期刊基本信息
创刊:
1972年 • 月刊
名称:
光子学报
英文:
ACTA PHOTONICA SINICA
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院西安光学精密机械研究所;中国光学学会
出版单位:
科学出版社
主编:
郝跃
ISSN:
1004-4213
刊号:
CN 61-1235/O4
电话:
029-88887564
邮箱:
地址:
陕西省西安市长安区新型工业园信息大道17号47分箱
邮编:
710119
定价:
120元/期

本期栏目 2008, 37(4)

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光子学报 第37卷 第4期

作者单位
摘要
中国科学技术大学,精密机械与精密仪器系,合肥,230026
采用蒙特卡罗方法分析了光子在树脂中的输运过程,建立了紫外光单点固化模型,并进行了单点固化过程的模拟计算,通过曝光固化实验验证了该算法的可靠性.理论模拟和实验结果表明,当曝光能量达到临界值,固化点的高度和直径随曝光时间、功率的增大呈对数关系增大.利用该算法可以模拟各种不同光强分布的曝光固化过程,为加工分辨率的提高和工艺参量的优化提供理论基础.
微细加工 光成型技术 光固化 蒙特卡罗 数值模拟 
光子学报
2008, 37(4): 625
作者单位
摘要
西安建筑科技大学,理学院应用物理所,西安,710055
通过激光二极管端面泵浦Yb:YAG薄片工作特点分析,建立了符合实际情况的热模型.热模型考虑了介质薄片具有端面绝热、周边恒温冷却、后端面镀膜达到充分利用泵浦光能量等特点.分析并建构了Poisson方程新的求解方法,得出了Yb:YAG薄片内部温度场以及泵浦端面热形变场的一般解析表达式.理论研究结果表明:若激光二极管泵浦功率为20 W、耦合到薄片泵浦面的泵浦光高斯半径为250 μm时,长度3 mm、半径1.5 mm的5.0at.%Yd:YAG薄片泵浦端面的最高温升为44.5℃,最大热形变量为0.83 μm.
Yb:YAG激光器 端面泵浦 热效应 解析分析 
光子学报
2008, 37(4): 631
作者单位
摘要
南京晓庄学院,物理系,南京,210017
研究了双环掺铒光纤激光器混沌控制产生周期脉冲以及多周期现象,并提出了光调制器调制泵浦控制、外部光注入控制、光衰减器控制、光延时时间控制器控制以及相位控制器控制和连续键控反馈光等多种双环掺铒光纤激光器的混沌控制方法.结果表明:用光调制器调制泵浦光能控制激光到周期态及多周期态;用外部光注入能控制激光到单周期态、双周期态、三周期态、四周期态、五周期态以及多种高周期态等,能形成多种形式相空间图样,产生双环掺铒光纤激光器独特的激光单锁模拟和双锁模拟现象;用外部光路反馈控制时,在负反馈条件下,用时间控制器控制反馈光的延时时间能控制激光到不同的周期态和双周期态,用光衰减器控制光的强度能控制激光到稳定态及周期态,用相位调制器控制反馈光的相位进行负反馈和正反馈转换时能有效地控制激光进入到稳定态及周期态;连续键控反馈光相位能控制激光到多周期态等.整个控制系统能动态、有效地控制产生周期光脉冲以及多种新颖的多周期态等.
非线性光学 混沌 控制 光纤激光器 
光子学报
2008, 37(4): 636
作者单位
摘要
西安电子科技大学,技术物理学院,西安,710071
提出了一种求解波导阵列耦合特性的方法.采用拉普拉斯变换,将同时考虑相邻和次相邻波导耦合作用的波导阵列耦合模方程组变为一个线性方程组,利用矩阵的LU分解法(将系数矩阵分解为单位下三角阵L与上三角阵U的乘积)求出该线性方程组的解.然后根据给定的初始条件进行拉普拉斯变换反演,求出耦合模方程组的解.采用该方法研究了五波导阵列,光从中间一个波导入射和从五个波导入射时的耦合特性,给出了每个波导中光功率变化规律曲线,并将所得结果与同样条件下仅考虑相邻波导耦合的结果做了比较.采用该方法可以求出任意数目波导组成的阵列,考虑任意波导之间耦合的耦合模方程组的解.
导波光学 多波导阵列 拉普拉斯变换 耦合 
光子学报
2008, 37(4): 644
作者单位
摘要
西南科技大学,理学院,四川,绵阳,621000
利用MATLAB 偏微分方程工具箱(PDE)实现方形玻璃纤维边界条件下离子扩散的有限元解法,给出一般步骤,对离子交换制备方形自聚焦透镜过程进行计算机模拟.运用分离变量法求解方形玻璃纤维中Tl+离子浓度定解方程,由离子浓度与折射率的线性关系,得到了方形自聚焦透镜折射率分布的数学表达式,计算出折射率分布图以及理论值.与实验值校验表明,相对误差小于0.33%.
方形自聚焦透镜 离子交换 分离变量法 MATLAB 
光子学报
2008, 37(4): 648
作者单位
摘要
长春理工大学,理学院,物理系,长春,130022
通过在光纤Sagnac环中引入对称啁啾光纤光栅,对带有光纤光栅的Sagnac环梳状滤波器进行了改进,克服了原有滤波器工作带宽小、通带间隔不等的缺点.通过对光栅参量进行适当设计,在中等折射率调制度下,可使光栅同时具有高反射率和大反射带宽,结合Sagnac环可得到大带宽、等间隔梳状滤波器.
啁啾光纤光栅 Sagnac环 梳状滤波器 
光子学报
2008, 37(4): 652
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安,710119
2 西安交通大学,电子科学与技术系,西安,710049
分析了开环系统中一维灰光伏孤子的时间特性.基于与时间相关的演化方程,用数值方法得到了准稳态和稳态的灰孤子解,分析了形成准稳态灰孤子的物理机制.结果显示准稳态灰孤子的宽度是与光强无关的,并且它们的形成时间和孤子的峰值与背景辐射强度比成反比.这些性质与开环系统中的亮、暗孤子的性质很相似.同时采用波传播的数值解法,分析了它们的传播特性,结果显示它们在小于10%的扰动下是相对稳定的.
非线性光学 灰孤子 时间分析 光传播特性 Nonlinear optics Gray solitons Temporal behavior Optical propagation 
光子学报
2008, 37(4): 657
作者单位
摘要
1 华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074
2 武汉大学,材料系,武汉,430072
基于准相位匹配铌酸锂波导的波长转换,分析了采用脉冲泵浦的方法提高泵浦带宽容限的机理.研究表明:窄脉冲的频带内包含有大量的频谱分量,这些谱分量可以通过倍频效应和和频效应两种机制产生0.8 μm波段的光场,使泵浦带宽容限得到了改善.理论计算和实验都证明了在40G Hz 的ps级脉冲泵浦的波长转换时,-3 dB泵浦带宽容限提高到大约3 nm.
光纤通信 波长转换 泵浦带宽 倍频效应 和频效应 差频效应 
光子学报
2008, 37(4): 662
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学,技术物理学院,西安,710071
2 中国科学院西安光学机密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安,710119
实验研究了采用信号光在一块非线性晶体内被同一束泵浦光放大两次的结构来实现光参量啁啾脉冲放大过程中对参量荧光的控制,实验得到了2×106的双通总增益,输出总能量为2 mJ,信号光能量晃动小于3% rms,此时参量荧光仅占输出总能量的1%.采用这种放大结构,提高了短信号光与长泵浦光在时域上的匹配和转换效率,抑制了参量荧光,并提高了放大信号光的能量稳定性.
激光放大器 参量振荡器与放大器 超快激光 超快技术 
光子学报
2008, 37(4): 667
作者单位
摘要
1 辽宁工业大学,数理科学系,辽宁,锦州,121001
2 辽宁师范大学,物理与电子技术学院,辽宁,大连,116029
研究了一个时间混沌系统驱动多个时空混沌系统的并行同步问题.以单模激光Lorenz系统和一维耦合映像格子为例,在单模激光Lorenz系统中提取一个混沌序列,通过与一维耦合映像格子中的状态变量耦合使单模激光Lorenz系统和多个同结构一维耦合映像格子同时达到广义同步,并且多个一维耦合映像格子之间实现完全并行同步.通过计算条件Lyapunov指数,可以得到并行同步所需反馈系数的取值范围.数值模拟证明了此方法的可行性和有效性.
广义混沌同步 时空混沌 条件Lyapunov指数 单模激光Lorenz系统 耦合映像格子 
光子学报
2008, 37(4): 671
作者单位
摘要
1 湖南文理学院,物理与电子科学系,湖南,常德,415000
2 重庆文理学院,物理与信息工程系,重庆,402168
针对去噪和非线性效应中滤波的特点,分析了去噪和非线性效应的基本原理,给出了矩形滤波、汉宁滤波和门限滤波的方法及其优缺点,比较了这三种滤波方法对傅里叶变换轮廓术(FTP)测量准确度的影响.计算机仿真表明:对于线性系统中的去噪处理,选用门限滤波效果最佳;对于非线性效应中滤波,选用矩形滤波与汉宁滤波效果较佳.实验中主要表现为非线性效应.结果表明:用矩形滤波,物体面形恢复的最好,用门限滤波,物体面形恢复的最差.计算机仿真和实验结果都表明:矩形滤波与汉宁滤波相比较,用矩形滤波效果更佳.
信息光学 滤波方法 去噪 非线性效应 傅里叶变换轮廓术(FTP) 测量准确度 
光子学报
2008, 37(4): 676
作者单位
摘要
1 河北大学,物理科学与技术学院,河北,保定,071002
2 华北电力大学,河北,保定,071002
采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置,研究了入射光强度及光入射角对Ce:KNSBN晶体中光扇效应的影响.结果表明,光扇效应存在明显的入射光强度阈值特性,入射光强度阈值为38.2 mW/cm2.对应相同的入射光强度,光入射角θ为15°时稳态光扇强度Ifsat最强,如:入射光强度为38.2 mW/cm2时,Ifsat最大为0.7 mW/cm2;入射光强度为57.3 mW/cm2时,Ifsat最大为1.8 mW/cm2.
Ce:KNSBN晶体 光扇效应 入射光参量 阈值特性 
光子学报
2008, 37(4): 682
作者单位
摘要
1 北京邮电大学,光通信与光波技术教育部重点实验室,北京,100876
2 信息产业部电信规划研究院,北京,100037
对波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)网状网中的动态域间流量疏导问题进行了深入研究.在源路由模式下,提出了一种基于固定备选路由方式的动态域间流量疏导算法,并在其基础上提出了只考虑波长均衡和同时考虑波长均衡与业务均衡的改进方法.该算法可以有效地避免路由环,得到较低的阻塞率,节省全网的收发器数目和波长资源.仿真结果表明,这种算法可以有效地改善网络性能.
波分复用 域间流量疏导 源路由 固定备选路由 路由与波长分配 
光子学报
2008, 37(4): 686
作者单位
摘要
上海大学,通信与信息工程学院,上海,200072
针对双折射光交错滤波器的设计,在傅里叶级数对比正向搜索法的基础上,发展了一种基于傅里叶级数的Cesaro方法的设计方法.利用该方法设计了三级级联的双折射光交错滤波器,计算方法更加简单,所获得的结构参量可以满足较高设计要求.
光交错复用器 傅里叶级数 Cesaro方法 平顶 
光子学报
2008, 37(4): 691
作者单位
摘要
1 电子科技大学,宽带光纤传输和通信网技术教育部重点实验室,成都,610054
2 重庆大学,光电技术与系统教育部重点实验室,重庆,400044
从理论和实验上研究了带有高频二氧化碳激光写入的低成本长周期光纤光栅(LPFG)掺铒光纤放大器(EDFA).结果表明,单波长和多波长EDFA的性能都可以通过在掺铒光纤(EDF)中插入长周期光纤光栅用作自发辐射噪声(ASE)滤波器或增益平坦器来提高性能.优化设计了带LPFG噪声滤波器的线放EDFA,与没有LPFG噪声滤波器相比,线放的噪声和小信号增益分别被减小和提高了约0.5 dB和7 dB.通过在多波长EDFA的EDF中插入一个LPFG增益平坦滤波器的方法,获得了1.5 dB的增益平坦度,与没有LPFG平坦器相比,EDFA的噪声被减小了0.1 dB,增益被提高了1 dB.
长周期光纤光栅 自发辐射噪声滤波器 增益平坦器 掺铒光纤放大器 Long-period fiber grating(LPFG) ASE noise filters Gain equalizer Erbium-doped fiber amplifiers(EDFAs) 
光子学报
2008, 37(4): 695
作者单位
摘要
山东大学,信息科学与工程学院,济南,250100
研究了纤芯为各向同性非均匀材料,而包层为负折射率均匀介质光纤的色散特性.在纤芯满足弱渐变条件的假定下,按矢量场分析法,通过芯层与包层的介电常数比ξ和磁导率比η,讨论了导波模式色散特性对左手介质包层材料的依赖性.分析表明,ξ和η对轴对称模色散曲线的低频段影响较大,但对非轴对称模影响不大.ξ和η对导波模式的截止频率没有影响.由于该光纤中的HEm1模的截止频率都等于0,所以不存在理论上的单模区,但仍可近似实现无色散传输.
负折射率 左手介质 色散 渐变光纤 
光子学报
2008, 37(4): 701
作者单位
摘要
重庆大学,光电技术及系统教育部重点实验室,重庆,400044
从傅里叶变换原理入手,对不插值傅里叶变换解调和高斯频谱插值方法的误差进行了分析.介绍了三次样条插值的原理,通过三次样条插值得到输出光强信号对光频率均匀采样光谱.从光纤F-P传感器的腔长由20 μm以0.02 μm步长匀速增加至120 μm的仿真分析得出,经过三次样条插值后再进行傅里叶变换解调的精度相对频率插值法更高.在此基础上,采用美国Ocean Optics公司生产的USB2000型光谱仪和Melles Griot公司的17MAX600型光纤对准微动台(精度达0.01 μm)搭建了实验系统并进行了对比实验.结果表明,基于三次样条插值的傅里叶变换解调方法误差在0.06 μm以内.
光纤F-P传感器 解调 傅里叶变换 三次样条插值 
光子学报
2008, 37(4): 705
作者单位
摘要
1 北京工业大学,应用数理学院,北京,100022
2 北京工业大学,机械工程与应用电子技术学院,北京,100022
采用一种基于Sagnac干涉仪原理的分布式光纤声学传感系统对长距离管道泄漏进行检测,主要分析和研究了不同的输入偏振态对输出光功率的影响.当信号光场与本振光场的偏转态一致时,可得到高灵敏度接收;当信号光场和本振光场的偏振态正交时,检测不到泄漏信号.在系统长度10.044 km时,测得的零点频率是在20 kHz,根据理论公式计算的泄漏点位置在5 km处,与实际的泄漏点的位置5.022 km处,比较相近,相对误差为0.44%.
光纤传感 Sagnac干涉仪 偏振控制器 泄漏 
光子学报
2008, 37(4): 709
作者单位
摘要
华南师范大学,光子信息技术广东省高校重点实验室,广州,510006
研制了一种基于菲涅耳反射原理的测量液体折射率的光纤传感器.该传感器采用普通FC/PC尾纤插头作为传感头.整个实验系统需要的元件少、光路简单.讨论了测量的基本原理和数据处理方法.采用相对强度的数据处理方法,有效地消除了光源不稳定性和光路中各种损耗所带来的误差,提高了系统的测量准确度.实验结果表明,测量准确度能够达到10-4 量级,并且适合微量液体的测量.该测量方法还可扩展到固体、气体和其它与折射率相关参量的测量.
光纤传感器 折射率测量 强度调制 相对测量 
光子学报
2008, 37(4): 713
作者单位
摘要
1 吉林大学,物理学院,相干光与原子分子光谱教育部重点实验室
2 筹,长春,130023
对光纤布喇格光栅径向受力特性进行了理论与实验研究,给出了光纤布喇格光栅的径向受力灵敏度,并利用可调F-P标准具设计了一套解调光纤布喇格光栅反射峰劈裂值的实验系统.此系统消除了外界环境对F-P标准具初始腔长的干扰所引起的误差,系统的准确度达到了0.02 nm.
传感 光纤布喇格光栅 径向压力检测 可调F-P标准具 
光子学报
2008, 37(4): 717
作者单位
摘要
山东大学,信息科学与工程学院,济南,250100
结合光子晶体带隙图和等频率线图分析了二维光子晶体中出现负折射现象的条件,得出了负折射现象出现的频率范围.采用有限时域差分法模拟了光在光子晶体界面和内部的传输行为,验证了以上理论所给出的负折射出现的频段,观察到了明显的负折射现象.比较了不同介质、不同晶格结构光子晶体中不同频率的负折射行为.提出一种新结构的六角型二维三角晶格光子晶体分光镜的模型.
光子晶体 负折射现象 等频率面 时域有限差分法 
光子学报
2008, 37(4): 721
作者单位
摘要
1 西安交通大学,理学院,西安,710049
2 西安交通大学,电信学院,西安,710049
通过有限元数值计算得到并图示了具有缺陷结构三角形二维光子晶体本征频率和介质柱半径、晶格常量以及介质柱介电常量之间的关系.利用这些关系可以在一定的范围内增大介质柱半径而相应减小介质柱介电常量,而本征频率基本保持不变.由于光子晶体结构参量的不同,本征模对应的电磁场在晶体中的分布也不同,图示了电场强度的大小在一些结构中的分布.由此可以掌握光子晶体结构参量对缺陷本征模的影响.
光子禁带 有限元法 结构参量 光子晶体 
光子学报
2008, 37(4): 725
作者单位
摘要
1 北京工业大学,应用数理学院,北京,100022
2 河北工程大学,理学院,邯郸,056038
3 河南省计量科学研究院,郑州,450008
基于菲涅耳衍射理论,详细推导了预放大数字全息系统的点扩散函数表达式,并由此分析了该成像系统的分辨率.通过分别对整个系统、显微物镜以及CCD的点扩散函数幅值的计算机模拟,讨论了显微物镜与CCD分辨率之间的匹配问题.指明了现有文献中一些含糊说法.结果表明:恰当选择记录参量,使MO的成像分辨率接近于其极限分辨率,同时还要使CCD在满足抽样条件与再现像分离条件的情况下,再现像分辨率等于或略高于MO的分辨率.
全息术 预放大数字全息术 菲涅耳衍射 点扩散函数 分辨率 
光子学报
2008, 37(4): 729
作者单位
摘要
昆明理工大学,昆明,650093
从统计光学及标量衍射的基本理论出发,研究散射光数字全息重构波面与原散射波的关系,提出非平滑物体双曝光全息过程中散射光传播及干涉的简化模型.基于简化模型及计算机数值计算,对一个双曝光全息干涉系统转动形变的检测过程进行了理论模拟,并通过与该系统实验测量的比较,证实了简化模型的可行性.
信息光学 统计光学 数字全息 散射光数字全息 
光子学报
2008, 37(4): 734
作者单位
摘要
四川大学,电子信息学院光电系,成都,610064
提出了一种以数字全息为基础的数字水印技术,实现了在原始图像中嵌入数字全息水印.考虑到传统的数字全息水印提取过程简单、易受攻击,为了提高水印信息的安全性,对传统的方法进行了改进.采用了图像部分加入的方法,将水印添加位置、水印图像大小和水印添加位置边缘像素作为水印提取密钥.实验证明,运用这种方法添加的水印具有较高的安全性.
数字全息 数字水印 傅里叶变换 信息安全 
光子学报
2008, 37(4): 740
作者单位
摘要
1 山东农业大学,信息科学与工程学院,山东,泰安,271018
2 山东大学,信息科学与工程学院,济南,250100
基于对离轴菲涅耳全息干涉条纹强度分布的分析,根据CCD记录数据的特点研究了从一幅全息图重建物光波波前、再现物体像的一种新方法.以记录面上某一点(CCD靶面上某一像元)为中心取一个小邻域,假设在该邻域内参考光的振幅、物光的振幅和相位是慢变化的,全息图的强度变化仅是由倾斜入射的参考光的相位变化引起的,从而可用最小二乘法构建一个线性方程组,通过求解该方程组可求得该点物光波的振幅和相位.文中给出了该方法的基本思想和理论分析,并通过计算机模拟和初步的光学实验,验证了该方法的正确性和有效性.
数字全息 波前重建算法 菲涅耳变换 采样 
光子学报
2008, 37(4): 745
作者单位
摘要
中国人民解放军63892部队,河南,洛阳,471003
提出利用Karhunen Loeve变换(K-L变换)识别旋转畸变目标的方法.利用K-L变换法对不同旋转目标进行处理得到不同特征值,取前两个最大的特征值所对应的特征向量分别进行滤波器编码,把得到的匹配滤波器分别加载到VLC相关器上进行光路识别.针对两个滤波器产生的相关峰值曲线波动性较大的缺点,采用线性叠加法进行改进.实验结果表明,该方法使峰值的波动性得到降低.
光学相关识别 K-L变换 特征值 特征向量 相关峰值 
光子学报
2008, 37(4): 750
作者单位
摘要
1 西安交通大学,电气工程学院,西安,710049
2 空军工程大学,理学院,西安,710051
3 空军工程大学,工程学院,西安,710038
针对混合气体红外光谱分析中无法采用同一模型同时进行混合气体组分浓度的定量分析和组分种类的定性分析的问题,本文提出了基于SVM回归模型的混合气体组分种类光谱识别方法.通过详细推导,证明混合气体组分种类识别完全可以通过组分浓度分析的SVM回归模型来求解,混合气体组分种类识别是一种特殊的回归.实验结果显示,该方法的混合气体组分种类的正确识别率不小于92.5%.
支持向量机 回归模型 识别 红外光谱 
光子学报
2008, 37(4): 754
作者单位
摘要
1 暨南大学,光电工程系,广州,510630
2 华南农业大学,应用物理系,广州,510640
3 南方医科大学,中医药学院,广州,510515
为了使普通光学采集设备同时获得样品光学形态和成份信息,设计了一种可以实现连续光谱成像的测试装置.系统采用电可调液晶滤光器作为分光器件,低照度面阵CCD作为接收器,光谱分辨率可达到0.5 nm,无需传统光谱成像仪中的机械推扫装置.在系统设计中,软件设计目的在于能够实现数据采集控制和后台数据处理等功能.对系统的工作参量进行了测试,给出了系统透过率函数和线性工作范围.为了检测设备工作的稳定性,对低压汞灯和氦氖激光器的光谱进行了检测,给出了多次测试结果的标准误差.最后对中药黄连的活性成份盐酸小檗碱进行了在体检测,通过确定光谱特征,可得到其空间分布信息.
光谱成像 光谱测量 液晶滤光器 中药检测 
光子学报
2008, 37(4): 758
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学,能源科学与工程学院,哈尔滨,150001
引入反向蒙特卡罗法与双向蒙特卡罗法对红外光学系统的杂散辐射进行分析,基于光谱辐射传递因子导出了焦平面辐射能流计算式.以某星载多波段红外光学系统为例,在检验计算可靠性的基础上,模拟了各波段辐射能从地球背景和光机内壁面到焦平面的传播过程,分析了壁面吸收率与温度的影响.结果表明,采用双向蒙特卡罗法可有效地模拟辐射能从地球向星载光学系统焦平面的传播过程,采用反向蒙特卡罗法可容易地分析光机内部热辐射的影响;光机内壁面吸收率对视场外杂散辐射的传播有很大影响,温度高于250 K的光机内壁面热辐射成为主要的杂散光源.
杂散辐射 蒙特卡罗法 红外光学系统 
光子学报
2008, 37(4): 763
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710119
2 中国人民解放军空军试验训练基地一区,甘肃,酒泉,735018
结合红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)非均匀性校正的工程实际,设计了基于函数拟合的校正算法,采用大容量高速现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)器件,实现了该非均匀性校正系统,它能有效适应红外焦平面阵列器件响应特性的大动态范围和非线性,具有体积小、运算速度快和校正准确度高等优点.
红外焦平面阵列 非均匀性校正 函数拟合 现场可编程门阵列 
光子学报
2008, 37(4): 768
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710119
2 中国科学院研究生院,北京,100039
利用正常色散玻璃校正二级光谱理论,给出了单个折射面二级光谱的计算法则,并应用此算法进行光学系统设计,给出了两个设计实例.系统仅使用正常色散玻璃组合,采用三组型设计结构,由三个大空气间隔的分离透镜组构成,很好地校正了二级光谱.
二级光谱 复消色差透镜 正常色散玻璃 光学设计 
光子学报
2008, 37(4): 772
李东熙 1,2卢振武 1孙强 1张云翠 1,2[ ... ]魏秀东 1,2
作者单位
摘要
1 长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,长春,130033
2 中国科学院研究生院,北京,100039
基于Wassermann-Wolf曲面原理,设计了一套共形光学系统.该系统的设计方法与传统光学系统不同,具有随目标视场变化的动态像差特性.系统主要参量f′为30 mm,像空间F/#为1.0,工作波长为3~5 μm,HFOR为24°(半目标视场),HFOV为1.0°(半瞬间视场).设计结果表明,在整个目标视场系统成像质量达到较好水平.
共形光学 Wassermann-Wolf原理 目标视场 调制传递函数 
光子学报
2008, 37(4): 776
作者单位
摘要
长春理工大学,光电工程学院,长春,130022
对亚音速机载光电系统由于剪切层-腔流体而导致的气动光学效应进行了数值模拟.剪切层内的压缩效应用对流马赫数0.8表示,腔体的几何形状为L/H=6.7,平均腔内温度为230 K.应用商用CFD软件对这个非稳定二维流体进行了仿真.结果表明Strehl比随着波长的增加而增大,但是模糊角却变得相对复杂.证明了波长效应并给出了优化的波长模型λ*=2πσt.
气动光学效应 剪切层腔流体 光学像差 密度波动 波前偏差 Aero-optic effects Shear-layer cavity flow Optical-aberration Density fluctuation Wave-front deviation 
光子学报
2008, 37(4): 780
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,长春,130033
2 中国科学院研究生院,北京,100039
研究了液晶自适应光学系统对模拟双星的校正.首先测定了LCOS液晶波前校正器的位相调制特性.结果表明其可以实现一个波长的调制量.同时,利用Gamma校正实现了位相和灰度级的线性调制关系.然后把液晶波前校正器和哈特曼波前传感器组成自适应光学系统,并和口径220 mm的望远镜对接,实现了对模拟双星的探测和校正分辨.
自适应光学 液晶波前校正器 望远镜 湍流 
光子学报
2008, 37(4): 785
作者单位
摘要
华侨大学,信息与工程学院,福建,泉州,362021
基于衍射理论分析了无衍射光束聚焦后重建现象.导出重建后的光场分布表达式,数值模拟了重建光束的光强分布.结果表明,重建光束中心光斑较聚焦前的无衍射光束中心光斑大,而且重建后的光束有较大的发散角,光束随着传输很快扩散,光强迅速衰减.此类光束的应用受到限制.利用另一正透镜对重建后的光束加以矫正.并且由几何光学知识,得到了改变重建光束参量的方法,研究结果拓宽了无衍射光束的应用.用体视显微镜和CCD照相机组成的系统拍摄光束强度分布,实验结果与理论计算相吻合.
衍射理论 重建特性 无衍射光束 轴棱锥 
光子学报
2008, 37(4): 789
作者单位
摘要
西安电子科技大学,技术物理学院,西安,710071
基于Helmholtz方程的严格远场解和源的"误差面积"描述方法,讨论了大发散角光辐射远场振幅和相位对于源包络扰动的依赖关系,讨论了由于源振幅扰动而产生的远场误差,建立了一种恰当的描述远场误差的方法.模拟实验表明,在"相对误差面积"的基础上,可以结合利用"离轴距离"来精确描述源误差和分析远场误差,利用"判据点"可以判断离轴误差的存在.
激光技术 远场误差 光波传输 离轴误差 Laser techniques Far-field error Wave propagation Off-center error 
光子学报
2008, 37(4): 794
作者单位
摘要
江西师范大学,物理与通信电子学院,南昌,330022
基于Collins公式,研究了空间相干度为零阶贝塞耳函数的部分相干光通过球差透镜后在几何焦平面附近的光强分布情况.研究表明,通过改变部分相干光的光谱相干度,球差系数可以得到平顶光束和局域空心光束.球差系数决定了最佳聚焦点的位置.当球差系数为正时,最佳聚焦点随着球差系数的增大向远离透镜的方向运动,甚至超过几何焦点;当球差系数为负时,最佳聚焦点随着球差系数绝对值的增大向靠近透镜方向移动.另外,在正负球差绝对值相等时,光强分布以几何焦点相对称.
物理光学 局域空心光束 Collins公式 球差透镜 最佳聚焦点 
光子学报
2008, 37(4): 799
作者单位
摘要
华中科技大学,力学系,武汉,430074
对相移技术的投影栅相位法的传统中值量化方法提出改进,设计和制作出小误差、低高阶谐波的均值量化光栅.理论讨论了相位值、离散等级和量化等级等因素对两种量化光栅性能的影响;在标准偏差和频谱分布两方面比较后,得出均值量化光栅性能优于中值量化光栅且更接近正弦光栅的结论.
均值量化 中值量化 投影光栅 三维形貌测量 
光子学报
2008, 37(4): 804
作者单位
摘要
中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900
对现有激光干涉测速技术中不同的照明角度和测量角度进行了分析,讨论了入射激光和反射激光的角度对测速结果的影响,并结合理论分析进行了实验设计和动态测试,测试结果与理论分析吻合,表明倾斜测试时,其测量结果均低于靶的真实运动速度.对于一维运动的平面靶,可以通过测量结果除以测量角度的余弦值进行修正而得到靶的真实运动速度.透镜口径等因数对测速结果的影响在1%以内.
应用光学 干涉 多普勒频移 速度 爆轰 
光子学报
2008, 37(4): 809
作者单位
摘要
1 大连理工大学,物理与光电工程学院,辽宁,大连,116024
2 辽宁师范大学,物理与电子技术学院,辽宁,大连,116029
3 大连大学,物理科学与技术学院,辽宁,大连,116622
制作了系列Er3+/Yb3+共掺硅酸盐玻璃,结合Er3+-Yb3+之间的能量传递模型,对Er3+/Yb3+掺杂样品不同波段的发射光谱进行了测量和分析.结果表明,Er3+/Yb3+掺杂浓度对红外荧光强度、半峰全宽及上转换可见光都有显著的影响;Yb3+离子的引入导致Er3+/Yb3+离子单元的等效受激吸收几率增大,使Er3+离子的激活度增加,引起Er3+离子的红外荧光和上转换发光的同步增强.
光学材料 Er3+/Yb3+共掺 能量传递 激活度 
光子学报
2008, 37(4): 813
作者单位
摘要
1 中国计量学院,材料科学与工程学院,杭州,310018
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,210018
制备了化学稳定的Er3+/Yb3+共掺的磷酸盐玻璃,并在其中制作了用于光放大器和激光器的平面光波导.这种磷酸盐玻璃的失重速率为4.7×10-5g·cm-2·hr-1,小于Kigre公司商业化的磷酸盐玻璃QX/Er的失重速率.采用Ag+-Li+交换技术制作了平面光波导并用m-线光谱在632.8 nm测量了平面光波导的有效折射率.根据反WKB法得到折射率形貌,计算了离子交换参数如:离子交换深度、表面折射率,折射率改变和扩散系数等.
Ag+-Li+离子交换 平面光波导 磷酸盐玻璃 Ag+-Li+ ion exchange Planar waveguide Phosphate glass 
光子学报
2008, 37(4): 818
作者单位
摘要
1 河南师范大学,物理与信息工程学院,河南,新乡,453007
2 玉林师范学院,物理与信息科学系,广西,玉林,537000
基于锥形光纤制造过程的复杂性及其传像束的传输性能,利用微机与步进电机相结合,同时控制常用的双坩埚光纤拉丝机出丝管口的直径大小和鼓轮转速快慢,实现了数控拉制1 m长锥形光纤的新方法,并且集束制作出了两种两端不同半径比的锥形光纤传像束.与常用的增大鼓轮体积的方法相比,该装置具有体积小,便于操作,两端半径比可自由控制,断丝率低等特点.分析了这两种锥形光纤传像束的模式损耗.
锥形光纤 光纤拉制 步进电机 双坩埚拉丝机 多组分玻璃光纤 Taper fiber Drawing fiber with drawbench Step motor Double crucibles drawbench Multi-component glass fiber 
光子学报
2008, 37(4): 822
作者单位
摘要
渤海大学,物理系,辽宁,锦州,121000
提出一种采用两组一般三粒子W态作为信道的传送两粒子任意态的方案.在此方案中,在发送者作Bell基测量后,接受者需要采用幺正变换和冯·诺依曼测量来实现传送方案.接受者可以选择在不同的粒子上恢复未知态,选择适当的幺正变换可使传态成功概率相等.
量子信息 量子传态 纠缠 一般W态 
光子学报
2008, 37(4): 825
作者单位
摘要
湖南文理学院,物理与电子科学学院,湖南,常德,415000
通过分析光学分束器对压缩真空态光场的作用,发现如果分束器的输入光是两束具有同样振幅和相位的单模压缩真空态光场,则输出光为双模压缩真空态光场;若分束器的输入光是两束具有同样振幅但有π相位差的单模压缩真空态光场,则输出光仍为两束单模压缩真空态光场.对于双模压缩真空态光场,每个模中容纳的光子数可以是基数或偶数.而对于单模压缩真空态光场,每个模中只能包含偶数个光子.根据这些结果,提出了一个纠缠转移的方案.在这个方案中,两个纠缠压缩真空态光场被用作量子信道,通过利用光学分束器作用和光子数探测的方法,并在经典通讯的帮助下,实现了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.
纠缠转移 纠缠压缩真空态 分束器 光子探测 Entanglement diversion Entangled SVS Beam-splitter Detection of photon 
光子学报
2008, 37(4): 829
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学,技术物理学院,西安,710071
2 渭南师范学院,物理系,量子光学与光子学研究所,陕西,渭南,714000
用多个"二能级原子与单模光场"组成的联合物理模型,考虑Stark效应后,推导了该系统的态矢演化式,得到光场纠缠度的数值计算结果.讨论了Stark效应和初始场强对量子纠缠信息交换传递的影响.结果发现,在一定条件下,原子纠缠态与光场纠缠态之间可以转化,实现了量子纠缠信息的交换传递,且Stark效应和初始场强对此过程有着显著的影响:光场的纠缠程度随着初始场强的增强而增大;在强场条件下,光场纠缠度出现崩塌-回复现象.Stark移位参量越大,光场纠缠度振荡越剧烈,说明Stark效应破坏了光场纠缠程度的稳定性.
量子光学 联合物理模型 Stark效应 量子信息交换传递 
光子学报
2008, 37(4): 833
作者单位
摘要
西安电子科技大学,机电工程学院,智能控制与图像工程研究所,西安,710071
针对现有小波类图像融合算法的不足,提出了一种基于非下采样Contourlet变换多聚焦图像融合算法,并在Contourlet域中引入了局部区域可见度以及局部方向能量的概念.针对低频子带系数和各带通方向子带系数分别提出了基于局部区域可见度以及基于局部方向能量的系数选择方案.通过对多聚焦图像融合的仿真实验,表明该算法相对于传统的基于离散小波变换和离散小波框架变换融合算法能够有效减少有用信息的丢失以及虚假信息的引入,同时能够从源图像中提取更多的有用信息并注入到融合图像中, 得到更好视觉效果和更优量化指标的融合图像.
图像融合 非下采样Contourlet变换 局部区域可见度 局部方向能量 
光子学报
2008, 37(4): 838
作者单位
摘要
浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,国家光学仪器工程技术研究中心,杭州,310027
提出一种利用空间光调制器对物方光线进行调制并多次曝光的方法来获取HDR图像.讨论了该方法的原理,并根据原理搭建实验装置进行了实验.实验装置中以LCOS作为空间光调制器,以CMOS作为成像传感器,通过多次曝光获得系列图像,利用图像合成算法生成HDR图像.该方法具有实时性好、扩展性强、成本较低等优点.
高动态范围(HDR) 空间光调制器(SLM) LCOS 
光子学报
2008, 37(4): 844