期刊基本信息
创刊：
1981年 • 半月刊
名称：
光学学报
英文：
Acta Optica Sinica
主管单位：
中国科协
主办单位：
中国科学院上海光机所
中国光学学会
中国光学学会
出版单位：
中国激光杂志社
主编：
龚旗煌
执行主编：
赵建林
副主编：
邵建达 刘文清 华灯鑫 张旭苹 刘辉
ISSN：
0253-2239
刊号：
CN 31-1252/O4
电话：
021-69916837
邮箱：
地址：
上海市嘉定区清河路390号
邮编：
201800
定价：
150元/期
光学学报 第23卷 第4期
介绍了X射线荧光层析成像技术的成像原理及其在微量分析领域中的应用。针对X射线与物质相互作用时,不仅产生荧光,而且会产生各种散射光,为消除这些散射光对成像结果的影响,提出采用在与入射X射线垂直方向放置一个圆环状的晶体单色器,即双聚焦模式晶体单色器,使荧光与各种散射光分离,并聚焦在探测器上。这样不仅大大增强了荧光信号的强度,而且可使荧光探测器小型化。
X射线光学 X射线荧光层析 晶体单色器 同步辐射 
借助于光学传递函数(OTF)概念,分析了微分相位成像过程和直接相位成像过程,讨论了通过图像处理进行相位复原的方法,得到了具有较高成像对比度和分辨率的实验参量区间,并利用数字方法模拟研究了相位成像的过程,对多种相位复原方法进行了比较。
X射线光学 相位成像 相位复原 X射线 部分相干 用前向二波耦合实验方法,对几种掺杂的LiNbO3晶体的光折变性质中出现的光伏现象进行了研究。在双掺杂的Ce:Fe:LiNbO3晶体中得到强纵向光伏效应,该效应可以对衍射效率产生59.7%的调制;在单掺杂的Ce:LiNbO3和Zn:LiNbO3等晶体中,得到由横向光伏效应产生的偏振态记录光栅。
信息光学 LiNbO3晶体 光折变 光伏效应 二波耦合 提出了适用于光聚物厚膜盘状高密度全息存储的角度空间复用相结合的存储方法。研究了光路设置对记录容量和密度的影响,分析和计算表明:对全息光盘光聚物全息存储介质来说,新方法可以获得比空间角度复用存储方法高近一个数量级的存储容量和密度,当使用平面波做参考光、介质内参物光入射角度在32°时是获得最大存储容量和密度的最佳设置;对500 μm厚的光聚物介质,存储密度可达到42 bit/μm2,用CD ROM同样大小的全息光盘,在其相同的有效记录面积上,其总容量可以达到400 Gbit,表明新方法是实用化光聚物盘状全息存储比较理想的方法。
信息光学 高密度全息存储 全息光盘 存储密度 角度选择性 分析了半导体光放大器中双折射对基于半导体光放大器的干涉型器件性能的影响,对基于半导体光放大器的马赫曾德尔型波长转换器的理论计算表明,当半导体光放大器有双折射存在时,消光比不仅要比无双折射时的要低,而且还随着探测光的偏振态而改变,变化幅度可大于10 dB。提出了减小双折射对干涉型器件影响的方案,并且分析了实现对增益和对相位变化同时具有偏振不灵敏的半导体光放大器的可能性。
导波光学 双折射 偏振态 半导体光放大器 干涉 波长转换器 消光比 研究了利用光纤网络实现的射频滤波技术,讨论了几种基本单元结构的冲击响应函数与最佳滤波条件。给出了各单元实现理想陷波的参量取值范围,发展并验证了为获得最佳陷波的耦合器系数损耗补偿方法。实验表明这一方法是简便有效的,并与理论分析符合得很好。
光纤光学 射频 滤波 延时 定向耦合器 频谱 控制激光的弛豫振荡和空间烧孔现象的存在,对全光增益控制掺铒光纤放大器(EDFA)的性能产生劣化影响。采用一种新颖简单的利用两对光纤光栅对形成谐振腔结构,实现双波长增益控制掺铒光纤放大器。由两个不同波长的激光共同承担增益控制的任务,降低了控制激光引起的空间烧孔现象和瞬态输出变化。在动态工作条件下,双波长激光增益控制掺铒光纤放大器显示出优越的特性,适用范围扩展为普通单波长增益控制掺铒光纤放大器的两倍,能够适应0～43 kHz的上下载频率。
掺铒光纤放大器 空间烧孔现象 弛豫振荡 增益控制 结合器件的整体结构考虑,对接触式极化方法和工艺进行了研究,基于接触式极化法,设计并制作了聚合物电光光波导相位和偏振调制器。通过测量器件的偏振调制特性,在1550 nm光波波长下,获得了最大电光系数为11 pm/V,电光相位调制器的半波电压为45 V。
导波光学 光调制器 有机聚合物 接触式电极化法 对于双折射偏振光干涉滤波器,提出了一种产生平坦化光谱透射率函数的傅里叶级数对比的搜索方法,可在较大的通带和阻带范围内寻找到抖动很小时的所有可能的晶体偏转角度的数值解。给出了三块双折射晶体结构的抖动不大于0.1%时的晶体偏转角度的数值解,讨论了晶体偏角和厚度的变化对透射率函数波形的影响。
光通信技术 双折射滤波器 傅里叶变换 波分复用 交错复用器 给出一个单一器件同时具有分波器和大规模分束器功能的实验结果,其设计原理基于塔尔博特自成像效应。以两波长为例,通过改变分数塔尔博特距离和光栅周期等参量,实验上实现了两波长光信号在空间上的交叉分离。
光纤通信技术 塔尔博特效应 分波器 阵列照明器 分析了布拉格光纤光栅纤芯折射率和光栅反射率随温度和时间变化的规律,应用有关模型提出了加速衰变的概念,并由此建立了相关退火工艺。利用衰变曲线可预测光栅在给定时间和 温度下的特性. 理论和实验结果相吻合。
光通信技术 布拉格光纤光栅 热稳定性 衰变 退火 对三种不同结构的光纤光栅和环形器组成的光分插复用器的同频串扰进行了实验研究。实验表明,与常规的Ⅰ型结构光分插复用器相比,Ⅱ型和III型结构中由上载端泄漏到下载端的同频串扰分别减少了24.4 dB和39.3dB,由下载端泄漏到上载端的同频串扰分别减少了23.6 dB和24.6 dB。
波分复用 光分插复用器 光纤光栅 同频串扰 报道一种新型的有机材料锌四苯并卟吩巴豆酸苯氧树脂(缩写为Zntbp CA PhR)体系薄膜样品的吸收谱的测定,及其主要吸收谱带在激光作用下的变化情况及动力学过程。实验观察到此种材料显著的饱和及反饱和吸收现象,并观察到它的再反饱和过程,定性分析了变化过程中的物理机制。这种特征在可见光波段一个较宽的区域内都会出现。所获结果为此种有机材料在光谱域信息存储和光学限制等方面的应用提供了理论和实验依据。
光谱学 饱和吸收 反饱和吸收 锌四苯并卟吩巴豆酸苯氧树脂 用基尔霍夫衍射公式分析反射式共焦光路,得到了被测件有一定倾斜角度表面的共焦轴向响应理论模型。由菲涅耳衍射近似公式得到的共焦轴向响应特性只是它的理论模型的一个特例。同时,对接收端采用差动连接的共焦测量的聚焦瞄准信号进行了分析,得到了表面倾斜角对聚焦瞄准信号影响的关系。应用共焦实验系统及差动测量系统对具有不同倾角的块规斜面的轴向响应信号进行了测量。理论模型的数值分析与实验结果相吻合。用差动共焦光学系统作为瞄准传感器、用电容传感器进行位移监测,对倾角为10°的角规的斜面进行测量,得到分辨率小于20 nm的表面形貌图。
光学计量 差动共焦显微镜 倾斜表面 瞄准测头 以光纤倏逝波原理,研制成功一台光纤倏逝波生物传感器。该传感器对纯净的Cy5荧光染料溶液的检测灵敏度达0.01 μmol/l;对浓度为0.01 μmol/l的嗜肺军团菌核酸样品的测量信噪比为4.61。所有检测结果与商品化生物芯片扫描仪同时检测得到的结果具有很好的一致性。
光学计量 传感器技术 生物传感器 倏逝波 光纤 核酸 报道了腔长为1.1 mm的激光二极管端面抽运的Cr4+: Nd3+: YAG自调Q微片激光器,连续抽运下获得了平均功率为5～18 mW、重复频率为1～10 kHz的稳定的调Q激光脉冲输出序列.并且对微片激光器的调Q输出激光的单脉冲特性参量、重复频率以及抽运阈值功率等进行了理论研究,计算结果和实验结果比较吻合.
激光物理 激光二极管抽运 Cr4+ Nd3+:YAG 微片激光器 对重复周期小于载流子寿命的重复脉冲注入的情况,从速率方程出发,用分段模型对半导体光放大器的皮秒增益和折射率非线性进行了数值模拟,给出了重复脉冲注入下输出光脉冲时域波形的畸变、注入光脉冲引起的增益和相位变化,输出光脉冲上的频率啁啾随注入脉冲数增加的变化,以及归零光信号码流引起的增益和相位变化。
激光物理 半导体光放大器 增益和折射率非线性 自相位调制 频率啁啾 利用传播圆图解方法,分析了非对称平直腔固体激光器的热透镜效应对激光器的动力学稳定区的宽度、基模光斑尺寸和发散角的影响。此方法避免了传统ABCD矩阵法所需的繁琐计算,结果清晰明了,进而给出了测量晶体热焦距的一个简单方法。在该理论的指导下,设计了符合试验条件的谐振腔参量,并进行了实验研究,测量了激光二极管端面抽运的Nd:YVO4激光器的热焦距和光斑模式,当抽运功率23 W时获得了稳定的10 W准基模连续输出,实验结果与理论符合得很好。
激光物理 动力学稳定区 传播圆 热透镜 平直腔 
研制了一台高光束质量的全固态Nd:YAG激光器,采用KTP腔外倍频,获得了大于20 W准连续绿光输出,峰功率可达1.15×10 5 W,光束质量因子M2值约为4。
全固态激光器 532 nm绿光 KTP晶体 腔外倍频 提出一种用法布里珀罗腔半导体激光器(F P LD)作调制器,用线性啁啾光栅(LCFG)进行波长选择的双波长环形腔主动锁模光纤激光器。利用线性啁啾光栅在腔内的色散效应使两个波长的光脉冲通过铒光纤(EDF)时在时域上分开,从而减小了不同波长的光脉冲同时通过铒光纤时造成的竞争,因此可以在室温下获得波长间隔较小的稳定的双波长光脉冲输出。实验中成功地获得了重复频率约为2 GHz,波长间隔为0.92 nm的稳定双波长光脉冲,并通过调谐线性啁啾光栅中心波长的位置使激光波长可以在约3 nm范围内调谐。
半导体激光器 光纤激光器 啁啾光栅 波长调谐 报道了输出波长为1110 nm、最大输出功率4.9 W、光束质量接近衍射极限的连续波掺Yb3+双包层光纤激光器。实验采用矩形内包层的石英掺Yb3+双包层光纤,抽运源为中心波长在910 nm附近的半导体激光器,当抽运光功率为12 W时,获得了4.9 W的激光输出,斜率效率为43.6%。
光纤激光器 双包层光纤 Yb 3+掺杂 矩形内包层 用离子束溅工艺在K9玻璃基片上沉积Ti薄膜,并用原子力显微镜对其表面形貌进行测量,通过数值相关运算,发现在此工艺条件下薄膜生长界面为各向同性的自仿射分形表面,并用粗糙指数、横向相关长度和标准偏差粗糙度对薄膜样品表面进行定量描述。利用自仿射分形表面的相关函数对数值运算的结果进行拟合,得出Ti薄膜生长界面的粗糙度指数α=0.72,相应的分形维数Df=2.28,并由此得到在离子束溅射工艺下Ti薄膜属于守恒生长的结论,其生长动力学过程可用Kuramoto Sivashinsky方程来描述。
薄膜光学 离子束溅射 钛 薄膜 自仿射分形 鉴于实际应用的需要,考虑角锥反射器的二面角加工误差,采用矩阵光学和矢量运算方法,建立了一套适合于数值模拟的角锥反射器的后向反射数学模型,给出了角锥后向反射器光束变换及衍射传输的公式和数值模拟计算方法。分别针对理想角锥后向反射器和有二面角加工误差的角锥反射器,研究了反射光束的传输特性,分析了入射角和传输距离对近场和远场能量分布的影响。根据卫星搭载角锥反射器的特殊要求,讨论了速差补偿方法和设计等问题,并针对卫星姿态控制的两种情况,分别提出了速差补偿的设计方案。
角锥反射器 速差补偿 数值模拟 卫星搭载 光强分布 报道了聚合物分散液晶材料全息光栅元件的研制,并研究了聚合物分散液晶材料光栅的衍射特性及电控开关特性。该光栅结合了聚合物分散液晶材料的电控光开关特性和全息光栅的优点,在光通信器件、可调窗口、液晶显示等领域具有广泛的应用前景和巨大的潜在生产力。
光学元器件 聚合物分散液晶 全息光栅 电控开关 碘激光波长处在大气微窗口,水汽分子的吸收是碘激光在大气中传输时衰减的主要原因。利用HITRAN数据库,计算了碘激光波长模式的大气衰减情况。利用高分辨率光谱实验系统,获得了1.315 μm附近的谱线参量。在我国,由南向北,由夏到冬,水汽浓度逐渐减少,水汽分子的吸收率递减。碘激光有6条超精细谱线,单一最强线频率的碘激光的大气分子吸收比多谱线的碘激光小,更有利于大气传输。在中纬度夏季,单一最强线垂直向上全程的大气分子吸收率与多谱线碘激光水平传输1 km相当,为9.0 %。碘激光垂直向上传输比海平面水平传输受大气影响小。
大气光学 碘激光 激光大气传输 水汽分子吸收光谱 采用抽运探测方法测量了一种新型的含4 偶氮苯 4′ 偶氮苯酚侧链的共聚物(DAP PGMA)的光致异构特性。实验结果表明DAP PGMA比含单偶氮苯侧链共聚物P(MMA co MAZ)有较大的光致双折射效应,Δn～6.60×10 -4;同时DAP PGMA比P(MMA co MAZ)具有更快的开启速度,光致向向异性上升时间为40 ps,这种皮秒量级的快过程对应于双偶氮苯生色团的顺反异构过程。
光电材料 偶氮苯侧链共聚物 超快光致双折射 光致异构 利用Judd-Ofelt(J-O)理论和吸收光谱计算了Er3+、Yb3+掺杂的铝硅酸盐玻璃的J-O参量、振子强度、跃迁几率、荧光寿命,量子效率以及上转换系数等参量,比较了铒离子4I13/2→4I15/2跃迁的光谱参量的计算与测量值,并讨论了玻璃中OH-浓度与荧光寿命、绿色上转换发光强度与抽运光功率的关系.
光学材料 铝硅酸盐玻璃 Er3+、Yb3+共掺 光谱 Judd-Ofelt参量 上转换