大视场紫外告警相机光学系统研究与设计

为了提高紫外探测器系统的信噪比,确保紫外告警相机的低虚警率,分析与研究了大视场紫外光学系统的结构型式,采用反远距、准像方远心光路,实现了大视场光学系统的像差校正,使系统具有优良的成像质量及均匀的像面照度.设计了波段范围为0.254~0.272μm、视场角为110°、相对孔径为1/3的光学系统.系统成像质量良好,畸变小,像面照度均匀.成像质量分析结果表明:全视场最大弥散斑半径小于53.7μm,轴上、轴外视场像面照度均匀性小于15%,0.85视场的相对畸变小于20%,满足紫外告警相机的使用要求.     

Supercontinuum generation in a standard single-mode fiber by a Q-switched Tm,Ho:YVO4 laser

Broadband mid-infrared(IR) supercontinuum laser is generated in standard single-mode fiber-28 directly pumped by a 2054 nm nanosecond Q-switched Tm,Ho:YVO4 laser. The average output powers of 0.53 W in the ~1.95–2.5 μm spectral band and 0.65 W in the ~1.97–2.45 μm spectral band are achieved at pulse rate frequencies of 7 and 10 kHz, and the corresponding optic-to-optic conversion efficiencies are 34.6% and 42.4% by considering the coupling efficiency. The output spectra have extremely high flatness in the range 2060–2400 and 2060–2360 nm with negligible intensity variation(2%), respectively. The output pulse shape is not split, and pulse width is reduced from 29 to ~15.4 ns. The beam quality factor M2 is 1.06, measured using traveling knife-edge method, and the laser beam spot is also monitored by an IR vidicon camera.     

基于自衍射效应的自参考光谱干涉方法的研究

研究一种基于非线性透明光学介质中的自衍射和自参考光谱干涉的新方法来进行飞秒激光脉冲测量. 实验中, 基于此新方法设计一种简单装置, 对800 nm 中心波长, 约40 fs 近无啁啾飞秒激光脉冲进行测量, 并与自参考光谱相干电场重建法测量结果进行比较, 得到了一致的结果. 此新方法与相应的装置结构简单, 可以对深紫外到中红外光谱范围的飞秒脉冲进行测量. 关键词： 飞秒激光脉冲 自参考光谱干涉 自衍射 脉冲测量     

旋转对称椭球颗粒沿轴脉冲光声波波形的几何计算

针对旋转对称椭球颗粒脉冲光声波的产生,推导沿其对称轴方向的波形的解析表达式.结果表明,无论是长椭球还是扁椭球颗粒,沿轴波形相对于球形颗粒所产生的N形波都有一定的形变,并且在近场条件下显示出能反映椭球颗粒形状与大小的明显特征.因此通过对脉冲光声波的测量和分析,能对旋转对称椭球颗粒进行形貌判定.     

[四-(三-甲氧基-四-羟基)苯基]-锌卟啉-环糊精超分子体系研究

在中性磷酸盐缓冲溶液中,以紫外-可见分光光度法和荧光光谱法研究了对称性卟啉[四-(三-甲氧基-四-羟基)苯基]-锌卟啉(简称T(3-MO-4-HP)P-Zn)与α-CD、β-CD、γ-CD三种环糊精之间相互作用形成的超分子体系.结果表明T(3-MO-4HP)P-Zn卟啉与3种环糊精均形成1∶1的包结物.利用双倒数曲线法计算了T(3-MO-4-HP)P-Zn-CD超分子体系的包结常数,结果表明T(3-MO-4-HP)P-Zn与β-CD表现出最强的包结能力.     

小鼠卵母细胞染色体三维双光子荧光图像的轴向衰减

双光子荧光显微镜作为一种高分辨光学仪器,已经被广泛应用于生物样品的非侵入式三维光学成像中。相比共聚焦显微镜,双光子荧光显微镜拥有更深的探测深度。然而,即便如此,在对较厚的生物样品进行非侵入式光学三维成像时,样品的成像质量也往往会随着探测深度的增加而下降。在临床和生物学领域对研究母性遗传起重要作用的小鼠卵母细胞拥有较大的直径(80～100 μm),吸收和散射效应较为明显。本文研究小鼠卵母细胞染色体的三维双光子荧光图像随探测深度增加图像质量的衰减程度。通过对所得图像进行轴向衰减矫正,利用体积作为参数,将矫正前后小鼠卵母细胞内染色体三维双光子荧光图像进行对比。结果表明,由于吸收和散射效应,卵母细胞存在较严重的光学轴向衰减问题,因此,对用双光子荧光三维成像手段获得的小鼠卵母细胞图像进行衰减矫正是有必要的。这为进一步精确定量的研究卵母细胞内染色体的三维构像打下良好的基础。     

高成像质量Offner成像光谱仪的理论分析与研制

以双镜系统为基础构建了Offner成像光谱仪,并利用光程函数来获得一种Offner成像光谱仪的初始结构.通过光学设计软件Code V对该初始结构进行了仿真与优化,优化后的光谱仪具有高成像质量,其均方根点列图直径明显降低,调制传递函数曲线在子午像与弧矢像上都获得了好的成像效果.该研究免去了过于复杂的像差推导过程,并在宽光谱400~1 300nm条件下获得了具有高成像质量的Offner光谱仪结构,为光谱仪的搭建提供了理论基础.     

CCD对高空间分辨率波前干涉检测的影响

推导并用实验验证了光强与入射波前在单位像元面积里成近似线性关系,从而得到入射波前经CCD采样后的功率谱密度（PSD）公式.根据该公式,模拟分析了影响CCD采集系统的系统传递函数的各个因素：入射波前、CCD的填充因子及CCD的曝光时间,得出了他们与系统传递函数的定性关系,并且通过实验明确CCD曝光时间对高空间分辨率波前检测不确定度的影响,为高空间分辨率干涉设计提供了理论依据.     

Residual stress induced wetting variation on electric brush-plated Cu film

Nanocrystalline Cu film with a mirror surface finishing is prepared by the electric brush-plating technique. The as- prepared Cu film exhibits a superhydrophilic behavior with an apparent water contact angle smaller than 10°. A subsequent increase in the water contact angle and a final wetting transition from inherent hydrophilicity with water contact angle smaller than 90° to apparent hydrophobicity with water contact angle larger than 90° are observed when the Cu film is subjected to natural aging. Analysis based on the measurement of hardness with nanoindentation and the theory of the bond-order-length-strength correlation reveals that this wetting variation on the Cu film is attributed to the relaxation of residual stress generated during brush-plating deposition and a surface hydrophobization role associated with the broken bond polarization induced by surface nanostructure.