液晶光束控制的研究

首先列举了影响空间光通信的几方面因素,指出大气湍流的影响是主要的,并介绍了以液晶作为动态可调的光束控制元件的必要性;然后详细地介绍了液晶光束控制的原理,并给出了基于液晶的光束控制系统的原理框图并进行了说明。     

向列相液晶中相位光栅光束耦合特性

为了研究向列相液晶中相位光栅光束耦合特性,从理论上分析了相位光栅的光束耦合和衍射规律,采用掺杂C60垂直排列的向列相液晶(5CB),厚度为20μm的样品,进行二波耦合(TBC)实验,研究动态衍射和光束放大特性。结果表明:相位光栅的衍射强度分布呈现明显不对称。根据取向光折变效应表面电荷调制机制和电场作用下的Carr-Helfrich效应对此现象给出定性解释,认为非对称光强分布来自于样品中产生的非对称相位光栅。液晶中非正弦调制的空间电荷场产生了非对称相位光栅。     

空间波片偏振调制生成矢量光束的模拟研究

为了研究空间可变波片偏振调制生成矢量光束的方法,本文借助琼斯矢量和琼斯矩阵较深入地分析了任意阶拉盖尔-高斯螺旋光束通过空间偏振转换器件生成矢量光束的过程,并根据数学模型对矢量光束的远场强度分布进行了数值仿真.仿真结果表明:线偏振和圆偏振的基模光束可分别通过空间半波片和空间四分之一波片转化生成矢量光束,且随着空间波片阶数的提高,输出光束暗核逐渐增大;空间波片对螺旋光束的作用可以等效为两个正交圆偏振的螺旋分量的叠加,通过轨道角动量偏振检测仿真,证实了该方法的正确性.     

高斯光束转换为匀强光束的衍射光学元件的研究

描述了用于径向对称光强转换的纯位相片的计算方法,给出了由高斯光束向匀强光束转换的位相片的数值分布结果,利用计算机模拟菲涅尔衍射,得到非常均匀的转换光束轮廓.对此位相片作16阶二元化后,仍有接近100％的衍射效率和很好的均匀性.     

光束质量因子的研究

应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束腰半径很小时,其光束质量因子M2可以小于1,并随光束的束腰半径Wmin趋于零而趋向于零。     

高功率激光光束的光束质量及聚焦

介绍激光光束的光束质量定义，讨论高功率激光光束的光束质量及其描述和激光光束经透镜的聚焦。     

高斯光束质量因子的研究

应用标量光场横截面上光强的精确定义,计算了基模高斯光束的光强二阶矩及光束质量因子,结果表明,当基模高斯光束的束腰半径ω0 λ时,光束质量因子M2非常接近于1,当光束束腰半径较小时,计算的光束质量因子存在较大误差。文章进一步用严格的光场角谱表示法计算了非傍轴标量高斯光束的质量因子,并对一些相关问题进行了讨论。     

频谱宽度对超短脉冲光束的影响

利用理论推导和数值模拟的方法对超短脉冲光束的空间奇异性问题进行了较为深入的研究,给出了超短脉冲光束是否需要使用复解析信号理论的条件,并通过对超短高斯脉冲光束的频谱分析,直观形象地看到了空间奇异性产生的根源,还对比了超短无啁啾和啁啾高斯脉冲光束的频谱差异,说明了超短脉冲光束的空间奇异性主要是由频谱宽度引起的。     

超短洛仑兹脉冲光束的传输性质研究

利用理论解析推导的方法给出了超短洛仑兹脉冲光束的解析解。这种脉冲光束解的频率分量可以表述为高斯函数与洛仑兹函数相乘的形式,并且瑞利距离相同。较为详细地研究了自由空间中超短洛仑兹脉冲光束的传输性质,所得结果对试验中超短脉冲的制备和实际应用具有一定的理论指导作用。     

液体中激光束对热弹声源影响的研究

由光声热弹性的基本方程出发 ,从理论和实验上研究了液体在激光直接照射下产生超声波时激光束半径对声源的影响 .在二维情况下 ,忽略热扩散效应 ,利用汉克尔积分变换法和最陡下降法 ,求解热扩散方程和波动方程 ,得出了位移的解析表达式 .讨论了激光束半径对声源指向性的影响 ,并用数值计算方法和绘图软件 ,画出激光束半径对声源指向性影响的理论曲线图 .     

基于CPLD交通灯控制系统的研究

该文介绍一种基于车流量变化调节时间的智能交通灯系统的设计方法,采用可编程逻辑器件CPLD设计实现。电路结构简单,成本低,且CPLD器件作为控制部分(定时器、状态机等)与TTL电路兼容,可直接使用,不需要外围转换电路。对于控制要求不高的场合,完全可以胜任。在MAX+plusⅡ软件通过了编译、仿真并下载到CPLD器件上进行编程制作,实现了交通灯系统的制作过程。此控制系统突破了传统固定模式,可根据实时交通流量灵活运行,而且全面考虑了各种紧急车辆优先通行情况,大大提高了车辆通行效率,具有实际应用前景。     

应用结构化编程实现交通信号灯的控制

基于西门子S7—300程序结构,针对PLC常用编程,提出了在程序设计中使用功能块,采用结构化程序设计实现控制要求的方法。结合交通信号灯控制的程序实例,阐述了此方法在PLC编程中的应用。     

纯电动轻型物流车制动能量回收控制策略研究

为解决试验用的纯电动轻型物流车制动能量回收问题,针对该后驱纯电动轻型物流车在空载、半载和满载三种载重状态下,前后轴载荷分配差别大的特点,提出一种考虑载重变化因素的制动能量回收控制策略。通过在AVL-cruise中建立纯电动轻型物流车的整车模型,在Matlab/Simulink中建立制动能量回收控制策略模型,并在城市工况下进行联合仿真。仿真结果表明该制动能量回收控制策略有较高的能量回收效率。     

液晶空间光调制器在HTS中的应用研究——快速精确的解码方法

研究了液晶空间光调制器(LC—SLM)作为固定不动的编码模板应用于阿达玛变换光谱仪(HIS)，提出了快速精确的解码方法，给出了由液晶空间光调制器编码模板所带来的均方根信噪比的改善。     

悬臂梁系统的脉冲控制

为解决悬臂梁碰撞系统的混沌控制问题,利用脉冲微分系统理论和数值模拟技术,对悬臂梁系统的混沌控制进行了研究.结果表明:当悬臂梁碰撞系统出现混沌现象时,若在满足一定条件的时间点上对该系统施加脉冲信号,系统的混沌状态将会得到有效控制.利用龙格-库塔方法对施加了脉冲信号的系统进行了数值模拟,模拟结果表明:在固定时间点处系统的混沌状态得到了有效控制,验证了脉冲控制方法的可行性与有效性.该方法对研究建筑物的动力学行为具有一定的参考价值.     

All-optical control of light on a silicon chip

Photonic circuits, in which beams of light redirect the flow of other beams of light, are a long-standing goal for developing highly integrated optical communication components. Furthermore, it is highly desirable to use silicon--the dominant material in the microelectronic industry--as the platform for such circuits. Photonic structures that bend, split, couple and filter light have recently been demonstrated in silicon, but the flow of light in these structures is predetermined and cannot be readily modulated during operation. All-optical switches and modulators have been demonstrated with III-V compound semiconductors, but achieving the same in silicon is challenging owing to its relatively weak nonlinear optical properties. Indeed, all-optical switching in silicon has only been achieved by using extremely high powers in large or non-planar structures, where the modulated light is propagating out-of-plane. Such high powers, large dimensions and non-planar geometries are inappropriate for effective on-chip integration. Here we present the experimental demonstration of fast all-optical switching on silicon using highly light-confining structures to enhance the sensitivity of light to small changes in refractive index. The transmission of the structure can be modulated by up to 94% in less than 500 ps using light pulses with energies as low as 25 pJ. These results confirm the recent theoretical prediction of efficient optical switching in silicon using resonant structures.