简述了新型非线性晶体KABO的光学特性.根据相位匹配角公式、非线性有效系数公式、走离角公式和允许角公式,详细计算了KABO晶体倍频时的相位匹配角、非线性有效系数、倍频时谐波走离角、允许角随波长变化的理论曲线.特别是对LD泵浦掺钕的全固态激光器532 nm输出时,得到了KABO晶体采用I类相位匹配进行四倍频的相位匹配角、非线性有效系数、倍频时谐波走离角、允许角分别为:58.1°、0.254×10-12m/V、2.8°、1.8233 mrad*mm;并将该晶体与目前可应用于紫外倍频的晶体比较,在考虑走离效应的情况下,研究了四倍频转换效率随KABO晶体长度、基频光光斑半径的变化规律.

对5 kW横流CO2激光器脉冲预电离过程进行理论分析和实验研究.表明了预电离过程中电子密度的重要作用,它能为下一步的主放电提供良好的条件.结果表明理论分析与实验结果相符合.

提出一种获得波长间距可调谐稳定激光输出的新颖结构,即把非平衡Michelson干涉仪接入光纤激光器谐振腔内,同时利用压电陶瓷调节干涉仪光程差,在1562.24 nm 波段得到小于0.06 nm可调谐波长间距的多波长激光输出.

研制了激光驾束制导信息场模拟装置,该装置利用单片机控制多路开关,按光场指令时序的要求,输出不同的频率编码,并驱动模拟光源,从而模拟激光光场中不同点的光频信息.试验结果显示,光场信息模拟输出稳定,可以满足激光驾束制导导弹研究、生产和试验中的检测使用要求.

为提供一个在大范围内曝光出深亚微米甚至纳米级周期性密集图形的廉价的方法,研究了四激光束干涉光刻的原理,分析了干涉曝光的结果,并进行了计算机模拟.用现有的光源,如442 nm、365 nm、248 nm、193 nm激光,曝光得到的图形的临界尺寸容易做到180～70 nm.具有实际上无限制的焦深和容易实现的大视场.适合硅基CCDs、平场显示器的场发射电极阵列等光电子器件中大范围内超亚微米级的周期性孔阵或点阵结构图形的制作.

通过实际测量和理论计算,给出高反射薄膜的散射和吸收数据,分析两种损耗对薄膜性能起的不同作用;同时,还讨论了热处理对薄膜吸收的影响.

对连续波LD泵浦掺Yb3+双包层光纤激光器的模式竞争进行了实验研究.发现由二色镜和光纤端面构成的F-P谐振腔中存在激烈的模式竞争,对光纤激光器发射波长和输出功率的稳定性都产生不利影响.通过消除"空间烧孔"或减小光纤激光器的有效增益带宽,能够有效抑制模式竞争,提高激光器的输出稳定性.

对单模光纤中弯曲损耗随弯曲半径(1～8 mm)和波长(1530～1565 nm)变化的实验进行了测试,结果显示弯曲损耗随弯曲半径和波长呈现振荡.理论分析表明由于光纤纤芯中的基模和在包层以及涂覆层中传播的Whispering-gallery模式之间的耦合,引起了弯曲损耗的振荡,理论分析结果和实验结果基本一致.

研究了基于多模干涉(MMI)耦合器的阵列波导光栅(AWG).通过模式传输分析方法,分析了多模干涉耦合器及阵列波导;并给出在硅基底上的二氧化硅波导上四通道100 GHz-AWG普通结构和紧凑结构的设计结果.

介绍了阵列波导光栅(AWG)复用器的工作原理;运用光栅衍射理论和马卡提里近似法,对中心波长为1.55 μm,波长间隔为1.6 nm的聚合物AWG进行参量设计,通过数值模拟验证了设计的正确性.用甲基丙烯酸甲酯类聚合物对AWG的制备工艺进行了研究,用铝作掩模制作了聚合物光波导,测试结果表明在1.55 μm处波导实现单模传输.

采用两束相干平行光形成的干涉光场辐照LiNbO3∶ Fe晶体,通过光折变效应在晶体中写入了阵列平面光波导.分别采用马赫-曾德干涉仪光路和光栅衍射法测量了阵列平面光波导的横向折射率分布和周期,并对所写入的阵列平面光波导进行了初步的导光测试.实验结果表明,用这种方法写入阵列平面光波导简便可行.

选取高分子单体组合,用悬浮扩散共聚法研制具有球对称梯度折射率(Gradient Refractive Index,GRIN)的微型聚合物球透镜.用剪切干涉法测定微透镜试样的折射率剖面,根据分布曲线的特征调整、优化制备工艺条件,成功获得直径0.3～1.4 mm、透明、在半径的全程范围具有球对称折射率梯度,折射率差ΔN为0.006～0.014的微型聚合物球透镜.

对于非线性克尔介质中的非傍轴双脉冲激光束的传输,通过数值求解修正的非线性Schro ¨dinger方程发现:当入射光强度在一定的能量阈值以上,入射光束的间隔达到一定值时,空间双脉冲激光束在传输过程中会发生相互作用.这种相互作用不同于一般傍轴激光束之间的相互作用,它的作用效果以一束很小的分束光的形式表现出来.文中对这种相互作用的效果进行了报道,并对此做出了理论的解释.

研究了多光子非线性Compton散射中电子与光子的能量转换及其转换效率.结果表明:散射光子频率随电子吸收光子数n的增大而增大,随碰撞非弹性成分ξ的增大而迅速减小.在超强激光场中,当极端相对论性电子与光子发生多光子非线性Compton散射且被光场俘获时,能量转换效率趋于无限大,即电子可以从超强激光场中获得巨大的加速能量.用高速电子束入射并与光子发生多光子非线性Compton散射,是提高非线性Compton散射能量转换效率的重要途径.

以琼斯矩阵为数学工具,利用理论分析、计算机仿真和实验研究的方法,考察了偏振片的消光比和预偏角误差对光学电流传感器输出特性的影响.研究结果表明,上述偏振片参量均可在光学电流传感器的输出中引入直流分量,并使尺度因子发生一定的改变.当最终输出信号用交流电表度量时,输出信号中引入的直流分量可被交流电表中自带的隔直电容滤除,尺度因子的改变可用后续信号处理电路中的放大单元矫正.本研究结果可为光学电流传感器的设计人员提供有用的参考.

选择不同间距的基片自由端和不同长度的自由悬垂光纤研制了利用光纤弯曲损耗的光纤双向应变-位移传感器.该传感器可分别用于测量应变和位移.实验表明:悬臂梁上的应变标准误差约为～26 με.微位移架上的位移标准误差约～0.06 mm.基本满足建筑结构对测量精度的要求.

运用啁啾光纤光栅法对在G.652光纤传输的16×10 Gb/s信号实现色散补偿数值模拟和研究,分析了入纤光功率、色散斜率以及啁啾光纤光栅色散补偿带宽对系统误码率的影响,结论是:入纤光功率在8～16 dBm之间时系统的性能较好;啁啾光纤光栅的色散补偿带宽对系统的影响较大;光纤的色散斜率对系统误码率有一定的影响.

根据耦合模理论,用传输矩阵法计算了啁啾Moire光栅的透射谱特性,分析表明其透射谱具有多个通带及好的通道隔离度.通过调整光栅各参量可获得通道间隔满足国际电信联盟标准的啁啾Moire光栅.

定性地论述了卡塞格林系统设计中焦距、场镜焦距和后工作距离大小的选择.并论述了在设计中主、次镜必须根据设计结果的分析,调整主、次镜的半径和间隔,从而使后工作距离,遮栏比都能满足设计要求,最终使系统能够获得最优的设计性能以满足设计需要,在系统的垂轴像差难以消除时,也需考虑变换系统的光栏位置.

设计了折射/衍射混合减热差红外光学系统,仅使用硅和锗两种材料.设计结果表明,此系统具有良好的减热差和校色差作用,在-80～200℃温度范围内不仅得到接近衍射极限的成像质量,而且结构简单,体积小,重量轻.

采用软硬件滤波技术来消除振动和空气扰动的影响,通过现场仪器标定技术来增强测量系统的适应性,非线性补偿技术、温度控制等技术的实施,使得研制出的发电机组标高测量系统具有测量动态范围大、测量精度高、实时快速、现场适应性好等特点.

介绍一种利用频率调制光谱技术,在自然环境光下进行材料双向反射分布函数(BRDF)的测量方法.用该方法对若干墙面靶材料的反向散射双向反射分布函数进行了测量,并给出了被测材料的BRDF拟合函数参量.测量环境模拟了以墙面材料为反射靶的激光现场遥感探测气体测量环境,其结果对此类探测仪器的设计具有指导意义.

应用相移干涉术测量物体相位时,相移量与相移帧数存在着最佳取值问题,即最佳采样方式,它决定着系统抗扰动和降低误差的能力.用系数矩阵的条件数衡量相位测量误差矩阵与强度探测误差矩阵方程的性态,即光强方程组对扰动的敏感程度,经数学推导及论证,得出结论:当系数矩阵为正交矩阵时,相位计算的误差最小,或者说在等间距满周期采样情况下,具有最强的抗噪音能力.在推导出最佳采样方式后,对系数矩阵的条件数与采样方式之间的关系进行了计算机模拟,并给出了模拟曲线.

提出了一种基于EBCOT (率失真优化截取内嵌码块编码)算法的矩形ROI(感兴趣区域)编码的干涉多光谱卫星遥感图像压缩方法.该方法不需要对小波域的系数进行提升,而是在码流组织时通过对多光谱区域的误差跟踪提高恢复图像的质量.误差的跟踪完全是自适应的,可以根据用户给定的恢复图像多光谱区域的峰值信噪比最低要求自动实现码流的组织,解码器不需要知道该图像是否存在ROI,而且该方法保留了EBCOT的优良特性.实验结果表明,这种编码方式在干涉多光谱卫星图像压缩中可获得非常理想的效果.

利用多模压缩态理论,研究了由多模复共轭虚相干态|{iZ*j}〉q、多模复共轭虚相干态的相反态|{-iZ*j}〉q和多模复共轭相干态|{Z*j}〉q的线性叠加所组成的新型三态叠加多模叠加态光场|Ψ(3)〉q中广义电场分量的偶数次不等幂次Nj次方Y压缩特性.结果发现:在各模的压缩次数Nj=2pj且pj=2m′j+1(m′j=0,1,2,3,…,…)和Nj′=2pj′且pj′=2m′j′+1(m′j′=0,1,2,3,…,…)的条件下,当各模的初始相位φj与φj′、态间的初始相位差(θ1-θ3)与(θ2-θ3),以及各单模相干态光场总的平均光子数之和qj=1R2j等分别满足一定的取值条件时,态|Ψ(3)〉q的广义电场分量(即第二正交相位分量)总可呈现出周期性变化的、偶数次的广义非线性不等幂次Nj次方Y压缩效应.

根据量子力学中的线性叠加原理,构造了由奇、偶相干态光场所组成的一种新型的四态叠加多模叠加态光场|Ψ(4)o,eⅢ〉q.它是由多模虚奇相干态和多模虚偶相干态这两者的线性叠加所组成的.利用多模压缩态理论详细研究了态|Ψ(4)o,eⅢ〉q的等幂次N次方H压缩特性.结果发现:当腔模总数q与压缩次数N的乘积为奇数时,若各模初始相位和qj＝1φj、态间叠加几率幅γo、γe以及态间相位差θe-θo等相关参量满足一定的不同条件时,态|Ψ(4)o,eⅢ〉q可分别呈现以下非经典效应:i)等幂次N次方H压缩;ii)"半相干态"效应

讨论了像增强器微带传输电路和脉冲选通模型.根据传输线理论用数值方法模拟了纳秒和皮秒脉冲在像增强器内的传输特性,给出了相吻合的理论和实验结果;将脉冲微带传输模型和微通道板的时间相关离散打拿极模型相结合,完整地分析了像增强器的脉冲选通特性.研究结果表明:与输入脉冲相比,加载到微带上的脉冲和像增强器输出端输出脉冲的变化主要受微带传输时间的影响;像增强器光选通的特性与输入脉冲有明显的区别.

介绍了采用紫外光化学汽相淀积(UVCVD)、超高真空化学汽相淀积 (UHVCVD)和超低压化学汽相淀积 (ULPCVD)技术研制的化学汽相淀积 (CVD)工艺系统,简称U3CVD系统.应用该系统,在450℃低温和10-7Pa超高真空环境下研制出了硅锗(SiGe)材料和硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)材料.实验表明,该系统制备的SiGe HBT材料性能良好.