用铥钬共掺石英光纤,在钛宝石激光泵浦下,获得了波长为1870 nm、最大功率为240 mW的单模激光输出,斜率效率接近31%.这是目前用该类光纤获得的最高转换效率.研究了输出激光功率、输出光谱随泵浦功率、激活光纤长度的变化关系,并对相应结果进行了分析.

测量了Nd∶YAG晶体从-70℃到+80℃不同温度下的荧光发射光谱和荧光寿命,计算了该晶体在不同温度下1.064 μm受激发射截面,首次获得在此温度变化范围内受激发射截面随温度的线性变化关系.

考虑了光刻胶对光吸收作用,在已有描述胶层内光场分布模型的基础上,较为准确地推导出光刻胶层内不同深度位置的光场分布.使用迭代方法计算得到了胶层内曝光量空间分布曲线,分析了不同曝光量下胶层内的线条轮廓,为直写光刻中曝光量的选择提供了依据.实验结果分析与理论分析的结果一致.

从Collins公式推导出离轴椭圆厄米-高斯光束通过一阶光学系统的变换关系,并以透镜系统为特例研究了偏心厄米-高斯光束的传输特性,在垂直于x轴截面内强度分布仍是厄米-高斯函数形式并保持阶次不变,在传播方向上光束中心轨迹线是一条过焦点的直线.

本文通过运用Giles模型对L-band EDFA在不同泵浦波长下的增益、不同泵浦功率与光纤长度的关系以及各种增益特性等进行了数值模拟,并同时辅以C-band EDFA进行比较计算,从理论上对L-band EDFA的特性进行了较为详细的分析说明,并得出了新颖的结论.

介绍了分析波导弯曲损耗的保形变换法和归一化方法以及由此得到的波导弯曲半径与弯曲损耗的关系式.建立了弯曲损耗经验公式,由该公式得出了四种常用材料的波导弯曲半径与弯曲损耗的曲线,并将已报道的相应材料制作的AWG中的最小弯曲半径及其对应的损耗实验数据与这些曲线上的相应数值进行了比较,结果表明,弯曲损耗经验公式在确定AWG中的最小弯曲半径时,有一定的参考价值.

采用透镜组扩大光束、透镜阵列聚焦和点阵光曲面聚集光能三种光路设计,通过选择各光源中的四个工作参数调节光源输出的辐射照度,本文研制出可用于动物细胞和组织培养使用的、不同强度的三种新型LED生物光源,并使用统计分析软件SPSS拟合得出它们的辐射照度经验计算公式.

利用MEMS空气腔在静电力作用下的变形,设计了一种波长可调谐的微腔电致有机发光二极管.通过外加电压,可调制发光中心波长.模拟计算了不同电压下的光谱特性,结果表明可以获得半宽度为2.14 nm,可调谐范围为150 nm的发光光谱.这在光互联的可调谐光源和彩色显示中有很好的应用前景.

研究了双光子共焦显微镜中不同荧光波长对成像特性的影响,导出了不同荧光波长的三维脉冲响应函数和三维光学传递函数并进行数值计算.研究结果表明:不同荧光波长对双光子共焦显微镜的三维光学传递函数、三维脉冲响应函数和空间截止频率产生明显的影响,随着荧光波长的增大,分辨率明显下降,但不会出现单光子共焦显微镜中的失锥现象,选取适当的荧光波长进行成像,有利于进一步改善图像分辨率和成像质量.

利用静电贴膜技术在MCP输入面制备了4 nm厚Al2O3非晶态电子透射膜,此工艺不造成MCP通道壁内表面碳污染. 探讨了贴膜与气体辉光放电的关系,测量了MCP电子透射膜的电子透过特性和离子阻挡特性. 实验表明,4 nm厚Al2O3非晶态电子透射膜能有效地透过电子,阻止反馈离子.

针对粒子场全息图像亮度不均匀产生的原因进行理论分析,采用同态滤波图像增强方法对微粒场全息图像亮度不均匀进行校正,消除了对图像处理中的二值化处理结果带来的影响,提高了原图像的象质,为进一步提取图像中的特征信息打下了良好的基础.通过计算机模拟分析和验证,证实了同态滤波图像增强方法是有效的预处理方法.

介绍了数字全息干涉法的原理,针对激光散斑噪声对包裹干涉相位图样的影响,将小波去噪分析用于图样预处理,可以提高解相精度.用该方法对四周固定、中心加载典型试件的位移进行了测试.实验结果表明,该方法简单、快速、可行.

研究了IP over WDM网络中各层备用资源的分配问题,提出了一种新的IP over WDM网络中可恢复的路由选择策略以及应用于其中的备用路由选择算法.该策略通过层间备用资源共享,能够完全利用网络中为恢复光层故障所预留的资源来进行IP层故障恢复,从而大大提高了网络的资源利用率.对所提出的策略进行了性能分析,并给出了相应的性能指标.

对一种光单边带传输系统用MATLAB进行了仿真,结果表明:在完全消光条件下,10Gb/s单边带信号在常规单模光纤传输可达140 km, 而双边带仅为70 km;消光比对双边带传输和单边带传输的影响是不一样的. 双边带传输消光比为10 dB就够了, 单边带传输消光比要在20 dB以上,只有消光比大于20 dB时单边带传输相对于双边带传输的优越性才逐渐呈现出来.

从啁啾的角度讨论了不同群色散剖面函数对色散缓变光纤的意义.发现指数型色散缓变光纤中初始啁啾对GVD所致啁啾的影响最小,在指数型、线型、对数型和高斯型色散缓变光纤中GVD所致啁啾具有同非线性效应所致啁啾相似的饱和性,二者相消,使净啁啾趋于零.在孤子通信系统中,指数型色散缓变光纤最具实际应用价值.

首次在有限伽罗瓦域GF(7)上以本原元3构造出RS地址序列码.在一维RS素数码的基础上,给出基于二素数的二维RS矩阵码(2D-RSC)的设计方案.系统地研究了2D-RSC的OCDMA系统总体性能:分析了2D-RSC码字的相关性;导出了系统的最大用户容量;研究了2D-RSC系统以多址干扰为主的误码性能.结果表明:2D-RSC系统性能较之一维RS码有明显的改进.特别是在大信息量传输时,采用两个较大的素数,基于2D-RSC的OCDMA系统的总体性能远优于一维素数码.

用OPO激光为激发光源,对两种新型三元固态配合物氯化稀土(Eu3+,Tb3+)乙酰丙氨酸咪唑进行了荧光光谱测试,发现激光激发波长为487 nm时,铽配合物在545 nm处产生较强的铽(Ⅲ)离子特征绿色荧光谱线,激发波长为465 nm和525 nm时,铕配合物均在613 nm和618 nm处产生强的铕(Ⅲ)离子特征红色荧光谱线;并且这两种稀土配合物的荧光均比相应稀土盐的强.分析了上述现象产生的原因,讨论了配体对中心离子发光性能的影响.同时还测试了标题配合物的FTIR和UV/VIS光谱.

通过分析2、2′菁染料水溶液、银胶体以及2、2′菁染料吸附于银胶表面时的吸收光谱得知,2、2′菁染料吸附于银胶表面时,有J聚集体出现,通过分析基频及高阶线性Raman光谱,证实了一些低波数的Raman信号是由J聚集体产生的,从而进一步证实了吸附于银胶表面的2、2′菁染料以单体和J聚集体形式共存.同时,由吸收光谱还可以看出,2、2′菁染料分子及其J聚集体分子的吸收带都处于银胶吸收带的半高宽范围内,满足共振条件,当用不同激发波长(514.5 nm和488 nm)的光激发吸附于银胶表面的2、2′菁染料时,观察到了J聚集体的敏化荧光,而用此激发光激发2、2′菁染料水溶液时,就没有观察到J聚集体的敏化荧光,从而说明了银胶表面的存在,加速了单体2、2′菁染料分子与其J聚集体分子之间的能量转移速率.

从电磁场理论推导了光波在负折射率介质薄层中的传输矩阵,对由正、负折射率介质构成的全介质布喇格反射镜的反射带宽和角度特性进行了分析和讨论,与普通的均由正折射率介质构成的布喇格反射镜的相应特性做了对比,并根据薄膜理论对研究结果作了解释.结果表明含有负折射率介质的布喇格全反射镜的反射带宽和角度特性均优于普通由正折射率介质构成的布喇格镜.

在菲涅耳公式、相位匹配条件和多光束干涉理论的基础上,将晶体偏光棱镜的各参量表示为合理的几何模型,得出了光强透射比随空间入射角的变化关系,并设计了验证光强透射比的实验,实验结果和理论推导相一致.结果表明:胶合层间的多光束干涉对棱镜光强透射比的影响不可忽略,对于空气隙型偏光棱镜,由于空气隙间多光束干涉的影响,光强透射比随任意角度变化较大,而用胶合介质胶合的棱镜,其透射比对空间入射角不是很敏感.

利用各向异性介质与各向同性介质构造了一维光子晶体,利用传输矩阵方法分析了它的能带结构,指出利用各向异性介质可以构造高消光比,全角度的偏振分束器件,并分析了它的理论基础.对影响偏振分束带宽的因素进行了分析.为进一步改进设计提出了方向.

采用时间分辨荧光光谱技术,在273 K下用波长为507 nm的光激发对菠菜光系统Ⅱ捕光天线LHCⅡ的光谱特性和时间特性作了研究.将获得的荧光光谱进行高斯解析,得到6个光谱组分,反映了光谱特性:Chl a662660/661、Chl a/b672670/671、Chl a683.5680/681和Chl a699.9695.0,而中心波长为738.6nm、761.0 nm的光谱组分则可能对应着主发射峰的振动副带.通过对荧光衰减曲线进行三指数时间拟合,得到激发能在LHCⅡ中传递的时间常数:8.8 ps、500 ps、1.6 ns,并分析得出了时间常数与光谱组分的对应关系.

采用飞秒时间分辨荧光光谱学对PSⅡ颗粒复合物在83 K,160 K,273 K下进行研究,实验表明随温度升高,光谱加宽.并且发现在PSⅡ颗粒复合物中至少存在以下几种特征Chl分子:Chl b640639,Chl b645640,Chl a663660,Chl a668667,Chl a676673,Chl a681680,Chl a682680/681,Chl a688/689684,685,Chl a698688.在不同的温度下,参与能量传递的色素分子传能途径各不相同,但都有一个共同点:在到达反应中心之前能量传递高效进行,绝大多数能量传递到了反应中心,而在680 nm之后的波段,能量损耗明显增大,这是由于电子传能受阻,能量绝大多数以荧光形式耗散.对荧光衰减曲线进行时间拟合,得到四组时间常数:30～40 ps,260 ps,550～670 ps,1～8 ns.几个ns的长寿命组分,反映了两个能量传递过程,即与基对态P680+pheo-,以及能量传递过程中Chl a分子由激发态辐射荧光衰退到基态以辐射荧光形式丢失能量的过程有关.550～670 ps的时间组分,反映的是部分电荷重组的过程.260 ps的组分只在83 K出现,应归于LHCⅡ中的Car分子经中间传递体传能到Chl b 639分子后继续将能量传递到反应中心P680的时间.30～40 ps的时间组分为LHCⅡ中的Chl分子吸收光能后通过一系列中间体将能量传递到反应中心,Chl a680/681分子的能量传递过程.

介绍一种用基于提升算法的中值滤波构造自适应小波变换方法.其思想是设计自适应的"预测算子"及自适应的"更新"运算以更好的逼近信号,从而达到更"紧凑"的信号表示.实验表明,在图像压缩应用中,在峰值信噪比(PSNR)上,虽然本文算法比不上D9/7小波,但在主观评价上更好.

提出了介质的光学厚度系数成圆形分布的一维光子晶体结构,与周期结构的光子晶体相比,该结构具有禁带展宽特性.同时讨论了起止膜层及膜层的光学厚度对该结构禁带特性的影响,优化出了在所选材料的介电常数所允许的频率范围内,具有完全禁带特征的光子晶体结构.

以平行排列的无限长金属圆柱体为模型,基于金属颗粒与电磁场相互作用的平均场理论和非线性光学的基本理论,计算了局域场增强和表面等离子体共振引起金属纳米线阵列的光学非线性增强,通过理论计算得到了银纳米线阵列的局域场增强因子和有效三阶非线性极化率的增强因子,并分析了不同参量和非参量非线性光学效应总的场增强因子.

介绍了一种基于红外成像和序列图像处理技术的对固定平台红外单站被动定位新算法.该算法通过对红外成像目标的实时测量信息求解出目标相对测量基站的距离,它适用于匀速、匀加速和变加速等各种运动模型,具有定位精度高、体积小和便于机动的特点.该算法对可见光成像单站被动定位同样有效.

用有限元法对层合板结构和蜂窝夹层结构的两种复合材料反射镜的刚度进行分析计算,分析是以Ex1522环氧树脂为基体,M60J碳为增强材料的平面反射镜为例进行的,分析包括不同铺层取向、顺序的层合板反射镜自重下的镜面变形;对蜂窝夹层结构反射镜,分别比较了以芳纶纸、玻璃布、耐久铝三种夹层材料的反射镜刚度,对比了碳纤维复合材料、铍金属、微晶玻璃为面板材料的反射镜刚度,讨论了不同蜂窝单元结构形状对反射镜刚度的影响.分析表明,对于以Ex1522环氧树脂为基体,M60J碳为增强材料的平面复合材料反射镜,要使其具有相对稳定的面形,应采用单元形状为正三角形铝蜂窝,前后面板各为12层[90/45/0/-45]3层合板的夹层结构.

以扫描探针显微理论为基础,讨论了基于光学纤维探针技术的自聚焦透镜光斑测量方法,介绍了实验系统的构成和测量原理、光学探针的制作和软件控制技术,并且以日本产NSG自聚焦透镜为样品进行了光斑测量和分析.所得结果对于评价自聚焦透镜的成像性能具有重要意义.

垂线偏差的测量过去一直受天文坐标测量困难的影响而效率低下.为了快速、精确地测得垂线偏差,提出了利用大面阵CCD构成数字天顶摄影仪,对拍摄的恒星影像进行搜索、细分定位处理,计算出测站点的天文坐标的基本原理;再根据GPS测得的大地坐标,解出垂线偏差.并且结合本系统自身的条件,提出了快速在大面阵CCD图象中搜索多个恒星目标的新方法.通过软件模拟,结果表明了该方案的可行性.

运用扇束扫描数据采集系统获得三维流场辐射谱强度数据,并采用重排算法及MART技术相结合作为扇形束辐射层析重建算法.通过数值模拟进行了算法检验并确定了系统旋转及扫描参数.最后,根据该扇束辐射层析技术进行了热等离子体三维流场重建实验.结果表明:用该方法重建的温度场与文献所得结果相近(重建温度范围都在4000～14000 K之间),重建三维等离子场电子(离子)数密度场范围在10×1015～70×1015个/cm3之间.