光纤激光器及其在传感中的应用

介绍了光纤激光器的基本结构和特点，着重介绍了光纤激光器在相位型、波长型、光强型和偏振态型传感器中的应用，指出了光纤激光器在传感中的发展趋势。     

InGaAsP/InP evanescent mode waveguide optical isolators and their application to InGaAsP/InP/Si hybrid evanescent optical isolators

We theoretically investigated InGaAsP/InP evanescent mode waveguide optical isolators and proposed their application to InGaAsP/InP/Si hybrid evanescent optical isolators. InGaAsP/InP evanescent optical isolators are composed of semiconductor optical amplifier (SOA) waveguides having InGaAsP multiple quantum well (MQW) active layer and upper InGaAsP waveguide layer with ferromagnetic layer. Optical isolation is obtained for evanescent optical mode in the InGaAsP waveguide layer. InGaAsP/InP/Si hybrid evanescent optical isolators are theoretically proposed based on the idea of InGaAsP/InP evanescent optical isolators. InGaAsP/InP/Si hybrid evanescent optical isolators are composed of ferromagnetic metal loaded silicon evanescent waveguides with wafer-bonded InGaAsP/InP optical gain material. The optical isolation and propagation loss are discussed with the structure of silicon evanescent waveguides, and optical isolation of 8.0 dB/mm was estimated. The concept of semiconductor evanescent mode optical isolators is feasible with InP based photonic integrated circuits and advanced silicon photonics.     

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术是目前国内外研究的热点。其中基于时域定位的布里渊分布式光纤传感技术主要分为布里渊光时域反射和布里渊光时域分析两种。国内对基于布里渊光时域反射技术的分布式光纤传感技术的研究报道比较多。介绍了基于布里渊光时域分析技术的分布式光纤传感技术的研究现状,并对基于时域定位的两种传感技术进行了分析对比。总结了布里渊散射分布式光纤传感技术实用化存在的问题及可能的解决方法,指出了该传感技术进一步的发展方向。     

数字光开关网络中四功能交换开关光学Omega网络

本文提出了一种用于数字光开关网络中，四功能交换开关光学Ｏｍｅｇａ网络。文中详细地阐述了用液晶空间光调制方法实现光学四功能交换开关，和Ｏｍｅｇａ互连网络的原理，并给出了光学系统和实验结果。     

飞秒光镊技术及其发展

激光捕获技术是利用光辐射力来捕捉、移动和操纵微粒的先进技术。飞秒光镊在实现粒子微纳操纵的同时还伴随着非线性现象的发生。阐述了飞秒光镊的模型和原理以及系统的各种结构形式,包括单光束梯度力光阱、贝塞耳光阱、双光束光纤光阱和冲击波光阱几种形式,并分析了每种形式的特点。     

极化子效应对ZnS/CdSe核壳量子点光吸收系数的影响

在有效质量近似下,利用量子力学密度矩阵理论,从理论上研究了考虑极化子效应后核壳量子点中线性、三阶非线性以及总的光吸收系数在不同条件下随入射光能量变化的关系。通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光吸收系数的影响。结果表明,极化子效应对光吸收系数有很大影响,不同声子模式对光吸收系数影响大小不同。考虑电子-LO声子后,光吸收系数被大大提高。另外,入射光强和弛豫时间对系统的吸收系数也有很大影响。     

光学材料光学均匀性检测方法分析

光学均匀性是光学材料的重要指标,直接影响到透射光学系统的波面质量,改变系统的波相差。惯性约束聚变（Inertial Confine Fusion,ICF）激光驱动器的研制要求对材料的光学均匀性进行高精度的检测,同时兼顾洁净度要求。实验中利用斐索干涉仪实现了大口径光学材料光学均匀性的检测,并与国外检测数据进行了对比,对检测过程中的影响因素主要包括样品的厚度测量偏差及折射系数偏差进行了分析。结果表明,样品的厚度测量偏差及折射系数偏差对结果的影响较小,可以忽略。同时用两种干涉仪专用软件对大量样品测量数据进行处理,对比了不同干涉仪光学均匀性的计算结果,表明这两种情况下对光学均匀性的处理结果相符,解决了大口径光学坯件光学均匀性的检测问题。     

Wavelength Switching of a Fabry-Perot Semiconductor Laser by Optical Input Pulses

Wavelength switchings of a Fabry-Perot semiconductor laser are experimentally demonstrated by applying externally optical input pulses detuned from a cavity-resonant wavelength of the semiconductor laser with a constant injection current. The wavelength region of optical switching ranges from less than 0.1 nm to several nm over gain spectrum, being locked to the wavelength of optical inputs. These behaviors are based on multistability and multi-split branches in the optical output versus detuned optical input characteristics, caused by the carrier-induced refractive index change accompanied by optical injections. The experimental results are believed to be useful for wavelength division multiplexing and exchange in optical communication.     

Guiding of a one-dimensional optical beam with nanometer diameter

The concept of a one-dimensional optical wave and its waveguides are proposed for what is to our knowledge the first time. The proposed waveguides are principally new and named for one-dimensional optical waveguides. One-dimensional optical waveguides make it possible to guide very thin optical beams in the visible or the near-infrared region with a diameter in the nanometer range. The propagation properties are analyzed theoretically. The applications of the waveguides to optical devices in the nanometer range are discussed.     

光纤通信光开关的物理基础

光开关是光交换系统的基本元件，也是一种基本的控光器件，本文综述了目前光纤通信中所研究和开发的光通信开关器件的物理原理，并给出各类光开关的阈值条件和典型参量。     

ZnS/CdSe量子点中线性和三阶非线性光吸收系数研究

在有效质量近似下,利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型,从理论上研究了ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点中线性和三阶非线性光吸收系数。导出了柱型量子点中线性和三阶非线性光学吸收系数的解析表达式,分析了该系统在不同条件下线性和三阶非线性光吸收系数与入射光频率之间的关系。改变系统的参数,该系统的光吸收系数呈规律性变化。计算结果表明:弛豫时间τ、入射光强I和壳半径R2对系统的吸收系数α有很大的影响,从而为实验上研究核壳结构量子点的非线性光学效应提供了必要的理论依据。     

远场光钳与近场光钳的发展

以经典光学为基础的光钳技术(又称"光镊")在生物、物理和化学等领域得到了广泛的发展和应用,但是该技术受到高倍显微物镜的尺寸和光学衍射极限等多种因素的制约,从而限制了其进一步发展。而远场光纤光钳和近场光钳技术,从不同方面克服了传统光钳的局限。回顾了传统光钳、远场光纤光钳和近场光钳的发展,着重讨论了各种方法的工作原理、实验方法和技术性能,对这几种光钳技术进行了深入地总结和细致地比较。     

Step-profile measurement by backpropagation of multiple-wavelength optical fields

Multiple-wavelength optical fields on a detecting plane of an interferometer are generated from the interference signals detected for an object surface. The generated optical fields are backpropagated along the optical axis. An optical field along the optical axis is reconstructed by summing the backpropagated fields over the multiple wavelengths. The intensity and phase distributions of the reconstructed optical field provide the position of the object surface with an accuracy of a few nanometers.     

双波长光参量振荡器的研究进展及应用

双波长光参量振荡器是一类非常新颖的激光器件。本文阐述了双波长光参量振荡器的工作原理,并总结了双波长光参量振荡器的研究进展,探讨了双波长光参量振荡器发展中存在的技术问题,介绍了双波长光参量振荡器的应用。     

扫描型长波红外连续变焦光学系统

基于斯特林制冷式4×288元光伏型碲镉汞二维探测器, 根据红外扫描成像系统原理, 设计了一个扫描型长波红外连续变焦光学系统。根据系统指标要求对光学指标进行分解计算及光学优化设计得到系统的光学参数和外形结构图, 并对扫描光学系统的冷反射进行分析优化。该光学系统采用三次成像的结构, 由变焦望远镜组、扫描摆镜、中继镜组、成像镜组4部分组成, 包含9片透镜和2片反射镜。为了降低校正色差成本, 系统使用了硫系玻璃镜片。光学仿真结果表明:系统在耐奎斯特频率处的全视场光学传递函数大于0.35, 全视场畸变小于2%。最后, 对系统进行了成像实验验证, 结果表明:该系统可以实现30.8~154 mm范围内连续变焦, 变焦过程中目标景物清晰, 细节分辨率高, 无冷反射现象出现, 该系统具有分辨率高、热灵敏度高、像质清晰等特点。     

第二讲光电子技术在保健医疗和生物学应用中的进展

文章论述了激光与光电子技术在人类保健、医疗以及生命科学应用中的作用和意义.综述了光活检技术、光美容医疗和生物光子技术等光电子技术在保健、医疗和生物学领域中的具体应用.重点介绍了：（1）用于组织病理诊断的光活检技术,其中包括光活检的发展历史、技术优点、研究现状,以及荧光光谱和成像技术等实用光活检技术的临床应用;（2）非消融性光疗的基本作用机制和研究进展;（3）扫描共焦显微术、多光子荧光显微术、近场光学扫描显微术和光镊等显微生物成像技术的工作原理和应用.最后,展望了激光与光电子技术在生命科学中的应用前景.     

完美涡旋光中微米级粒子的受力与力矩特性分析

基于紧聚焦方法在几何焦平面处获得了完美涡旋光场,理论分析了该光场中微米级尺寸微粒受到的光学力与轨道矩。结果表明,该完美涡旋光可以在横平面上捕获微粒并驱动其绕光轴做轨道旋转运动,微粒受到的轨道矩随着拓扑荷的增大先增大后趋近于稳定。此外,分析了圆偏振、径向偏振和方位角偏振完美涡旋光对微粒施加的光学力和轨道矩。结果表明完美涡旋光的偏振态在一定程度上会影响微粒的轨道运动,圆偏振完美涡旋光更适合用于诱导微粒轨道旋转。     

光学频率标准与光钟的实现

综述了时间频率标准的发展过程.对构成光学频率标准的四个要素,即激光冷却、激光稳频、离子捕陷和光学频率梳进行了系统的介绍.详细描述了光钟的原理与系统构成,并对光学频率标准与光钟的应用前景进行了展望.     

基于非线性光学理论的激光防护材料近况

按照防护原理,可将激光防护材料分为基于线性光学理论的防护材料和基于非线性光学理论的防护材料。综述了基于非线性光学理论的多种激光防护方法及其防护原理,介绍了基于非线性光学理论的多种新型防护材料及其研究进展,比较了四种基于非线性光学理论的激光防护方法的优、缺点,简短地分析了激光防护材料今后发展的基本方向。     

Saturable optical resonators with distributed Bragg-reflectors

Saturable optical resonators with distributed Bragg reflectors are analyzed by using the mode coupling theory. Hysteresis and nonlinear characteristics are given as a function of the absorption coefficient, the length of the absorber region, and the coupling coefficient of the corrugated waveguide. The calculated results show that the saturable optical resonator is useful as an optical gate, optical amplifier, and optical memory in integrated optical circuits.