用离散傅里叶分析的方法将相移过程描述为频谱域滤波的过程,阐明了相移算法的窗函数整数近似法原理。由于相移的有限性会带来频谱泄露的问题,提出了好的移相算法窗函数应该满足主瓣窄、旁瓣小的观点,并给出了根据窗函数整数近似方法设计任意移相间距和任意移相步数移相算法的流程。选择矩形窗、三角窗、hanning窗和blackman窗生成4种11步移相算法,对振动误差和相移误差的分析验证了旁瓣小的hanning窗和blackman窗生成的算法对误差的灵敏度要小;再选择hanning窗生成了移相间距为 π/2的5,11,15,39,51,76和101步7种移相算法,仿真验证了步数越多主瓣越小,对振动抑制能力越好,但需要更高的微位移器移动精度来获得有效的干涉条纹。在满足干涉条纹质量的前提下,步数多的移相算法对移相误差的抑制能力越好。最后模拟实验环境,验证了算法的性能。

对比电子学和光子学的发展路线图,提出光子学及其2个发展阶段——微光子学和纳光子学的定义,并介绍它们的主要研究内容。指出微光子技术主要是“以电控光”的技术,其关键器件是半导体激光器;纳光子技术主要是“以光控光”的技术,其关键器件是全光开关。

简短回顾微纳光学的几个重要研究方向,包括光子晶体、表面等离子体光学、奇异材料、负折射、隐身以及亚波长光栅等。微纳光学不仅成为当前科学的热点研究领域,更重要的是,微纳光学是新型光电子产业的发展方向,在光通信、光存储、激光核聚变工程、激光**、太阳能利用、半导体激光、光学防伪技术等诸多领域,起到了不可替代的作用。

综合微电子学及微纳光学的优势,硅基微纳光电子学正在快速走向实用阶段。与微电子制造技术兼容的微纳光子器件,包括调制器、探测器、分束器以及耦合器等均取得了重要的突破。但硅基微纳光源的研究则仍处在探索阶段。外部光源在多大程度上能代替片上光源？片上光源的最佳选择是什么？介绍、分析了目前硅基微纳光源的研究现状及进展,并对片上光源的研究趋势进行展望。

随着现代计算技术和微纳加工技术的飞速发展,金属亚波长结构在微纳光学器件和系统方面的应用越来越广泛。介绍了金属亚波长结构与光学偏振相互作用方面的一些最新进展。

介绍了利用纳米缝隙结构激发表面等离体子,进行光学相位调制从而形成亚波长结构构成的奇异材料,分析并总结了亚波长结构材料的特性,在此基础上,回顾了该类材料在纳光子器件中的应用。

概括介绍了亚波长金属光阑的超常透射现象及其相关的物理机制,重点介绍关于表面等离体子在超常透射中所扮演的角色的国际辩论,并对其进行了一些展望。

叙述了3种太阳采光光纤照明系统,总结了太阳能采光照明系统特点,分析了太阳能光纤照明系统影响因素,并列举了光纤在太阳能系统中的应用实例。光纤在太阳能系统中的基本应用是照明,而且随着太阳能系统性能的不断完善,采集的红外线可取暖发电,采集的紫外光可杀菌消毒和做外科手术等,而且充分利用太阳能可遏制温室效应。如何提高太阳能利用效率是太阳能重要研究方向,而光纤是其中的重要途径之一,太阳能和光纤的结合应用具有深远的发展前景。

单重态氧发生器(SOG)是氧碘化学激光器(COIL)的重要部件。介绍了单重态氧发生器发展过程中的4种类型以及最新进展,并比较各种发生器的优缺点,提出新设计的氧发生器需要考虑的问题。

简要评述了国内外关于飞秒激光烧蚀半导体材料的理论研究、数值模拟和实验研究进展,报道了飞秒激光对几类光电探测器件损伤阈值的研究结果。

近红外飞秒激光脉冲持续时间短、瞬时功率大、聚焦尺寸小和低吸收的特点,在细胞生物学领域有着广阔的应用前景。简述了3种不同类型的飞秒激光在细胞手术过程中的作用机理,介绍了飞秒激光手术在细胞生物学领域中的一些研究成果,如细胞骨架动力学、活细胞内细胞器手术、细胞膜工程、光动力学、生物活体实验及相应的应用。

偏振反射光谱是近年来生物医学光子学中发展迅速的一种新型诊断组织信息技术,能对生物组织微观结构组成进行快捷准确的探测,具有强偏振敏感、非侵入、低成本和快速等特性,在肿瘤的早期诊断和在体生物组织的上皮黏膜检测研究等方面具有重要的应用价值。综述了偏振反射光谱技术的基本原理和测量装置及其在肿瘤的早期诊断和在体生物组织上皮黏膜的光检测等生物医学方面的研究。

采用分子动力学(MD)方法对激光诱导碎裂效应进行了数值模拟。通过分子动力学方法给出了样品受到激光辐照后的物理图像。其中激光能量为60 mJ,计算步长取3 fs。数值模拟结果表明分子动力学方法完全适用于激光诱导碎裂光谱(LIBS)的理论计算。

建立了双喷嘴喷雾冷却实验与测量系统,以去离子水为工质,对喷雾冷却的影响因素进行了实验研究。结果表明,喷雾冷却具有很强的换热能力,适用于低表面温度、高热流密度的微电子和光电子元器件冷却;工质进口温度不变时,随工质流量增大,系统换热能力提高,热表面温度降低;喷嘴高度对冷却效果有很大影响,实际过程中存在一个最佳喷射高度;在工质中适当添加表面活性剂(SDS)可以提高换热能力,降低热表面温度,表面活性剂浓度对于喷雾冷却的换热效果有很大影响。

针对运动红外图像识别率低、实时性差的问题,提出应用正则粒子的再采样算法来实现红外图像消噪处理。从后验密度的离散分布重建它的连续分布,然后在后验分布的连续近似中采样获得再采样粒子,降低少数权值较大的粒子反复被选择的粒子退化效应,同时对滤波器优化,最后确定运动物体的成像模型,并且给出成像精度。仿真实验验证了该算法的有效性。