受激旋转拉曼散射对强紫外激光相位的影响

 利用瞬态受激旋转拉曼散射（SRRS）模型及相位畸变模型，对具有空间相位畸变的强紫外激光束在空气中长程传输的SRRS效应进行了研究。详细讨论了低频和中高频空间相位畸变对SRRS阈值条件、斯托克斯光转换效率、剩余泵浦光和斯托克斯光相位的影响。研究结果表明，泵浦光的初始相位畸变对斯托克斯光相位畸变的影响较剩余泵浦光的更为明显；高频相位畸变对转换效率影响较低频相位畸变更大； SRRS效应阈值随低频相位畸变的增大而减小，随高频相位畸变的增大而增大。     

带有相位拓朴数的环形相位板调控高斯光束的梯度力

 用基于德拜近似条件的矢量衍射理论研究了带有相位拓朴数的环形相位板调控高斯光束的光梯度力分布，改变相位板环形区的相对半径或当相位板的相位以一定拓扑数呈现拓扑变化时，可以调节光学系统焦点区域的光梯度力分布,形成各种非常有规则的几何形状的光陷阱,如当拓朴数分别取3,4,5,6时,可形成三角形、四边形、五边形和六边形光陷阱。此种相位板可用来构建可调的光镊系统，且通过调节相位板的各区域半径和拓扑数可以得到所希望的光陷阱。     

啁啾光脉冲的振幅调制和相位扰动对压缩光脉冲的影响

 通过采用分步傅里叶变换法求解非线性薛定谔方程，模拟了啁啾光脉冲有振幅调制和相位扰动下的自相位调制（SPM）对压缩光脉冲对比度和预脉冲宽度的影响。结果表明：啁啾光脉冲的振幅调制深度和相位扰动深度越大，则压缩后的光脉冲对比度越小；啁啾光脉冲的振幅调制周期和相位扰动周期越小，则压缩光脉冲的预脉冲宽度越大。     

受激旋转拉曼散射效应对基频光光束质量的影响

 采用瞬态受激旋转拉曼散射(SRRS)和空间相位扰动模型，定量分析了泵浦光强度和脉冲宽度对基频光在空气长程传输过程中产生的SRRS效应的阈值距离和转换效率的影响，讨论了泵浦光空间相位畸变对长程传输后的基频光光束质量的影响。研究结果表明：SRRS效应的阈值距离随着泵浦光强度和脉宽的增大而变短；空间相位畸变对斯托克斯光和泵浦光的光强分布存在一定影响，对斯托克斯光相位分布的影响比对泵浦光相位的影响大；SRRS效应的存在将导致基频光光束质量明显变差，对谐波转换效率产生明显影响。     

KNSBN晶体猫式互抽动相位共轭光特性

在KNSBN：Ce晶体中，利用二波耦合作用，在单一光束无法获得相位共轭光的条件下，实现了“猫”式互抽运相位共轭光输出，获得较高的共轭光发射率，实验结果表明，晶体的二波耦合作用可以使晶体的自抽运相位共轭光的阈值光强降低。入射光的入射角范围增大，响应时间缩短。     

基于预啁啾控制的极宽带光参量放大

在以飞秒钛宝石放大系统的倍频光为抽运光和超连续白光为信号光的光参量放大中，针对抽运光的宽带特点，分析了一种新的极宽带相位匹配方法.结果表明，10nm的抽运光带宽可得到近400nm的相位匹配带宽，若抽运光带宽达到20nm,相位匹配带宽就能达到近600nm.零色散波长为800nm的光子晶体光纤产生的超连续谱经光纤传输后为二次啁啾，宽带抽运光经棱镜对展宽具有线性啁啾，满足了极宽带相位匹配方法所需要的光谱分布.理论计算了对输入脉冲进行预啁啾控制应选择的光纤长度和棱镜对在光路中的插入量，为实现极宽带光参量放大提供了 关键词： 啁啾 极宽带相位匹配 光参量放大 光子晶体光纤     

光相位共轭色散补偿波分复用系统的传输带宽

导出了光相位共轭器（DPC）接于常规单模光纤链路中点的色散补偿波分复用（WDM）系统传输带宽的估算公式，并用数值仿真的结果验证了公式的正确性；采用不对称接入光相位共轭器提高传输带宽的方法，导出了光相位共轭器接入位置对传输带宽影响的估算公式，利用公式估算和数值仿真的结果表明，当光相位共轭器处于最佳接入位置时，色散补偿的波分复用系统的传输带可以提高近一倍。     

基于光子晶体光纤的相位再生器的设计及优化

采用光子晶体光纤构成一个Sagnac环，在锁相本地振荡抽运源的驱动下，形成一个相位再生器，实现对差分相移键控调制信号的相位和幅度再生.理论推导了入射光信号经过相位再生器后的光场分布，讨论了不同入射信号光功率下，抽运光与信号光的相位差以及光子晶体光纤长度对信号功率增益的影响，给出了相位再生器的最优参数，数值模拟了信号再生前后的相位分布、强度分布及误码率，取得了很好的再生效果. 关键词： 光通信 相位再生 光子晶体 差分相移键控信号     

基于预啁啾控制的极宽带光参量放大

在以飞秒钛宝石放大系统的倍频光为抽运光和超连续白光为信号光的光参量放大中，针对抽运光的宽带特点，分析了一种新的极宽带相位匹配方法.结果表明，10nm的抽运光带宽可得到近400nm的相位匹配带宽，若抽运光带宽达到20nm,相位匹配带宽就能达到近600nm.零色散波长为800nm的光子晶体光纤产生的超连续谱经光纤传输后为二次啁啾，宽带抽运光经棱镜对展宽具有线性啁啾，满足了极宽带相位匹配方法所需要的光谱分布.理论计算了对输入脉冲进行预啁啾控制应选择的光纤长度和棱镜对在光路中的插入量，为实现极宽带光参量放大提供了     

相移法在光栅投影测量中的应用

利用双目CCD相机记录的光栅投影测量技术是一种新型的光学测量方法。为了获得高精度测量相位值，提出一种优化相位测量精度的相移方法。该方法通过投影相传递函数和投影光的光强函数计算相位值，并考虑了测量投影光非正弦、非周期性的影响，提高了投影光栅的条纹精度和相位精度，相位精度为像素级，通过插值可达到亚像素级。     

基于双折射晶体的光交叉波分复用器

光交叉波分复用器能够把一组DWDM光信号分解成两组奇偶信道输出 ,或反之。双折射晶体的设计关健部分由两个光轴成 45°的波片A和B组成。入射光信号经过偏振分束器和偏振元件处理后 ,在A波片中形成o光、e光并产生位相差。在B波片中再次分解并发生干涉形成奇偶信道光输出。A波片厚度决定位相差从而决定输出信道间隔。用两片光轴垂直或相同但不同材料的波片按一定的厚度组合代替波片A可消除输出频率间隔的温度漂移。基于双折射晶体的设计是实现商用化光交叉波分复用器的有效途径。     

Investigation on the influence of intensity scintillation and beam wander in space optical uplink DWDM communication system

Abstract

Dense wavelength division multiplexing (DWDM) has been widely applied in ground optical communication. However, the technology of DWDM is still not mature enough in the space optical communication system. In order to further advance the use of DWDM into space optical communication, the probability density function (PDF) and the bit-error rate (BER) performance of DWDM is investigated in uplink communications under the influence of atmospheric turbulence, consisting of intensity scintillation and beam wander caused by atmospheric turbulence. Numerical results show that the atmospheric turbulence has a great impact on BER and PDF, and wavelength, divergence angel, and other relevant parameters should be carefully considered in this DWDM system. This work can be conducive for improving DWDM design of space optical uplink communication systems.     

Numerical analysis of coherent combination for fiber lasers and application to beam steering

A coherent combination model of fiber lasers has been established. The relative beam quality factor has been introduced and studied as a proper beam quality factor for the combined coherent beam. The disturbance of the phase shift, polarization degradation, distribution characteristic, the wave-front aberration and the tilt error has been numerically studied to investigate their effects on the beam quality. This model has been also used to analyze the control of beam steering. The results have shown that the impact of the phase shift on the combination is more serious than that caused by polarization degradation, and the coherence degradation caused by the phase grating is more severe than that caused by the phase shifter.     

线偏振相位涡旋光束的像散特性

提出采用像散系数表征涡旋光束的像散特性。利用螺旋相位板产生了线偏振相位涡旋光束,并对其光束质量及像散特性进行了实际测量。数值模拟了不同拓扑荷数的涡旋光束的传输特性及光束质量,分析了像散系数随拓扑荷数变化的规律,结果表明:当拓扑荷数为整数时,光束无像散,像散系数为零;当拓扑荷数为半奇数时,光束的像散特性明显,像散系数达到极大值;随着拓扑荷数整数部分的增加,像散系数的极大值减小。     

左手材料中圆偏振光束的反常旋转特性研究

根据Whittaker标量势理论,建立了圆偏振光束的矢量传输模型.基于这一模型研究了圆偏振光束在左手材料中的反常旋转特性.通过分析光束偏振态、衍射对强度质心旋转特性的影响,发现圆偏振光束在左手材料中旋转方向反转并揭示其旋转角等于古伊相.采用分析横向能流的方法,揭示左手材料中反向的横向能流是导致反常旋转特性的主要原因.对圆偏振光束在左手材料中反常旋转特性的研究,有利于增强对左手材料中光束传输特性的认识. 关键词： 左手材料 圆偏振光束 旋转特性     

反射式液晶空间光调制器电控光束偏转

为获得较大的光束电控偏转范围,使用空间分辨力高达8 m的反射式液晶空间光调制器实现了对入射632 nm激光的电控偏转。利用双光束共焦干涉方法测量了液晶空间光调制器的电控相位延迟特性,最大相移量可达3。根据二元光学理论和器件的电控相位延迟特性,设计了周期台阶相位模式和相应的加载灰度图,以最大衍射效率实现对入射光束的闪耀电控偏转。结果表明:相位模式台阶数为8时,可以实现10 mrad的光束偏转,闪耀级次衍射效率可达46%。利用二元光学的衍射模型对影响衍射效率的关键因素进行了分析,认为器件较低的填充因子和周期台阶模式相位重置点诱导的指向矢回程区是限制光束衍射效率的主要因素。     

具有轨道角动量光束入射下的单球粒子散射研究

根据广义Mie理论，研究了具有轨道角动量拉盖尔-高斯光束（LGB）的空间传输特性以及单粒子散射特性.在单体球粒子对高斯光束散射研究的基础上，分析了在自由空间不同传输距离LGB光束的光强分布情况，在不考虑散射和波束相移关系的情况下，将LGB作为入射高斯光束，通过对波束入射时的散射衰减截面求解得到波束因子，利用矢量球谐函数对入射高斯波束进行展开，从而研究了单球粒子在在轴条件下对具轨道角动量高斯波束入射的散射问题.通过数值计算，讨论了散射强度及角分布在不同波束宽度情况下对其散射特性的影响，并与平面波的情况做了对比.结果表明，当波束束腰半径较小时，束腰半径对衰减率的影响较大，而当束腰半径远大于粒子半径时，接近于平面波的情况. 关键词： 广义Mie理论 轨道角动量 Laguerre-Gauss光束 单球粒子     

Metro Dense Wave Division Multiplexing (DWDM)

Metro Dense Wave Division Multiplexing (DWDM) has been touted by its proponents as the future of optical telecommunications in the metro market. But is it? Its proponents have presented it as a natural extension of long haul DWDM into the metro network. But can Metro DWDM be cost justified and, if so, under what conditions? Whether and to what extent the economics of metro DWDM will change over time are other major questions certain to affect materially the acceptance of metro DWDM and thus the market opportunity for manufacturers of metro DWDM equipment. Finally, questions concerning regional variations in the market opportunity for Metro DWDM equipment must be answered.     

DWDM System Components

The hottest word in telecommunications technology is dense wavelength division multiplexing (DWDM). In this paper, a review of the DWDM component market is presented together with a worldwide forecast over the next 5 years. The most dramatic changes in telecommunications have taken place in the last several years with the advent of DWDM to exploit the potential of unlimited bandwidth on a fiber pair. Originally installed to solve the problem of fiber exhaust in long-distance networks, DWDM is becoming the leading driver to an all-topical network. DWDM is insensitive to bit rate and format and permits a telecommunications network to increase capacity without installing new fiber, and at a decreased cost with much greater flexibility. DWDM places narrowly spaced channels onto the same fiber and increases capacity on existing fiber routes by factors of 16, 32, 40, or more. DWDM has also made it possible for new carriers to enter the market using IP-based rather than circuit-switched networks at considerably lower costs.     

Fabrication of three-dimensional (3D) woodpile structure photonic crystal with layer by layer e-beam lithography

Photonic crystal based superprism offers a way to design new optical components for beam steering and DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) application. Three-dimensional (3D) photonic crystals are especially attractive as they could offer more control of the light beam. A FCT (Face-Centered-Tetragonal) woodpile structure has been fabricated using layer by layer stacking techniques with E-Beam lithography. Special planarizations and processes have been introduced to ensure the survivability and good alignment of the fabricated nanostructures. Scanning electron microscopy results proved the structure uniformity. With the proper design, the structure exhibits superprism effects around 1550 nm, and such effects have been observed in the experiments.