光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索

教学团队本着"重理论建模、强仿真设计、突创新实践、促科学探索"的教育理念,依托"数学物理方法与仿真"和"空间光通信创新实验"两门课程,重点开展了小班教学大学生光学仿真设计实践能力培养训练的思考与探索,通过近几年的教学研究与实践,其构建的光学仿真设计"阶梯次"能力训练教学实践培养模式,对培养大学生具有"宽泛的专业知识、科学的探索能力、仿真设计能力强和综合素质能力高"的创新型设计人才具有突出教学效果.     

对“空间光通信创新实验”课程进行教学研究型改革与实践的探索

以"空间光通信创新实验"课程为例,依托电子科技大学物理电子学院光通信工程技术研究中心建设的大学生创新实践平台,教学团队通过对《空间光通信创新设计》和《光学天线设计》教材的立体化、教学力量的多元化组合以及研究驱动型实践教学,着力于培养大学生创新型人才.     

教学研究型改革与实践的探索——“空间光通信创新实验”课程

重点突出了"重理论建模、强工程实践、突创新设计"的教育理念,结合科技前沿,对"空间光通信创新实验"课程开展了长期的教学研究型改革与实践的探索,取得了一些成功经验.着力培养大学生应用系统的理论知识、空间光通信创新实践平台和三维可视化仿真方法解决实际问题的能力.     

c向提拉法生长的四英寸蓝宝石单晶缺陷研究

采用提拉法沿[0001]方向成功生长出了四英寸蓝宝石单晶。X射线摇摆曲线测试结果表明晶体具有较好的晶格完整性。采用化学腐蚀法并借助光学显微镜观察了(0001)面的位错及形貌。研究了腐蚀温度、腐蚀时间、机械抛光和化学抛光对位错密度及形貌的影响。计算得到平均位错密度为6190 cm-2,优于一般提拉法生长的蓝宝石单晶。     

卡塞格伦光学天线偏轴及性能分析

设计了具有抛物面结构的卡塞格伦光学天线.通过对偏轴下的卡塞格伦光学天线系统的分析,得到了不同偏转角所对应的接收光斑面积表达式和功率衰减曲线.讨论了偏轴下的接收天线增益与波长及偏转角的关系,仿真出在偏轴与轴对准两种情形下的增益曲线.仿真结果表明,〖JP2〗最大偏轴比轴对准情形增益降低了6.564dB.最后分别针对轴对准与某种偏轴情形下的系统做了光斑测试实验与天线耦合效率测试实验.结果为：偏轴下天线耦合效率降低了26.966%.这些研究为星间光通信中控制系统实现光轴的精确对准提供了理论依据,具有重要的实用价值 关键词： 偏轴 卡塞格伦光学天线 偏转角 增益     

2.9 μm新型发光材料Yb,Ho共掺钽酸盐的结构与光谱特性

采用固相法制备了5at; Yb和1at; Ho掺杂的LnTaO4(Ln=Gd,Y)多晶粉末,对X射线粉末衍射数据进行Rietveld全谱拟合,获得了其结构参数.在常温下测量了漫反射谱,光致发光谱和荧光寿命,指认了对应的能级跃迁.结果表明,采用940 nm LD激发,在Yb,Ho共掺钽酸盐中可以获得2.9 μm附近波长的宽带发光.因此,Yb,Ho共掺钽酸盐有希望成为一类新型激光二极管泵浦的中红外激光材料.     

从头计算法计算Yb3+掺杂钽酸盐的晶体场参数和能级结构

介绍了一种基于从头计算的DV-Xα方法和有效哈密顿量模型,它可以计算晶体中掺杂离子的晶体场参数和旋轨耦合参数,尤其适合计算低对称性的晶体.对于低对称性的晶体,参数的数目比能级的数目多,因此通过实验能级拟合确定所有的参数不太准确,而从头计算法可以准确地确定所有的晶体场参数和旋轨耦合参数.首先用这种模型计算了Yb3+掺杂GdTaO4晶体中的晶体场参数和旋轨耦合参数,然后给出了Yb3+在GdTaO4中的能级结构,并分析了Yb3+:GdTaO4的发射谱形成一个连续的发射带.这有利于激光的调谐和锁模激光输出,预言了Yb3+:GdTaO4有望成为新型全固态超短脉冲激光工作物质.同样用这种模型分别计算了Yb3+掺杂YTaO4和ScTaO4中的晶体场参数和旋轨耦合参数,并给出了Yb3+在YTaO4和ScTaO4中的能级结构,得到了与Yb3+:GdTaO4晶体类似的结论.     

Structural analysis and crystal-field calculations of Nd^3＋ in Gdx Lu1-x TaO4（x = 0.85） polycrytalline

The crystal structural parameters of Nd 3+-doped rare earth orthotantalate Gd x Lu 1 x TaO 4(x = 0.85) are determined by applying the Rietveld refinement to its X-ray diffraction,and its emission and excitation spectra at 77 K are analysed.The relativistic model of ab initio self-consistent DV-Xα method,which is applied to the cluster NdO 8 in Gd x Lu 1 x TaO 4,and the effective Hamiltonian model are used to investigate its spin-orbit and crystal-field parameters.The free-ions and crystal-field parameters are fitted to the experimental energy levels at 77 K with a root-mean-square deviation of 14.92 cm 1.According to the crystal-field calculations,96 levels of Nd 3+ are assigned.Finally,the fitting results of free-ions and crystal-field parameters are compared with those already reported for Nd 3+:YAlO 3.The results indicate that the free-ion parameters are similar to those of the Nd3+ in Gdx Lu1-x TaO4 and YAlO 3 hosts,and the crystal-field interaction of Nd3+ in Gdx Lu1-x TaO4 is stronger than that in YAlO 3.     

5at％Yb3＋：YNbo4的提拉法晶体生长和光谱特性

用提拉法生长了新型激光晶体5at％Yb3＋：YNbO4,测量了它的吸收和光致发光光谱,计算了它的吸收和发射截面,并对其激光性能进行了评估．Yb3＋：YNbO4的吸收半峰全宽为17nm,吸收峰位于933,955,974和1003nm,相应的吸收截面分别为0．73×10^-20,1．85×10^-20,0．86×10^-20。和0．44×10^-20cm2;最大吸收截面值为Yb3＋：YAG的两倍．光致发光谱的发射带的中心位置处于1020nm附近,相应的半高宽为41nm,是Yb3＋：YAG的3倍;Yb3＋：YNbO4在955,974,1005,1021和1030nm处都有着较大的发射截面,截面值分别为0．69×10^-20,0．86×10^-20,1．81×10^-20,1．11×10^-20和0．57×10^-20cm2,最大发射截面值与Yb3＋：YAG相当．Yb3＋：YNbO4晶体的宽发射带有利于实现相应波长的超短脉冲和可调谐激光输出,表明它是在这些领域非常有希望的全固态工作物质．     

提拉法生长的5at; Yb∶GdTaO4晶体的结构和光谱性能分析

使用提拉法成功生长出了尺寸为φ25 mm× 50 mm的5at; Yb∶ GdTaO4晶体.通过X射线衍射确定了晶体的结构,并拟合得到了晶体的结构参数,分析了GdTaO4晶体容易产生解理和开裂的原因.测量了它的吸收光谱以及低温和常温的光致发光光谱,计算得到了5at;Yb∶GdTaO4晶体吸收截面和受激发射截面,并综合评估了晶体的激光性能.结果表明:5at; Yb∶ GdTaO4晶体是非常有希望实现全固态超短脉冲的工作物质.