宽带镀金正弦光栅

为了满足强激光系统中大尺寸镀金光栅对糟深均匀性的要求,采用梯形光栅-涂胶-离子束溅射镀膜和全息光刻-离子束溅射镀膜两种方法,分别制作了线密度为1 740线/mm,槽深为210 nm的宽带镀金正弦光栅.测得其TM波、-1级自准值平均衍射效率在750～850 nm范围内大于87％,最高可达90％.这两种方法易控制光栅槽深,去掉光刻胶后基底可继续使用,且制作的光栅的衍射效率和带宽能满足国内一般宽带镀金脉冲压缩光栅的使用要求.     

五维自由度衍射光栅精密测量系统（英文）

为了在保证结构简单的前提下,实现衍射光栅精密测量系统的大量程、高精度、多维度测量,设计了能够同时测量位移和角度的五维自由度衍射光栅精密测量系统。基于利特罗对称式光路结构,采用高刻线密度的一维衍射光栅以及外差干涉原理实现了沿光栅矢量方向和光栅法线方向的二维位移测量;通过引入高精度的位置灵敏探测器,结合±1级衍射光与光栅之间的角度变化关系实现了对光栅俯仰、偏摆和滚转三个维度的角度误差测量。实验结果表明:该衍射光栅精密测量系统能够实现分辨力优于4 nm的二维位移测量以及分辨力优于1″的三维角度测量,其位移测量范围只受限于光栅的尺寸,量程大大增加。该衍射光栅精密测量系统在精密测量领域有重要意义。     

正弦光栅的制作

介绍了一种制作正弦光栅的方法。与常用的马赫－曾德方法相比，该方法具有使用元件少，逃跑和调节方便，所获得的光栅对比度高等优点。     

基于光纤布拉格光栅与长周期光栅并联的集成光学传感器（英文）

为了提高光纤传感器的性能和进一步缩小传感器的尺寸,通过实验制备出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)与长周期光栅(LPG)并联的新型集成光学传感器。该传感器中的FBG和LPG是利用飞秒激光直写技术直接在普通单模光纤中刻写的。FBG和LPG是并联关系,因此很大程度地缩小了传感器的长度。外界的温度和折射率的变化会引起FBG和LPG的谐振峰波长位置发生变化,据此对该集成传感器进行温度和折射率测量。实验结果表明:FBG谐振峰对折射率和温度的灵敏度分别为0 nm/RIU和12.98 pm/℃,而LPG在1 555 nm附近谐振峰对折射率和温度的灵敏度为196.46 nm/RIU和10.93 pm/℃。因此,根据双参数传感矩阵,该传感器可以对温度和外界折射率进行同时传感。     

微米光栅加速度计的加工与性能研究（英文）

介绍了一种以微米衍射光栅为敏感元件的微机电加速度计敏感头的加工和性能。硅质量块底部加工有铝反射膜,透明玻璃基底上制作有金微米光栅,中间为空气腔,经硅玻璃阳极键合,构成敏感头的核心敏感部件。光源透过透明基底,照射在光栅上,在反射场内会产生一系列衍射级次,且各级次衍射光强与外界加速度之间呈函数关系。完成了微米光栅加速度计敏感头的加工,搭建了实验测试平台,完成了加速度计的灵敏度以及静电驱动性能测试。为未来新型集成式微米光栅加速度计设计和加工提供参考。     

光纤光栅外腔激光器光学薄膜的研制（英文）

腔面光学薄膜是光纤光栅外腔激光器（ECL）的关键结构,平面波方法（PWM）被广泛应用于腔面光学薄膜的设计,然而该设计在ECL中的实际应用效果往往并不理想。本文在使用PWM方法时通过时域有限差分法分析其中的原因,并考虑腔面尺寸和结构影响。仿真结果显示,PWM设计存在反射率差和反射曲线偏移等问题,实际的反射特性显著偏离设计值。因此本文重点优化了薄膜设计,并采用磁控溅射工艺镀膜。测量结果显示,优化后增透膜的反射率降低了30%,高反膜反射率增至96%以上,所制备的ECL的光纤输出功率超过650 mW。本文研究结果为ECL和其他半导体光电子器件的腔面光学薄膜研制提供了参考。     

用正弦光栅测定折射率

一、原理全息正弦光栅的透射系数是一个矩形波函数[透光率=k(1+sin kx)]。把它置于n_0=1的空气中,当振幅为A_0的单色平行光垂直入射后,将衍射为三个级次(图1)。正弦的周期结构导致±1级以上的衍射波消失。     

宽带波束形成器的设计与实现（英文）

The designs and implementations of broadband beamformers are reviewed and discussed.Broadband beamformer includes discrete Fourier transform(DFT) implementation of a frequency-domain beamformer and finite impulse response(FIR) implementation of a timedomain beamformer.The designs of weights at each frequency bin for the DFT beamformer and that of FIR filters associated with each sensor for the FIR beamformer are both introduced.Performance analysis and comparisons for several typical approaches to them are presented.A unified approach,i.e.,multiple-constrained approach,to narrowband beamformer is provided and is extended to the FIR implementation of broadband case.The unified approaches include the existing individual approaches as their special cases,which leads to much more flexible designs.Design examples of broadband robust adaptive beamformer with constant mainlobe response and controlled sidelobes are given to illustrate the behavior.     

新型光纤光栅温度自补偿方法理论分析（英文）

为了解决光纤光栅作为应变传感器使用时的温度应变交叉敏感问题,提出了一种全新的光纤光栅温度补偿方法,该方法最大特点是利用一个光纤光栅同时实现了温度自动补偿与应变测量。该方法基于材料的热应力原理,简称为基于材料热应力的光纤光栅温度补偿方法。通过理论分析表明:温度灵敏度系数与应变灵敏度必须精确测定,否则会影响结构设计;应变元件与温度补偿元件的面积之比对温度补偿效果很大,原则上应小于0.5,因此结构半径的加工误差对温度补偿影响很大。应变元件与温度补偿元件的长度比对温度补偿效果基本可忽略,因此,原则上在不影响温度补偿效果的前提下,尽量提高温度补偿元件与应变元件的长度比。     

基于LabVIEW的光纤光栅自动检测及分析系统（英文）

为了便于光纤布喇格光栅传感系统的自动化测试及使用,利用光谱仪的远程控制端口,采用LabVIEW语言开发了具有友好界面的Q8384光谱仪远程应力自动化测试系统.将光纤布喇格光栅嵌入封装于钢梁中,并利用应力试验机进行应力加载,通过LabVIEW测试系统采集并处理实验数据,结果表明该系统功能与设计预期吻合,可以实现对被测量数据的实时监测及存储.测试设备易于操作,并且避免了对光谱仪的人为直接操作,可以延长光谱仪的使用寿命.     

镀金光纤光栅温度传感器的低温特性

介绍了用相位掩膜方法制作光纤布拉格光栅(FBG)以及镀金的FBG温度传感器.通过实验研究了-70℃～0℃之间的裸FBG和镀金FBG温度传感器的中心波长低温变化特性.实验结果表明裸FBG和镀金FBG温度传感器的中心波长在-70℃～0℃的区间随温度线性变化,重复性较好并且几乎没有迟滞现象.裸光纤布拉格光栅和镀金FBG温度传感器的温度灵敏系数KT分别为0.0101nm/℃和0.0283nm/℃.并且它们的线性拟合度都超过0.999.     

镀金属长周期光纤光栅的研究

提出了矢量法分析和数值计算相结合的方法求解复数域超越方程来得出具有金属外包层的光纤的基模，以及包层模的传输常量。对具有复数折射率(金属)外包层的圆柱形波导(光纤)进行了分析。得出了一些规律性的结论，以此为基础分析了金属外包层对长周期光纤光栅的影响，并做了相关的实验验证。     

宽带高增益双层硅基MEMS微带天线阵列（英文）

针对传统微带天线带宽窄和增益低等问题,设计了一种易与射频(RF)前端集成的硅基微带天线。该天线设计结合MEMS工艺,将高阻硅和低阻硅通过键合工艺形成双层硅基底,来改善微带天线介质基板的等效介电常数,有效增大了天线的带宽。同时通过在地面引入缺陷地结构(DGS),有效的抑制谐波的产生。在此基础上设计了中心频率为10 Hz,2×2天线辐射阵列。仿真结果表明,天线相对阻抗带宽达到15.9%,增益超过10.9dB,比传统微带天线有明显提升,同时满足引信中天线抗干扰的要求。     

单模光纤中布里渊动态光栅反射谱的特性（英文）

基于受激布里渊散射和弹性声学理论,给出了布里渊动态光栅理论模型。基于光纤布拉格光栅理论,采用数值模拟的方法计算了布里渊动态光栅的反射谱,证明了布里渊频移引起的布拉格波长下移等于多普勒频移。计算了泵浦功率为0.1～30 W、脉宽为2～10 ns、单模光纤芯径为8～10μm时的反射率和光谱宽度。当功率增长到30 W、脉宽达到10 ns时,峰值反射率分别达到2.17×10-6和7.16×10-9;反射谱的光谱宽度随着脉冲宽度的增加而减小,当脉冲宽度为10 ns时,最小光谱宽度为1.2×10-4nm;当纤芯直径减小到8μm时,反射率增长到6.64×10-11。计算结果表明,布里渊动态光栅的反射率与泵浦波的功率和脉宽呈正相关,与光纤的纤芯直径呈负相关;反射谱的光谱宽度不受泵浦波功率和纤芯直径的影响,但与脉冲宽度呈负相关。     

基于金属光栅的氨基酸溶液太赫兹光谱检测（英文）

基于太赫兹金属光栅谐振传输现象,利用金属光栅表面等离子体共振对周围介质敏感的特性,设计了一种由金属光栅、样品池和高阻硅基底组成的免标记生物传感器.利用这种传感器在太赫兹时域光谱下测量了苏氨酸和精氨酸溶液的太赫兹透射光谱.结果表明:苏氨酸和精氨酸的共振频率随着溶液浓度改变在0.6~0.75THz之间出现频移,并且苏氨酸和精氨酸的混合样品的光谱并不是两者光谱的线性叠加.     

基于角度散布指数的波束域宽带混响抑制（英文）

Based on the properties of wideband source's spatial spread,an algorithm for reverberation suppression in beams domain is proposed.In an effective observation range,a compact bank of receiving spatial beams is operated to transform the data from element domain to beam domain.Angular Distribution Index(ADI) is obtained by comparing to a reference value which is computed by Monte Carlo Integration.ADI decreases with a stronger target echo.Hence,choosing an appropriate threshold of ADI,the target echo can be separated from reverberation by cutting off the high AD components.The filter is compatible with the procedures of beamforming and detection for the current sonar.The computation complexity of the filter is low.The relationships between ADI and frequency,bandwidth,signal-reverberation ratio,are illustrated by a simulation example.The processing results based on the lake-trial and sea-trial data show that reverberation can be significantly suppressed,and threshold choosing for wideband ADI filter is fault tolerant.     

基于正弦光栅调制的相位恢复

提出一种基于正弦光栅调制的相位恢复方法.首先,在空间光调制器上加载两个不同方向的正弦光栅对光场复振幅进行调制;然后,推导强度信息和相位偏导数之间的关系式;最后由强度信息计算相位偏导数,进而恢复相位.实验分别测试了该方法对简单图像、复杂图像以及含噪声图像的恢复能力.实验结果表明,该方法可以通过方便地控制图像移动量来有效恢复相位信息,适用于不同尺度的相位物体的计算.     

声学消息（英文）

<正>To begin with,greetings from the Acoustical Society of America's(ASA's)Publications Office.By way of introduction,I am Dr.James Lynch,the current Editor-in-Chief of ASA's Publications,which includes The Journal of the Acoustical Society of America(JASA),its special section JASA Express Letters(JASA-EL),the Proceedings of Meetings on Acoustics(POMA)and Acoustics Today(AT).These four publications are supported by a skilled staff,both paid and volunteer,who make them run smoothly and efficiently,and ensure their quality and success.I would like to introduce each of these publications to you,in hopes     

正弦锥光纤光栅的数值计算分析

本文利用耦合模方程对正弦锥光纤光栅的反射谱进行了较为详细的计算和分析,发现,这种光纤光栅的反射谱与普通均匀周期光栅的反射谱有着很大的不同,通过控制光栅锥的形状,可得到类似于梳状滤波器的功能,对这种新型光栅在光纤激光器等方面的应用有指导意义。