锥形光栅衍射特性分析

针对光学绝对式编码器的分辨率和尺寸之间的矛盾,自行设计了一种锥形光栅进行高位细分.以夫琅和费衍射理论为基础,分析了锥形光栅的光学衍射特性,初步推导了利用锥形光栅实现光学细分的基本原理,并通过实验验证了上述的理论分析结果.     

全息液晶/聚合物透射光栅光学各向异性的研究

基于聚合物支撑(polymer scaffolding)形貌的全息液晶/聚合物透射光栅, 系统研究了光栅的光学各向异性. 在这种形貌的光栅内, 液晶不是以液滴的形态存在于富液晶区, 据此建立了相应光栅的简化模型, 然后在各向异性耦合波理论框架下研究了光栅的衍射特性. 详尽的衍射效率实验值和计算值比较, 很好解释了液晶/聚合物光栅的光学各向异性, 也证实了液晶分子大致沿着光栅矢量排列.     

脉冲压缩光栅光学拼接方法研究

脉冲压缩光栅是激光约束核聚变系统中的重要光学元件.随着激光约束核聚变工程的快速发展,对光栅的口径要求越来越大.全息技术是制造大口径脉冲压缩光栅的重要手段,其制作的光栅大小受限于记录光学系统口径.为了制造出超大口径的脉冲压缩光栅,提出了一种采用多次曝光拼接技术制作大口径脉冲压缩光栅的方法.该方法采用参考光栅作为检测元件,利用其再现的光学特性,以检测记录干涉光场与已记录光栅之间位相匹配情况,并利用条纹锁定系统控制记录干涉光场的相位,实现光学拼接制作大口径脉冲压缩光栅的目的.开展了1740lp/mm光栅拼接实验研究.拼接对准精度优于30 nm.     

二元光学液晶闪耀光栅的特性分析

在二元光学理论的基础上,结合波动光学理论和液晶指向矢的计算提出一种新的二元光学液晶闪耀光栅设计.对液晶光栅电极施加阶梯分布的电压使之形成相位阶梯形分布,推导出液晶闪耀光栅的衍射效率.结果表明,通过改变周期单元光栅电极数日而改变光栅常数,可以改变光衍射角度,一级衍射角度调节范围0°～10°;调节电极电压可以使特定级次衍射光效率达到90%以上,使该级次得到闪耀.     

利用平面平晶反射干涉制作低频全息光栅

基于对光栅制作方法优缺点的分析,提出了利用平面平晶双光束干涉原理制作低频全息光栅的方案.在保证光栅质量的前提下,简化了原有全息光栅制作的光路,实验证明简化后的光路是可行的,所制得的全息光栅可用于光学教学实验.     

体全息光栅透镜的设计和应用

设计了一种新型的体全息光栅透镜, 在一块光学平板（体全息记录材料）内可以将输入光束产生横向传输并聚焦, 或对输入光点产生横传的准直. 它由一束平面波和一束球面波正交入射到光学平板上干涉形成的. 研究了该体全息透镜的光栅间距变化情况, 为设计和制备体全息光栅透镜及相关器件提供了理论依据. 基于两光束耦合波理论, 得到了该光栅透镜的耦合波方程, 近似计算了该透镜的衍射效率及其达到高衍射效率时透镜的最佳尺寸. 最后, 讨论了该透镜在集成光学等领域中的应用.     

光学频率梳空间光谱分辨精度研究

光学频率梳的高精度光谱整形在微波光子学、光谱学及通信光学等学科领域具有广泛应用. 为了描述和评价光学频率梳光谱整形系统的光谱分辨精度, 使用光线追迹的方法对单光栅、平行光栅对、单光栅透镜变换和反平行光栅 对透镜变换四种结构的空间色散能力进行了理论建模和分析, 得到了输出面上不同波长的光斑间距和光斑大小, 设立判据得到系统的光谱空间分离能力. 计算结果表明, 使用后面两种色散结构更容易实现高精度光谱分离和整形; 波长较长、纵模间距较大、光斑尺寸较大的光学频率梳更适合作为光谱整形系统的光源; 光栅刻线密度高、入射角小、多次通过色散系统有利于得到更高的光谱分辨精度. 本文的分析和计算过程具有普遍适用性, 对基于光学频率梳的高精度光谱整形系统的实验和评价具有指导意义.     

双光栅快速扫描光学延迟线的色散补偿

光学相干层析成像(OCT)系统的纵向分辨力不仅与光源的带宽有关,而且与系统中两干涉臂间的色散匹配有关。如果色散没有得到精确匹配,将使光学相干层析成像系统的纵向分辨力达不到所预期的理论值。色散问题在超高分辨光学相干层析成像系统中尤为突出。提出了一种基于双光栅快速扫描光学延迟线(RSOD),用于光学相干层析成像系统的色散补偿。该方法中新增的光栅引入了光栅间距这一独立变量,其与常规单光栅快速扫描光学延迟线机构中的光栅离焦量一起,可使光学相干层析成像系统中的群速度色散(GVD)和三阶色散(TOD)同时得到补偿。分析了双光栅快速扫描光学延迟线的色散特性和色散调节原则,并提供了一个典型光学相干层析成像系统中的色散补偿实例。     

在一种新的聚合物材料上刻写正弦相位波导光栅及其特性研究

用双光束干涉法在一种新的聚合物材料IAC-4上刻写正弦相位型光栅,实现了光栅耦合光波导,并研究了该光波导对不同偏振态的入射光的传播特性,对光栅的形成进行了理论分析,对光波导的传播常数进行了数值计算,并对该波导光栅在导光的光强调制和方向控制及其在集成光学方面的应用进行了讨论,最后对任意入射角的光栅方程进行了理论探讨. 关键词： 波导光栅 有机聚合物 平板光波导 集成光学     

高质量全息光栅实验系统研究

基于全息光栅在信息光学及光谱仪中的重要地位,对全息光栅进行了理论分析,提出了一种新的制作高质量全息光栅的实验系统.该实验系统的优点在于:将激光器发出的高斯光束改造成为均匀平面光波,以此平面光波作为光源可以制作出高质量的全息光栅.     

Opto-electronic bistable devices in real-time optical information processing

An opto-electronic bistable device using a twisted nematic liquid crystal cell is described. The optical bistability characteristics of this device are used in a new liquid crystal light valve with bistability in cellular array structure. Experimental studies demonstrate the applications of such opto-electronic bistable devices in real-time optical information processing such as intensity limiting for contrast improvement and noise elimination, edge enhancement for pattern recognition, linear and nonlinear optical filtering (in spatial and spectral domains).     

光学PAM-PDM转换:光学临界慢变效应的一种应用

基于光学临界慢变效应对光学双稳器件本文提出了一种新的功能——光学脉冲振幅调制(PAM)到光学脉冲持续时间调制(PDM)的转换,并且在实验上证实了这种功能的可行性.     

非线性光纤环:3.掺铒光纤双稳态数字光信号放大器

讨论了各种掺铒光纤双稳全光信号放大器的原理和特性，计算了它们在恒定光偏置和脉冲光偏置下的光增益及其随器件参数的变化，给出了器件的设计原则。     

Semiconductor laser bistable operation with an adjustable trigger

Hysteresis is demonstrated in the light output versus current characteristics of twin-stripe injection lasers subject to optical injection. The sensitivity of the device to optical injection is adjustable and allows an adjustable switch for bistable operation to be defined.     

Dynamic memory arrays and chaos in a spatial-light-modulator ring circuit

An optical ring circuit with two spatial light modulators is capable of supporting a variety of nonlinear spatio-temporal dynamics, including an array of bistable spots with novel Trigger-type flip-flop operation.     

BILED／BILD组合回路的光学逻辑运算

利用激光二极管或发光二极管混合双稳态回路(BILD/BILED)的组合,得到了光学多稳态,光学异或逻辑门和光学R-S触发器.这种光电子学的逻辑回路与大规模集成技术完全相容,因此有希望应用于光学信息处理,光通信和光计算.     

Bistable properties of spatial light modulator with internal feedback

A bistable spatial optical device has been developed on the basis of a spatial light modulator which contains photosensitive and electrooptical liquid crystal layers, where an internal feedback loop is established.     

Hybrid Optoelectronic Bistability in Frequency-Domain and Its Potential Application in FBG Sensors

We propose a novel optical bistable device （OBD） in frequency-domain with which we can perform optical bistable operations in a number of fibre Bragg gratings （FBGs） which are included in the same OBD. Such an OBD may bring more opportunities in applications and, as an example, we show the possibility of using it in an FBG sensor demodulating system. By use of a tunable light source, consisting of a broad band source and a scanning fibre F-P （FFP）, we demonstrate the above-mentioned operations experimentally.     

Optical feedback effect on bistable laser diodes

The optical feedback effect on multi-section bistable laser diode characteristics, especially on light/current hysteresis, has been studied. A decrease in the bistable laser diode hysteresis width under optical feedback was observed for the first time. A theoretical analysis has been carried out by solving carrier density rate equations, combined with the light-field equation. The analysis shows that the observed hysteresis width decrease is due to the phase detuning, which is governed by the difference between the values of the α-parameters (line-width enhancement factors) in the gain section and the loss section.     

Plasmonic all-optical bistable device based on nematic liquid crystal

Low-power all-optical bistable liquid crystal (LC) devices are reported in which surface plasmons propagate along a metallic grating. The threshold switching illumination was 1.4 mW/mm² in the device with the twisted-nematic LC cell. This is a lower value than for all-optical bistable devices reported previously. This low-power bistability device can be used in two-dimensional optical memories or spatial light modulators.