利用TeO2减少多模光纤出射场散斑干扰的研究

 为了减少多模光纤出射光场的散斑干扰,提出了把声光布拉格衍射效应所形成的不同衍射级耦合到多模光纤中,由于衍射级具有不同的偏振态,消弱了光场相干条件,进而在出射光场中消弱了散斑场的对比度,并通过对改变声场频率后得到的散斑场对比度的分析,证实了利用各向异性晶体TeO2能够控制散斑场对比度,改善出射场的高斯分布,得出了可以利用布拉格衍射效应减少散斑场干扰的可能性。     

声电光效应的耦合波方程理论

将声光效应与电光效应的耦合波方程相结合，统一为声电光效应的耦合波方程，并对之进行求解，给出声电光效应的衍射效率公式。     

基于Hilbert变换的水下多源声信号频率的相干探测

为实现水下中低频声信号的探测识别,通过研究水下多声源相干探测信号的特征,理论上给出了相干探测信号频谱混叠情况下的特征表达式,并提出了一种基于Hilbert变换的信号解调处理方法,实现了水下多声源相干探测信号频谱混叠情况下各声源发声频率的解调.该方法将探测信号经过滤波平滑处理之后进行Hilbert变换,得到信号的解析形式,然后对解析信号模值的平方进行二次滤波平滑等处理,分离混叠在一起的频带,将得到的信号进行频谱分析,根据频移值计算得到水下各个声源的发声频率.在光学暗室下搭建激光相干探测系统,对2~6kHz的水下声信号进行实验,实验结果表明,该方法可以有效分离探测信号中混叠在一起的信号频带,并准确提取各水下声信号的发声频率,频率提取重复性不大于2.5Hz.     

利用超声光栅研究声速与液体性质

设计并搭建了超声光栅,观察了激光经过光栅形成的衍射斑纹,测量了声速;并利用超声光栅测定了不同温度、不同浓度的NaCl溶液中的声速,给出了声速-水温和声速-溶液浓度的依赖关系.水的温度每升高1℃,3.974 MHz的超声波的声速增加2.09 m/s,16.574 MHz的超声波的波速增加2.04m/s;声速随着NaCl溶液浓度的增大线性增加,NaCl溶液浓度每升高1%,3.974 MHz的超声波声速增加13.637 m/s,16.574 MHz的声波声速增加11.757 m/s.在此基础上,分析了不同频率的超声波对实验规律的影响,认为不同频率的超声波在相同条件下测量的溶液中声速大小的不同源于测量的随机误差.     

驻波情形的液体声光效应的理论与实验研究

模拟计算了液体声光衍射的贝塞尔函数,测量了不同质量分数NaCl溶液对激光的衍射效率和不同温度纯水对激光衍射的相对光强比,计算了不同质量分数NaCl溶液的声光相位延迟、声致折射率变化量幅值.结果表明:随着NaCl溶液质量分数的增加,声光衍射效率、相对光强比、声致折射率变化量幅值均不同程度下降,而温度对纯水的相对光强比影响很小.     

关于声光效应光束偏转角的实验研究

对声光效应中光束偏转角进行了一系列实验研究.基于传统声光效应的基本原理,建立了光束偏转角理论模型并进行了相关计算.在此基础上进行声光效应的布拉格衍射实验.大量实验结果显示,所测量到的光束偏转角和理论值存在一定的差距.     

基于声光效应的可调谐光子晶体的研究

利用传输矩阵法研究了一维异质双周期光子晶体的光子带隙随超声波变化的特性.首先,光子晶体的介电常数随超声波的传播出现周期性变化;然后,光波入射到此光子晶体时产生声光效应,采用Matlab软件模拟仿真并分析了该结构光子晶体的光子禁带的位置、宽度与超声波强度及频率的关系.结果表明:光子晶体禁带的位置、宽度可以通过控制超声波的强度和频率实现实时调制.这个结果为基于声光效应的可调谐光子晶体器件的研究提供了理论依据.     

布拉格衍射下半导体激光光强分布实验探讨

通过控制变量法,探究了声光效应中布拉格衍射下不同超声波频率、功率以及是否载入调制信息下衍射光斑的光强横向分布。并用MATLAB软件拟合了 0级和-1级衍射光的光强分布图,将实验结果与理论解释进行对比分析。     

声光效应实验中叠加光栅产生的双衍射现象探究

声光效应实验光路中叠加光栅,产生双衍射现象,用光强分布测定仪测出产生的衍射图样中光强值,并用Origin7.5统计软件画出衍射3D图样,形象直观展示了两种情况下衍射光强的分布情况及变化情况。反应了基础实验在改变原实验条件下,能演示新实验现象,拓宽了基础实验原来的功能,更大程度地发挥了实验器材的最大作用。     

双锥光纤中声光效应的理论分析

利用耦合模理论分析了在双锥光纤耦合区中声光的相互作用,讨论了在不同耦合区半径下扰动周期与声波频率的关系。计算了在双锥光纤中声光谐振耦合的波谱特性和模式转换效率、带宽与调制周期和耦合区长度的关系。介绍了声光的可调谐性。基于此效应可制作全光纤可变衰减器和可调滤波器。