飞秒光频梳的任意长绝对测距理论分析

传统脉冲干涉测距只能测量离散的长度值,提出了一种利用飞秒光频梳进行任意长绝对测距的方法,建立了多脉冲干涉的时间相干模型,分析了被测距离与多脉冲干涉条纹峰值点位置变化的关系,研究了大气条件的改变对测距结果的影响。模拟结果表明:多脉冲干涉条纹峰值点位置的偏移具有周期性,在一个周期内呈单调性改变;温度和湿度的改变与多脉冲干涉条纹的峰值间距的改变呈正比,而气压和二氧化碳含量的改变与多脉冲干涉条纹的峰值间距的改变呈反比。该分析结果对于在空气中进行长距离绝对测距具有重要意义,可利用建立的模型进行误差补偿,以提高测距精度。     

基于散斑干涉光谱分布变化量探测瞬态高温的研究

为了提高瞬态高温检测的精度,利用快速傅里叶变换(FFT)对散斑干涉条纹进行光谱分析,提出了通过光谱分布的偏移及幅值变化反演温度的方法。当激光照射应变材料时,瞬态高温使材料发生形变从而使散斑干涉条纹改变,被测表面形变前后获得的干涉条纹由面阵CCD采集。由于其对应的光谱密度分布函数也会发生相应的改变,即中心波长位置偏移及振幅变化,通过其改变反演材料的瞬态温度。在分析推导了瞬态温度变化、材料应变及干涉条纹变化之间的函数关系后,仿真分析得到了瞬态温度正比于压强系数、反比于温度系数。实验采用660 nm半导体激光器,SI6600型面阵CCD探测器,从获得的光谱分布函数中提取中心波长的偏移量,经计算和标定所得数据与传统的干涉测温方法进行对比,探测精度可达0.3%。相比传统的直接检测干涉条纹的变化量,由被测面形变量推导温度的方法精度提高近3倍。     

自参考光谱相干法的小波变换相位重建

将小波变换法引入光谱相位相干电场重建法的相位重建，从光谱干涉条纹的小波变换中直接 读取条纹相位，消除了传统傅里叶方法滤波过程中产生的相位噪声. 这种方法将有利于超宽 带、单周期超短脉冲的产生，更适用于超短脉冲的评价. 关键词： 超短脉冲 相位重建 小波变换     

基于马赫曾德干涉光路的光压测量装置设计

基于马赫曾德干涉原理,设计搭建了可调制与放大干涉条纹的光压测量装置.由频率和功率可调制脉冲激光产生光压,使真空中两面高反镀铝薄膜产生微小形变(位移),从而使由氦氖激光器发射、经半反半透镜分束的参考光和信号光的光程差改变,即干涉条纹发生改变.用CCD记录干涉条纹位移量,数据处理获得干涉条纹位移量和薄膜形变量的关系,计算出脉冲激光在薄膜处的光压.分别讨论了脉冲激光入射角度、频率等参量对检测结果的影响,并通过双角度入射方法消除了热辐射效应的影响.该检测装置可测得最小光功率为15.0mW所产生的光压大小为13.42μPa,线性工作范围为15.0mW(13.42μPa)至200mW(1179μPa),且工作稳定、灵敏度高,测量结果准确.     

空间外差光谱仪干涉图滤波方法研究

在分析空间外差光谱仪干涉图生成及特点的基础上,提出了基于改进旋滤波的干涉图降噪方法。该方法是在干涉条纹的切线方向进行滤波,能够在不改变干涉图条纹细节的基础上减少干涉图中的随机噪声和暗斑噪声的影响。同时该方法还能有效降低平均光谱的背景噪声,提高特征光谱与背景噪声的信噪比,结果显示旋滤波方法对加入噪声前后干涉图的平均光谱背景噪声信噪比改善分别为47%和240%,能够将一些峰值较小的特征谱从背景噪声中提取出来,提高空间外差光谱技术对一些弱特征光谱的识别率。     

基于高斯型脉冲的非线性Ramsey干涉

基于非线性Rosen-Zener隧穿理论, 利用高斯型脉冲研究了双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性Ramsey干涉. 通过数值模拟得到了丰富的非线性Ramsey干涉图样, 分别讨论了粒子间相互作用和高斯型脉冲的周期对干涉图样的影响. 通过哈密顿正则关系得到了干涉条纹的基频表达式, 并借助傅里叶变换对Ramsey干涉条纹的频率进行分析, 得到了干涉条纹的基频随粒子间相互作用及脉冲周期的变化关系. 比较数值和解析结果发现两者符合得很好. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Ramsey干涉 高斯型脉冲     

基于双边倾斜傅里叶干涉具的激光光谱探测技术研究

为了在不改变静态傅里叶干涉具尺寸的基础上提高光谱分辨率,设计了双边倾斜傅里叶干涉具及等光程条纹展宽的方法。通过计算分析双边倾斜傅里叶干涉具空间产生光程差与传统干涉具光程差的关系,得到在整个干涉具尺寸不变的条件下,光谱分辨率提高到9.1 cm-1,比同尺寸静态傅里叶干涉具提高了近8倍,并且不会因干涉条纹混叠而造成无法采集。采用BK7材料加工制成双边倾斜傅里叶干涉具,用6种不同波长的激光照射分析干涉条纹,实验结果显示干涉条纹会因反射位置增大而导致探测波长较长的激光时中心波长偏大,根据其满足线性变化的规律,拟合可知每1nm的激光波长变化造成0.021 1 nm的增大误差,经过标定后平均误差与传统干涉具接近,同时可以有效地提高静态干涉系统的光谱分辨率。     

组合抽运DPL声光调Q特性研究

端-侧面组合抽运方案是提高DPL调Q脉冲峰值功率和压缩脉冲宽度的有效技术途径。借助给出的一组端-侧面组合抽运DPL声光调Q实验结果，依据调Q速率方程，理论分析了组合抽运光的空间分布对调Q脉冲特性的影响，数值计算结果与实验结果一致。实验和理论研究发现：组合抽运时的脉冲宽度明显小于侧面抽运时的脉冲宽度，峰值功率明显高于侧面抽运时的峰值功率。实验和分析结果表明：在总抽运功率和抽运结构确定的情况下，端面抽运光功率在总抽运功率中的占有率越大，脉冲宽度越窄，脉冲峰值功率越高。通过调整端面抽运光功率占有率，改变组合抽运光的空间分布，可以实现对DPL调Q脉冲特性的控制。     

高功率超短脉冲在增益介质中的传输特性

在考虑了增益介质的群速度色散、克尔非线性效应、增益饱和和增益谱后,推导出了光脉冲在介质中的传输方程.采用分步傅里叶变换法数值模拟了高功率线性啁啾脉冲在增益介质中的传输状态,并着重讨论了增益色散对光脉冲形状和功率谱的影响.计算结果表明:当高功率超高斯光脉冲在增益介质中传输放大时,脉冲形状变得尖锐,峰值向脉冲前沿移动;功率谱峰值向低频方向移动,并且在功率谱边缘形成非对称振荡结构;当介质的增益色散增大时,光脉冲光谱宽度变窄,峰值功率减小,因此对于宽光谱脉冲,增益色散将会导致损耗.     

光学频率梳基于光谱干涉实现绝对距离测量

详细分析了光学频率梳光谱干涉的原理, 建立了较全面的光谱干涉的数学模型, 为实现绝对距离测量提供理论分析基础. 基于光谱干涉, 指出通过光谱干涉条纹的振荡频率, 即一次傅里叶变换, 可以实现绝对距离测量, 数值模拟结果表明, 最大测量误差为1.5 nm; 提出了一种等效的多波长并行零差干涉的方法, 分析了多波长并行零差干涉法的测距原理. 数值模拟结果表明, 多波长并行零差干涉法的最大误差为8.7 nm; 通过脉冲啁啾实现绝对测距, 分析了基于脉冲啁啾实现绝对测距的原理, 数值模拟结果表明, 最大测距误差为5.3 nm.     

PPQ共轭有机聚合物平面光波导的非线性传输特性的实验研究

从实验上研究了聚苯基喹恶啉（ＰＰＱ）共轭有机物平面光波导中的飞秒光脉冲的非线性传输特性，难过研究其光波导中由于自相位调制效应而导致的光谱展宽，得到了ＰＰＱ的非线性折射率，同时表明ＰＰＱ共轭有机物平面光波导中具较大的非线性效应，有可能制作较理想的全光器件。     

ZnO薄膜表面和边缘的发光特性

研究了分子束外延方法生长的ZnO薄膜的光学特性,首先测量样品反射光谱,然后重点研究其光致发光光谱。实验中通过改变激发光的强度,以及采用波导配置和不同的实验几何配置等手段,观察到了ZnO薄膜中起源于激子-激子散射和电子-空穴等离子体复合发光的受激辐射,同时观察到两种配置下自发辐射谱中存在巨大的差异。通过对实验数据和理论计算结果的分析,初步认为造成了从ZnO薄膜表面和侧面得到的PL谱之间的显著区别原因有两种:一是非对称薄膜波导的吸收损耗造成的波长选择效应,二是薄膜波导对掠出射光的类似薄膜微腔的微腔效应。     

有机高聚物PPQ薄膜的反常群速色散

通过对ＰＰＱ薄膜的吸收光学谱的计算分析，由Ｋｒａｍｅｒｓ－Ｋｒｏｎｉｇ关系得到ＰＰＱ膜在５５０ｎｍ～７００ｎｍ左右波段存在负群速色散区，并且色散量对相对较小，│β２│〉１．２ｐｓ＾２／ｍ，这使得对飞秒激光脉冲在ＰＰＱ平面光波导中的传输的传输的描述可以忽略色散顶，根据这一间化，仅考虑自相位调制（ＳＰＭ）效应，由于飞秒对撞锁激光脉冲的光谱展宽民计算的ＰＰＱ的非线性折射率系数ｎ２，与报道的结果吻合很好。     

紫外光激发下氧化锌纳米线的发光特性研究

室温条件下，用355 nm的激光激发氧化锌纳米线，测量了其发光光谱.观察到半宽度较小、峰值波长约382 nm的紫光峰和半宽度较宽、峰值波长约507 nm的绿光峰；两峰的发光强度随激发光功率密度的变化而变化，且均存在饱和效应，但各自的变化规律及饱和值的大小不同；紫光峰的中心波长随激发光功率密度的增加而发生了明显的红移.对两峰产生的机理、强度饱和值存在的原由、强度随激发光功率密度变化及紫光峰红移的起因进行了分析.     

Strahlung von Oberflächenplasmonen in Aluminium

Unoxidized Al surfaces were irradiated by 50 keV electrons at grazing incidence. Light emission was observed, whose spectrum exhibited a peak at 10.1 eV. The intensity was very sensitive to surface structure, contamination, and angle of incidence of the electrons. The peak shifted towards higher energies with decreasing film thickness. These results indicate that the effect is due to the radiative decay of non-radiative surface plasmons.     

掺杂PPQ薄膜的电致发光及电场调制

从掺杂PPQ薄膜单层器件的电致发光光谱在掺杂前后的变化。说明掺杂PPQ薄膜中存在着基质分子和掺杂分子间的能量传递，其电致发光光谱随加电场变化说明电场对PPQ薄膜的电致发光具有调制作用。用一个由单链模型扩展到包括杂质和外场的Hamiltonian进行数值求解。结果表明：在PPQ和TPL分子之间有效的能量传递是源于它们之间的是荷转移，且随着外加电压的变化，其电致发光谱峰位的移动与掺杂前后系统总量的改变及发光强度与掺杂后转移的电荷数之间分别存在对应关系，这一模型很好地解释了电场对PPQ薄膜电致发光的调制作用。     

Formation of a reflected wave under propagation of a pulse with high peak intensity through a Kerr medium

Propagation through a Kerr medium of short pulses depending only on the longitudinal coordinate is investigated. High values of the peak intensity are considered for which the nonlinear part of the relative permittivity is on the order of unity. When a short pulse propagates through such a medium, the leading edge of the pulse is extended, while the trailing edge runs into the slowly propagating central part of the pulse; shock waves are generated at the trailing edge, giving rise to high spatial frequencies and backward reflected radiation. The duration of the pulse increases due to the high-frequency jet that forms at the trailing edge, and the peak intensity decreases. The spectrum of the backward reflected radiation is investigated as a function of the peak intensity of the pulse and the characteristics of the time dispersion of the medium.     

超声处理对ZnO薄膜光致发光特性的影响

对于结晶状态好的ZnO薄膜，测量了其光致发光(PL)光谱，发射光谱中只发现了峰值波长约389 nm的近紫外光.样品进行超声处理后，发射谱中不仅观察到近紫外峰，又观察到波长约508 nm的绿光峰.绿光峰的强度比近紫外光的强度强得多，且近紫外峰红移.进一步的热处理使绿光峰大大增强.超声处理改变了ZnO薄膜的质量和结晶状态，使晶格中产生氧空位.处理过程中的热效应使得薄膜晶格振动加剧.当晶格振动加剧到一定程度，晶格中的氧脱离格点形成氧空位.510 nm左右的绿色发光峰是ZnO晶体中的氧空位产生的.薄膜的温度越高， 关键词： ZnO薄膜 超声 光致发光     

高脉冲功率能量PLD法制备MgZnO薄膜中的沉积机理

用PLD法成功制备了一系列高质量的MgZnO薄膜。实验中发现高脉冲能量沉积薄膜的结构和发光特性随基片温度的变化规律与低脉冲能量下的结果不一样:基片在室温时高脉冲能量制备薄膜的XRD峰的半峰全宽比高基片温度时的结果相对更小;AFM显示其颗粒变大,柱状生长突出;PL谱紫峰与绿峰强度比最大,结晶质量反而提高。另一方面,与低脉冲能量时相反,增大氧气压强后高脉冲能量沉积的薄膜XRD半峰全宽变窄。结合实验现象和表征,合理解释了高脉冲能量沉积的机理。室温制备高质量MgZnO薄膜的PLD沉积机理对于以后在柔性衬底上沉积薄膜的研究有重要的参考价值。     

百皮秒脉冲放大中自相位调制效应实验研究

利用掺镱双包层光纤放大器对百皮秒单脉冲（重复频率1 Hz）进行了放大实验,分析了其放大过程中自相位调制对脉冲时域和频域特性的影响.采用小芯径（纤芯直径6.5 μm）掺镱双包层光纤作为增益介质,研究了放大器中从小信号增益到增益深度饱和整个变化过程中自相位调制引起的频谱展宽效应,并分析了SPM引起的脉冲波形和频谱光强分布的变化.采用布喇格光纤光栅扫描方法观察了其光谱的变化,解决了单脉冲光谱不易测量的问题.结果表明：区别于无源光纤中的自相位调制效应,随着抽运功率的增加,百皮秒脉冲放大过程中增益饱和效应和自相位调制效应的共同作用,使脉冲频谱分裂成不对称双峰结构,且光强分布先向短波后逐渐向长波集中.