高温超导材料YBa2Cu3O7-δ在可见光区的电场调制光反射光谱

本文报道了用调制光谱手段对YBa₂Cu₃O_7-δ化合物所进行的光学测量和研究。从对可见光区调制光谱结构的分析和讨论表明调制光谱可以用于研究超导体化合物的电子态结构。从而提出了又一种研究高温超导材料光学特性的新的测试手段。 关键词：     

窄禁带半导体的光学性质

本文阐述了窄禁带半导体的一般性质,较详细地论述了近年来采用吸收光谱、反射光谱、调制反射光谱、磁光光谱、荧光光谱和喇曼光谱等光学手段研究HgCdTe等窄禁带半导体的能带结构、晶格振动、自由载流子和杂质缺陷的光学效应的进展。     

窄禁带半导体的光学性质

本文阐述了窄禁带半导体的一般性质,较详细地论述了近年来采用吸收光谱、反射光谱、调制反射光谱、磁光光谱、荧光光谱和喇曼光谱等光学手段研究HgCdTe等窄禁带半导体的能带结构、晶格振动、自由载流子和杂质缺陷的光学效应的进展。     

半绝缘GaAs的双调制反射光谱研究

半导体材料电子能带结构的确定对研究其物理性质及其在半导体器件方面的应用有重要意义.光调制反射光谱是一种无损和高灵敏度的表征半导体材料电子能带结构的光学手段.光调制反射光谱中激光调制导致的材料介电函数的变化在联合态密度奇点附近表现得更为明显.通过测量这些变化,可以得到有关材料能带结构临界点的信息.然而在传统的单调制反射光谱中,激光调制信号的光谱线型拟合和临界点数目的分析往往被瑞利散射和荧光信号所干扰.本文将双调制技术与双通道锁相放大器结合,消除了瑞利信号和荧光信号的干扰,获得了具有较高信噪比的调制反射光谱信号.双通道锁相放大器可以同时解调出反射光谱信号及其经泵浦激光调制后的细微变化量,避免了多次采集时可能存在的系统误差.利用这种技术,在可见激光(2.33 eV)泵浦下,我们测量了半绝缘GaAs体材料从近红外至紫外波段(1.1-6.0 eV)的双调制反射光谱,获得了多个能带结构临界点的信息.探测到了高于泵浦能量之上的与GaAs能带结构高阶临界点对应的特征光谱信号,说明带隙以上高阶临界点的光调制反射光谱本质是光生载流子对内建电场的调制,并不是来自该临界点附近的能带填充效应.这一结果表明双调制反射光谱能够对半导体材料能带结构带隙及其带隙以上临界点进行更准确的表征.     

基于电光调制沃拉斯顿棱镜组提高光谱分辨率的研究

为了在基本不改变光学干涉器件尺寸的条件下提高静态光谱分析设备的光谱分辨率,在分析了各种提高静态干涉系统光程扫描范围方法的基础上,设计了基于电光调制沃拉斯顿棱镜组的光学干涉系统。系统采用沃拉斯顿棱镜组的光学结构,计算了其相应的光程差函数,同时,又利用电光调制技术对晶体折射率进行调制,并推导了一个调制周期内的光程差变化范围,最后给出了系统的综合光程差函数及光谱分辨率。实验采用三块尺寸、结构角都一致的沃拉斯顿棱镜构成沃拉斯顿棱镜组,通过SGT-3型声光调制器调制信号。结果显示,经消冗余处理后干涉条纹图像可有效融合,调制后的干涉图像虽略有畸变,但经线性校正后满足光谱分布函数还原的要求。相比同尺寸的静态干涉系统而言,光谱分辨率提高了近一个数量级。     

部分相干啁啾光学相干涡旋晶格在生物组织湍流中的平均光强与光谱位移

本文研究了部分相干啁啾光学相干涡旋晶格在生物组织湍流中的平均光强和光谱位移,详细探讨了单色光场中的光学晶格结构和多色光场中的光谱快速跃迁特性.研究表明:在生物组织湍流中,光束从具有涡旋核的环形结构演变为具有暗区的周期阵列结构,最后呈类高斯图样.尽管晶格常数能调制光束结构,但它不影响光束在生物组织湍流中的光谱跃迁行为.光...     

光谱调制反射镜的数控加工控制结构函数

在千焦耳拍瓦高功率放大系统设计中,激光脉冲的时空和光谱整形技术一直受到人们的广泛关注.利用经光学微纳超精细加工而成的电介质结构反射镜可在高功率条件下实现啁啾脉冲的光谱整形.在光谱整形介质结构反射镜的设计与制造中,需要根据加工精度来合理设计数控加工的控制结构函数以及加工刻蚀深度结构函数.针对神光Ⅱ千焦耳拍瓦高功率放大系统设计中提出的多层介质光谱调制反射镜,推导出数控加工的控制结构函数及其刻蚀深度结构甬数,并通过数值模拟计算,分析了调制结构反射镜逼近调制函数的效果及其光谱调制特性.     

傅里叶变换光谱成像仪光谱传递函数研究

根据光学传递函数理论,定义了光谱成像仪的光谱传递函数. 针对基于Michelson干涉仪的时间调制傅里叶变换（FT）光谱成像仪,基于Sagnac干涉仪、Fresnel干涉仪、Lloyd干涉仪的空间调制FT光谱成像仪,推导出相应的光谱调制传递函数和光谱相位传递函数解析表达式,并分析了其物理意义. 光谱传递函数为评价相应光谱成像仪在光谱域的性能提供了一种量化的判据. 与空间域的光学传递函数相结合,成为反映光谱成像仪综合性能的客观依据. 关键词： 傅里叶变换 光谱成像仪 光谱传递函数     

电解液电反射谱技术及其应用

在固体物理学领域中,调制光谱学发展最快.调制光谱主要是指电解液电反射、压电反射、热反射和波长调制反射这类调制谱技术,它用于研究固体表面和单元、两元、三元半导体材料的能带结构. 在光学频率相当于 El,E1+△E1的频带,存在半导体吸收和反射系数的变化,当外加交变电场时,在反射率发生微小变化处会产生增强的光学结构,这种电场调制技术称为电反射谱技术.将半导体样品放在电解液池内。在样品表面加交变电场,可以测定电反射谱,这种方法称为电解液电反射(EER)谱技术. 1958年,Franz与 Keldysh[1,2]曾理论上预言了在均匀电场中光学吸收边…     

一种测量水中硝酸盐的金属光学天线的研究与设计

1985年,Wessle提出光学天线的概念。U.C.Fischer等人在1988年首次实验验证了Wessle的理论。由于金属微纳结构具有局域表面等离子体效应,光学天线对局域场具有增强和调制的功能,因此金属光学天线在光谱增强方面具有重要的作用。本文通过研究水环境中金属光学天线的红外特性,设计了一种用于测量水中硝酸盐的金属光学天线。     

新型喹喔啉衍生物的合成、光物理性质及理论分析

合成了新型质子给体的荧光探针化合物2,3-双(4-二甲胺基苯基)喹喔啉( QBDMA).利用紫外-可见(UV-Vis)吸收、红外吸收和氧核磁共振等光谱手段对该化合物进行了分子结构表征,同时分析其电化学性质和光致发光性质.研究了该化合物在不同条件下的光致发光光谱.最后在B3LYP1/6-31G*水平上优化其基态结构,并对...     

一种基于电光调制光频梳光谱干涉的绝对测距方法

提出了一种基于电光调制光学频率梳的光谱干涉测距方法.理论分析了电光调制光学频率梳的数学模型和光谱扩展原理,并分析得出了光谱干涉测距方法的非模糊范围和分辨力的影响因素.在实验中,使用三只级联的电光相位调制器调制单频连续波激光生成了40多阶高功率梳齿状边带,并通过单模光纤和高非线性光纤对电光调制器输出的激光进行光谱扩展,得到重复频率为10 GHz,光谱宽度达30 nm的光学频率梳.将该光频梳作为光谱干涉测距装置的光源,可以实现无"死区"的绝对距离测量.另外,使用等频率间隔重采样和二次方程脉冲峰值拟合算法对测量结果进行数据处理,可以修正系统误差,提升测距精度.实验结果表明,在1 m的测量范围内,使用该装置可以在任意位置达到±15μm以内的绝对测距精度.     

微球腔体的光学特性研究

根据Mie散射理论,对微球腔体结构的光学特性进行了计算,得到了相应的光学截面和发射率光谱,对研究微腔体结构的光学特性提供了理论依据.     

微球腔体的光学特性研究

根据Mie散射理论，对微球腔体结构的光学特性进行了计算，得到了相应的光学截面和发射率光谱，对研究微腔体结构的光学特性提供了理论依据．     

基于宽带滤波调制的光谱成像技术实验研究

基于宽带滤波调制的计算光谱成像技术是航空航天光谱成像遥感领域中一种极具应用潜力的新型计算光谱成像技术。目前该技术主要应用于光谱测量仪器的小型化领域,缺少针对光谱成像遥感领域的相关研究。因此,针对该技术应用于光谱成像遥感领域的可行性开展实验研究。首先简要介绍宽带滤波调制光谱成像技术的基本原理;然后针对空间光学遥感工程的实际需求,采用彩色玻璃滤光片结合工业相机搭建宽带滤波调制光谱成像的原理样机系统,并对其进行光谱成像实验验证;最后分析评价所获取的光谱图像,研究影响该技术的测量精度及其主要影响因素。实验结果表明,该技术的重建光谱准确度约为23%,获取的光谱图像边缘也较为清晰,噪声约为23 dB。     

电场调制反射光谐及其在固体研究中的应用

电场调制反射光谱(简称electroreflectance或ER)是进行半导体能带结构研究和材料鉴定的重要手段.1964年,Seraphin[1]首次观测到与Ge的基本吸收边E0有关的ER谱结构.七十年代初,ER谱已成为研究半导体材料性质的有效手段.七十年代后期,随着近代光谱技术的蓬勃发展和各种大型谱仪的出现,ER谱曾一度出现了停滞的状况.高近两年的研究发现,调制光谱方法在研究半导体超晶格和量子阶中的电子能态方面可以发挥重要作用.人们利用这种方法已经观察到量子数高达9的高子能级间的跃迁,Δn≠0的禁戒跃迁,激子态的跃迁,子带的色散和超晶格的微结构等.因…     

基于离轴两反利特罗结构的棱镜高光谱成像系统的光学设计

为满足高光谱成像系统高空间分辨率和高光谱分辨率的要求,并应对实际应用中对仪器小型化、轻量化、高光学效率的新需求,研究一种基于利特罗结构的棱镜色散高光谱成像系统,采用离轴两反的利特罗结构形式减小光学系统的体积,同时为平面棱镜提供准直光路,并以宏编程的优化方式,避免系统中光路干涉。结果表明,通过非球面反射镜和双校正透镜的设计,该光学成像系统的谱线弯曲均小于2.1 μm,色畸变小于1.3 μm,控制在18%像元内,在400～1 080 nm可见—近红外(VNIR)工作波段的光学调制传递函数(MTF)均达到0.9以上,光谱分辨率为1.6～5.0 nm,光谱透过率在51.5%以上,系统在整个工作光谱范围都具有较高的透过率和像质。     

激光调制参数对光纤环型谐振腔光谱特性影响（英文）

谐振光学环型腔作为光学陀螺的核心敏感单元,其光学调制谱和与之对应的鉴频曲线的特性成为提高光学陀螺系统检测灵敏度的关键。为了研究光学陀螺的调制和鉴频谱线特性,优化陀螺性能,设计并搭建了实验测试系统,光纤环形谐振腔采用分光比为50∶50、直径17cm的保偏光纤,总长2.2m。使用直流高压放大器扫描窄线宽激光器(线宽小于1kHz)的压电转化模块,扫描频率和电压分别选取20Hz和1V,使用模拟比例积分电路进行锁频并反馈给激光器的压电转化模块,使激光器的输出频率跟踪谐振腔实时变化。研究分析了光纤环型谐振腔在两种情况下所对应的透射谱和鉴频曲线:第一种情况为调制电压分别为2V和4V,对应调制频率从100kHz到4 MHz变化;第二种情况为当调制频率为900kHz,调制电压从2V到10V变化。通过实验,得到了不同调制参数下光学陀螺谱线的谐振深度、半高全宽、线性带宽、动态范围、品质因数、标度因数以及对应的锁频精度七种物理量的详细变化情况,并进一步得到了静态测试条件下三种陀螺的最佳调制频率及与之所匹配的调制电压。为进一步研究激光调制对光纤环型谐振腔光谱的影响提供指导。     

激光调制参数对光纤环型谐振腔光谱特性影响

谐振光学环型腔作为光学陀螺的核心敏感单元,其光学调制谱和与之对应的鉴频曲线的特性成为提高光学陀螺系统检测灵敏度的关键。为了研究光学陀螺的调制和鉴频谱线特性,优化陀螺性能,设计并搭建了实验测试系统,光纤环形谐振腔采用分光比为50∶50、直径17 cm的保偏光纤,总长2.2 m。使用直流高压放大器扫描窄线宽激光器（线宽小于1 kHz）的压电转化模块,扫描频率和电压分别选取20 Hz和1 V,使用模拟比例积分电路进行锁频并反馈给激光器的压电转化模块,使激光器的输出频率跟踪谐振腔实时变化。研究分析了光纤环型谐振腔在两种情况下所对应的透射谱和鉴频曲线:第一种情况为调制电压分别为2 V和4 V,对应调制频率从100 kHz到4 MHz变化;第二种情况为当调制频率为900 kHz,调制电压从2 V到10 V变化。通过实验,得到了不同调制参数下光学陀螺谱线的谐振深度、半高全宽、线性带宽、动态范围、品质因数、标度因数以及对应的锁频精度七种物理量的详细变化情况,并进一步得到了静态测试条件下三种陀螺的最佳调制频率及与之所匹配的调制电压。为进一步研究激光调制对光纤环型谐振腔光谱的影响提供指导。     

空间调制干涉光谱成像仪的星上定标系统稳定性研究

空间调制干涉光谱成像仪对地物光谱辐射信息以目标像元干涉图的形式进行采集,系统定标后,复原的光谱图能定量地反映地物目标实际对太阳光的漫反射特性。分析了空间调制干涉光谱成像仪的定标原理,经计算推导和实验,介绍了空间调制干涉光谱仪的星上定标系统,并进行了实验室光谱测试和航天元件的多种环境测试,解决了空间调制干涉光谱仪星上定标技术的关键组件定标光源、光谱滤光片、积分球组件的技术难点,对定标卤钨灯进行了辐射稳定性测试,光谱滤光片进行了光学性能测试和粒子辐照试验,星上积分球组件进行了环境力学试验和热真空实验,均得到了较好的结果。通过全孔径、部分视场的相对光谱定标,能够得到星上定标光谱和干涉图,在经过不同条件下复原光谱比较后,证明此星上定标系统是稳定可靠的。