甲醚对DNA(脱氧核糖核酸)分子的光动力学损伤。 结果表明: DNA分子由典型B型构型变成了一种修饰过的B′型。 连接碱基对的氢键被部分打断, 碱基堆叠也有所瓦解。 碱基本身也遭到了破坏, 有脱氨基现象发生。 腺嘌呤和胞嘧啶对血卟啉单甲醚的光动力学损伤更敏感。

介绍了在原有数字化高灵敏度荧光显微镜的基础上研制的超高灵敏度荧光显微镜, 对荧光实现106数量级的增益, 可获得细胞的光子灵敏显微图像, 并结合图像融合技术, 实现极微弱荧光图像的定位显示。 采用具有视频速率的图像采集系统, 可用于研究某区域荧光强度随时间变化的动力学过程。 将该显微镜应用在生物医学领域的细胞凋亡的研究, 观察到As2O3诱导MGC-803细胞凋亡中Ca2+浓度升高, 预示着Ca2+可能是由As2O3启动, 促发MGC-803细胞凋亡的又一重要机制。

将一定长度、 均匀周期的光纤光栅沿轴向刚性粘贴于厚度呈阶跃分布的等腰三角状悬臂梁界线附近的表面上, 通过观测该光栅反射谱中两个峰值的间距来监测梁自由端在垂直于表面方向上的位移。 实验表明该无源温漂位移线性传感装置的传感灵敏度达9.24×10-2 nm/mm, 与理论值9.4×10-2 nm/mm非常接近。

基于霍普金斯(Hopkins)理论, 通过计算0.35 μm方孔的传统透射掩模、 边缘相移掩模、 部分边缘相移掩模、 辅助相移掩模以及衰减相移掩模在硅片表面空间像的光强分布, 找出了适合于各种相移掩模的最佳参数。 其中衰减相移掩模对提高光刻分辨率和增加焦深最为明显, 尤其在相干因子(σ)较小时更是如此。

制备了一种散射偏振片。 它是由非晶态单体形成的聚合物网络、 向列液晶和涂有聚酰亚胺的ITO玻璃基板组成。 聚酰亚胺被反向平行摩擦， 液晶分子则沿摩擦方向取向， 并被单体形成的网络所稳定。 根据聚合物网络液晶的电光特性可知， 入射偏振光束被散射或透射相应地取决于其偏振方向平行还是垂直于基板的摩擦方向。 平行时， 光的散射强度通过电场可被强烈地调节； 垂直时， 光的透过率很高， 几乎不依赖施加的电场。 这种偏振器件具有低的驱动电压， 它和一个常规的线性偏振片相结合， 可获得高对比度的显示效果。 本文给出了样品的制作过程及电光测试结果， 并对结果进行了分析讨论。

以单丝的同轴全息干涉花样为判别标准, 通过计算机数值模拟, 研究了Be窗的表面粗糙度对硬X射线相干特性的影响。 提出了X射线在粗糙表面反射的一个简单模型, 以此为基础模拟研究了反射镜表面粗糙度对硬X射线及软X射线空间相干特性的影响, 模拟结果与实验结果相符。

采用旋涂工艺制备了花菁染料薄膜, 测试了薄膜吸收、 透过和反射光谱, 通过椭圆偏振光谱计算了薄膜的光学常数。 以该花菁染料薄膜为记录层的可录光盘的动态性能和优化功率测试表明, 光盘的最佳写入功率在7 mW左右, 载噪比(CNR)可达47 dB。利用原子力显微镜观测了以不同功率记录后可录光盘的预刻槽形貌。

在单晶硅片上, 利用旋涂法, 制备了偶氮染料掺杂高分子(PMMA)薄膜, 利用可变入射角、 波长扫描的全自动椭圆偏振光谱仪, 研究了薄膜的复折射率、 吸收系数和厚度, 分析了影响薄膜电子光谱的因素。 研究结果表明, 该薄膜在400～600 nm波长范围内, 存在强而宽的吸收, 并且发现分子的聚集状态对该染料的吸收光谱有较大的影响。

提出了用一个摄像机重建三维发光体辐射场分布的方法。 连续的三维发光体可以看成若干个互相平行的二维发光断层的组合。 对发光体某断层进行聚焦摄像, 得到的图像是该断层的高斯像和其他断层的离焦像的叠加像。 对不同断层分别聚焦摄像, 可得到一组辐射图像, 再用图像反演算法, 即可重建各断层的辐射场。 实验模拟了具有多断层的三维发光体, 获得了初步结果。

采用多针孔线阵配X光条纹相机， 由多个针孔的一维条纹图像的数据， 利用图像处理技术重建出二维图像。 由此获得一项高时间分辨的二维空间成像技术(MIXS)， 此技术利用现有的设备获得比X光分幅相机高得多的时间分辨的二维图像。

采用激光二极管双向抽运并在腔内加入了半导体可饱和吸收体反射镜(SESAM)， 实现了Cr:LiSGAF激光器的自启动、 自锁模运转。 得到了脉冲宽度为45 fs、 平均输出功率为12 mW、 脉冲重复频率为90 MHz的稳定的锁模脉冲序列。