BSO晶体旋光效应对空间光调制器性能的影响分析

对BSO晶体的旋光效应特性及BSO基光寻址空间光调制器的结构及工作原理的研究表明晶体旋光效应会影响空间光调制器的图像转换质量.根据不同波长和不同掺杂条件下BSO晶体的旋光效应发现,在630 nm波长附近,BSO晶体旋光率为21.2°.在实验中通过对检偏器的调节来避免其对空间光调制器的影响,然后对空间光调制器的结构和制作工艺进行研究,通过实验测量得到空间光调制器的完整输出图像.     

基于铌酸锂压电弹光双效应的单晶体弹光调制器

为了克服Kemp型弹光调制器调制效率低、加工工艺困难及体积大等缺点,提出了采用铌酸锂(LiNbO3)晶体压电弹光双效应的单晶体弹光调制器的设计思想;根据压电振动理论和晶体光学原理,分析了晶体各物理量随空间变换的特性,推导了调制电压相位差振幅之间的关系,并对晶体切型和通光方向进行了优化,所设计的晶体尺寸为41 mm×7.7 mm×17.1 mm（x×y×z）,切割角为0°（x切）,通光方向z轴（光轴）,通过在x-z面施加与晶体谐振基频一致的周期性电压,产生沿x方向,频率为73.71 kHz的伸缩振动, 最后通过实验对所设计单晶体弹光调制器进行了验证;实验结果表明,对633 nm激光进行半波调制时,该弹光调制器所需调制电压为1.6 V;与基于钽酸锂(LiTaO3)且未进行切型优化的单晶体弹光调制器相比,调制电压下降了约4倍。     

一种近贴式微通道板空间光调制器

对由光电阴极、微通道板、网电极及斜切电光晶体ＬｉＮｂＯ３组成的新型全近贴式微通道板空间光调制器（ＭＳＬＭ）进行了系统地研究。详述了该器件的设计考虑及关键工艺过程。研制出了一种紫外光响应的开放式ＭＳＬＭ样管。并用其实现了二维光强度空间调制。     

液晶空间光调制器的调制特性测量

分析了液晶空间光调制器LC2002的工作原理,测量了振幅调制特性和最佳相位调制特性曲线.对经扭曲向列液晶空间光调制后的待测波面进行横向剪切干涉,用CCD记录其干涉图样,采用一维图像分析法得到最大相位调制为0.837π.实验证明液晶空间光调制器可以很好地进行相位调制.     

光寻址空间光调制器控制系统的设计与实现

针对硅酸钠基光寻址空间光调制器对稳定可变且可快速调制工作电压的要求,设计制作了可以满足空间光调制器在写入、读出和擦除过程中不同电压需要的高压控制系统.该系统的输出电压值可编程线性调节,在较高工作频率时输出电压波形较好,基本满足空间光调制器的工作电压特性要求.而且所有的操作都在计算机上完成,可以很方便地实现对空间光调制器的控制.     

高精度纯相位液晶空间光调制器的研究

研制了平行排列液晶空间光调制器（LC SLM）。论述了平行排列液晶相位调制的理论,进行了计算模拟。对液晶空间光调制器相位调制特性和振幅调制特性进行了测量,实验结果表明,在整个灰度级范围内是纯相位调制的空间光调制器,并且调制的范围可达到0．6λ。在ZYGO菲佐干涉仪上进行了精度特性的研究,得到了非常好的结果,在1cm^2的面积上,进行了畸变波前的调制,其精度峰谷值可达0．098λ,均方根值可达0．017λ。在此精度的基础上产生了π相位差的栅结构,证明了这种液晶空间光调制器可以很好的进行相位调制。     

铁电液晶光寻址空间光调制器性能分析

针对氢化非晶硅/铝/铁电液晶结构的光寻址空间光调制器（OASLM）,依据其等效电路模型,利用Pspice和Matlab软件对其分辨率、响应速度、对比度及灰度响应等性能进行了分析。结果表明:在铁电液晶（FLC）层厚度一定的情况下,减小光敏感层（a-Si:H层）的厚度可以提高FLC-OASLM的调制传递函数,从而提高分辨率;在其他参量一定的情况下,FLC-OASLM的响应速度随写入光光强增大而增大（写入光从0.08 mW/cm2增大到10 mW/cm2,延迟时间减小110 s,上升时间减小154 s）,随擦除光光强增大而减小（擦除光从0增大到1 mW/cm2,延迟时间增大41 s,上升时间仅增加3 s）;FLC-OASLM的对比度随控制光光强增大而增大,最终趋于一个稳定值21∶1;在其他参量不变时,随着擦除光光强的增大,输出光响应呈现等级下降,且发现当擦除光光强达到一定值（3 mW/cm2）后,擦除光的改变主要影响下降时间而对上升时间几乎无影响;合理设计激励源信号波形,可以得到超过十级灰度输出,表明擦除光具有实现FLC OASLM的灰度响应的功能。     

擦除光对铁电液晶光调制器光电响应特性的作用

针对以金属铝作反射介质的铁电液晶光寻址空间光调制器,提出了一类光-光等效电路模型,达到拓展电路模型到调制器光电响应特性研究的目的.擦除光对光电响应特性影响的模拟结果表明,擦除光能极大加快信息的擦除速度,帧速2.2 kHz,写入光强10 mW/cm2时,取擦除光强为10 mW/cm2,恰能将信息擦除.擦除光能有效抑制调制器的非期望输出光功率和调节器件的光电响应速度；对应于无擦除光注入的情况,注入1 mW/cm2擦出光使非期望输出光功率下降77%,响应速度减慢9%.通过设计肖特基势垒高度,擦除光可实现对读出光的开关和灰度调制等功能.给出了实现灰度调制功能的实例.由该模型得到的仿真实验结果在趋势与量级上均与有关文献的实测结果一致.     

基于聚合物网络液晶的近红外波段快响应相位调制器

相位型液晶空间光调制技术已经广泛应用于自适应光学、信息光学等领域,然而一直存在着响应速度较低的问题。为了提高相位型液晶空间光调制器的响应速度,采用聚合物网络液晶制备近红外波段亚毫秒响应相位调制器,并对其光散射特性和瞬态响应特性进行了研究。通过降低聚合反应温度并提高紫外(UV)固化照度,可以降低器件的光散射强度,实现较好的相位调制。在此基础上,初步研究了聚合物网络形貌对最大光散射强度的影响。在高电压加载下,聚合物网络的电致伸缩效应会极大降低聚合物网络液晶的响应速度,使其达到秒级,经分析认为通过采用高介电各向异性的液晶材料可以降低阈值电压,提高器件的响应速度。     

空间相位调制对强非局域空间光孤子的影响

利用空间相位调制技术和数值分析的方法，讨论了高斯光束在强非局域非线性平板波导中的传输问题，发现只要介质的响应具有对称性,光束就会有相同的演化规律，可控的空间相位调制参数不仅能让光束自偏转还能实现分束，其全新特性在全光开关及分光器上有潜在的应用价值. 关键词： 强非局域空间光孤子 空间相位调制 光偏转 光开关     

Grayscale-Memory Spatial Light Modulator with Polymer-Dispersed Phase-Transition Liquid Crystal

A new storage-type spatial light modulator has been developed which uses a polymer-dispersed phase-transition liquid crystal film and a photoconductor for high-brightness projection displays. The liquid crystal film containing micrometer-sized chiral nematic liquid crystal domains subdivided by a unique honeycomb polymer network functions as a memory layer for an input image. The liquid crystal domains independently maintain the binary alignment states in the opaque (light-scattering) cholesteric phase or transparent nematic phase. Grayscale images can be displayed according to the spatial distribution of the bistable liquid crystal domains. The device exhibits rapid response of a few ms and a limiting resolution of 32 lp/mm. It has the advantages of high transmittance without polarizers and ease of fabrication due to the free-standing liquid crystal film.     

第Ⅰ类BBO晶体中的参量荧光空间特性理论研究

 采用第Ⅰ类相位匹配BBO晶体的放大传递函数方法,分别对光参量放大过程中单波长信号光注入和多波长信号光注入出现的参量荧光的空间特性进行了详细的理论研究。结果表明:一方面单波长信号光注入时,在某一特定的非共线角和相位匹配角下,它是以泵浦光为中心,呈锥形分布的,而在其它相位匹配区域内,则呈环形分布;另一方面,在多波长信号光入射情况下,参量荧光的光谱在某一特定的相位匹配角下集中分布在很宽的范围内,而在其余相位匹配区域内,参量荧光光谱呈分散分布状态。该结论对于光参量放大中三波群速失配的补偿,高增益和窄脉冲宽度的参量光的产生以及对于参量荧光的控制提供了理论依据,并且对于近年来量子图像处理和量子通讯等领域所关注的纠缠光场的产生也具有参考价值。     

电光晶体在MSLM中的应用

本文利用MSLM电光调制理论对几种实用电光晶体的综合电光性能进行了理论分析和比较。讨论了材料固有的铁电相变及自然双折射等特性与器件制作工艺的兼容性问题。结果指出LiNbO₃、LiTaO₃、BSO是目前可以利用的三种各具特点的电光晶体。     

含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子

为了研究外加偏压光伏光折变晶体中的空间灰孤子,建立了含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子的演化方程,给出了灰孤子解.采用数值模拟的方法,求解灰孤子的数值表达式,得到了不同参量取值下的灰孤子包络.数值结果表明：当分压电阻、晶体的外加电场和光伏场取不同值时,可以分别得到有无分压电阻的屏蔽灰孤子|开路的光伏灰孤子,有、无分压电阻的闭路光伏灰孤子|有、无分压电阻的屏蔽光伏灰孤子.     

含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子(英文)

为了研究外加偏压光伏光折变晶体中的空间灰孤子,建立了含分压电阻的光折变屏蔽光伏空间灰孤子的演化方程,给出了灰孤子解.采用数值模拟的方法,求解灰孤子的数值表达式,得到了不同参量取值下的灰孤子包络.数值结果表明:当分压电阻、晶体的外加电场和光伏场取不同值时,可以分别得到有无分压电阻的屏蔽灰孤子;开路的光伏灰孤子,有、无分压电阻的闭路光伏灰孤子;有、无分压电阻的屏蔽光伏灰孤子.     

Modulation transfer function of a liquid crystal spatial light modulator

The modulation transfer function (MTF) of a pixelated liquid crystal spatial light modulator (LC-SLM) has been derived as a function of the fill factor. Based on the formula, we have investigated the dependence of the MTF on the orientations and spatial frequency of the input patterns. Furthermore, we have proposed and demonstrated a method for improving the MTF of a LC-SLM.     

Z箍缩装置的单色背光成像

 基于晶体布拉格衍射理论,搭建了X射线背光成像系统,核心色散元件为α-石英球面弯曲晶体。在中国工程物理研究院流体物体研究所“阳”加速器上进行了单色X射线背光成像实验,背光源为箍缩负载Al丝阵聚爆产生的激光等离子体X射线,成像物体为厚度100 μm的不锈钢网格阵列,接收装置得到Al丝阵聚爆的等离子体X射线2维分辨的空间单色成像,其空间分辨力为75 μm。目前实验中采用Al膜作为滤片,对Al的类He跃迁辐射线系都有吸收,得到的背光成像信噪比较小。     

光电耦合器的反应堆中子辐射效应

选择3种典型光电耦合器开展了反应堆中子辐照实验,中子注量为3×1011~5×1012cm-2时,位移效应导致电流传输比下降,饱和压降提高。发光器件相同,探测器为Si PIN光电二极管的光电耦合器比探测器为Si NPN光敏晶体管的光电耦合器的初始电流传输比要小,但其抗位移损伤能力更强。探测器均为Si NPN光敏晶体管,发光器件为异质结LED要比硅两性掺杂LED的光电耦合器的电流传输比抗位移损伤能力提高2个量级;以光敏晶体管为探测器的光电耦合器,在较大的正向电流和输出负载电阻条件下工作可提高抗辐射水平。此外,光电耦合器的位移损伤存在加电退火效应。     

Combinatorial thin film sputtering investigation of cerium concentration in Lu2SiO5 scintillators

Lutetium oxyorthosilicate (LSO) thin films with a cerium thickness gradient were sputter deposited to investigate the optimum cerium concentration for emission intensity. Thin film cerium concentration ranged from 0.06 to 0.88 at%. To compare the thin film samples to single crystal LSO, a set of single crystal LSO samples were investigated with cerium concentrations of 0.0015, 0.0095 and 0.078 at%. The thin film samples showed peak photoluminescence emission intensity at a cerium concentration of 0.35 at%; however, the single crystal samples exhibited peak photoluminescence emission intensity at a lower cerium concentration of 0.0095 at%. The photoluminescence excitation and emission spectra as a function of concentration demonstrate the concentration quenching behavior and the mechanisms are speculated to be due to radiative (self-absorption) and non-radiative energy transfer, which may be phonon assisted.     

分幅变像管动态空间分辨率的标定

为了提高激光惯性约束聚变实验二维成像诊断的精密化程度, 提出了分幅变像管动态空间分辨率的标定方法. 标定原理是以直边函数为物, 经光学系统成像后求解系统的调制传递函数, 从而获得系统的空间分辨率. 在神光Ⅱ装置上利用八路激光打靶产生1-3.5 keV能区的连续X 射线标定源, 照射高Z刀边材料, 并成像到分幅变像管阴极上, 分幅变像管采用脉冲选通工作模式获得动态像. 对分幅变像管采集的动态图像进行处理得到系统的调制传递函数. 根据调制传递函数为0.1时对应的空间截止频率, 得到系统的空间分辨率为20 lp/mm. 根据分幅变像管的动态空间分辨理论, 计算系统的极限空间分辨率为22.8 lp/mm. 标定结果略低于极限空间分辨率, 与理论基本吻合. 根据传统标定方法得到该分幅变像管的静态空间分辨率为22 lp/mm, 比动态空间分辨率略高. 在二维成像诊断时, 分幅变像管工作于动态选通模式, 故动态空间分辨率的标定结果更能真实地反映其成像诊断能力.