非均匀输入图像对基于细菌视紫红质膜的新事物滤波器输出特性的数值模拟

研究了基于细菌视紫红质(bR)膜的新事物滤波器的非均匀输入图像对输出图像特性的影响.与具有均匀光强分布的输入图像相比，在正弦分布的输入图像情况下，输出图像的光强分布不再呈现单调变化，而是出现两个峰值，其中间有较小的光强.bR膜的M态寿命和物体运动速度对输出图像上蓝光光强的分布有一定影响.M态寿命越大，透过的蓝光光强越小，减小的幅度是随着M态寿命的增加而减小，当M态寿命τ>50s时，减小的幅度几乎为零.在相同的入射光情况下，对于输出图像的相同位置，输入图像的运动速度越大，其输出的蓝光光强越大. 关键词： 细菌视紫红质膜 新事物滤波器 非均匀输入图像 输出特性     

用细菌视紫红质膜实现多进制数字光学运算

细菌视紫红质(bR)膜对黄光和蓝光的透射具有互补调制特性，由解黄光、蓝光透射光强的速 率方程而得到黄光和蓝光的互补抑制透射特性的解析表达式和图示结果.提出了无进位和无退 位的多进制数字光计算的矩阵加、减运算模型，构造了新型光计算的基本处理模式和计算结 构，设计了多进制矩阵的加法和减法的最佳实验方案，并用bR膜实现了多进制数字光矩阵的 减法运算实验操作. 关键词： 细菌视紫红质膜 数字光计算 运算结构 光调制     

Optical novelty filter using bacteriorhodopsin film

A new kind of optical novelty filtering by an incoherent light system is presented that is based on a special property of dynamic complementary suppression modulated transmission in bacteriorhodopsin film. By simplifying the energy system, we establish a theoretical model, and our experimental results are compared with those reached by numerical simulation of the novelty filter.     

All-optical image switch based on bacteriorhodopsin film

While two waves are coupled in bacteriorhodopsin (bR) film, a beam of incident light carrying the image is transferred to two diffraction beams whose intensities can increase from zero to a maximum and then decrease to a stable value with the increase of the writing time. Based on the relation among the polarization states of image in a recording beam and diffraction beams, we have proposed and demonstrated the all-optical image transfer switch which depends on the effective time and has the function that within the effective time, a polarization state image is automatically transferred to two images whose polarization states are perpendicular, and the transfer stops automatically beyond the effective time. A time-dependent all-optical image switch with muti-outputs is implemented.     

菌紫质高密度偏振全息光数据存储实验研究

实验研究了基因改性菌紫质BR_D96N薄膜在不同偏振光记录下的全息存储特性，比较了不同 偏振态记录光和读出光对衍射像光强及信噪比的影响. 实验结果表明，与其他偏振全息记录 相比，正交圆偏振光记录可实现衍射光偏振状态与散射噪声偏振状态的分离，得到高信噪比 的衍射像，同时还具有高的衍射效率. 以 He_Ne 激光器（633nm，3mW）为记录和读出光源 ，用空间光调制器作为数据输入元件，CCD作为数据读出器件，采用傅里叶变换全息记录的 方法，在 BR_D96N 薄膜样品60μm×42μm的面积上进行了正交圆偏振全息数据存储，达到 了2×10⁸bit/cm²的存储面密度，并实现了编码数据的无误读出与 还原. 关键词： 菌紫质 偏振全息 光致变色 光致各向异性 高密度光存储     

基于细菌视紫红质薄膜的空间光调制器实验研究

阐述了利用细菌视紫红质薄膜（BR薄膜）优良的非线性光学特性作为光寻址的空间光调制器的实验研究.BR有两个重要的光敏中间态（B态和M态），其吸收带（B态吸收峰为570nm，M态吸收峰为412nm）重叠区域较少，利用其正向（B→M）和逆向（M→B）光反应之间转化关系和B态与M态的差异吸收实现了相干光学图像到非相干光学图像的转换实验.采用经基因改性的细菌视紫红质薄膜（BRD96N）材料，使用670nm相干光作为写入光，530nm非相干光作为读出光，得到了分辨率约为200 lines/mm，对比度约为2.1∶1的 关键词： 光寻址空间光调制器 细菌视紫红质薄膜（BR薄膜） 非线性光学特性 相干光与非相干光图像相互转换     

基于菌紫质薄膜的相移器及其应用

设计了一种基于菌紫质光致各向异性的相移器,并把它用于相移干涉计量。取向随机分布的极性菌紫质分子对线偏振诱导光的选择性吸收导致分子取向分布不均匀,使其呈现宏观的各向异性,这种各向异性与诱导光的偏振特性密切相关,圆偏振光经过各向异性的菌紫质薄膜后,出射光的偏振特性完全由偏振诱导光决定。基于上述原理设计了一种新型的相移器,用琼斯矩阵法推导了基于相移器的相移干涉原理。该相移器在工作过程中不需要移动Mach-Zender干涉仪内部的任何器件,仅需要改变外部控制光路中诱导光的偏振取向就可以控制参考光的相位,有助于提高设备的抗振能力。用最小二乘法对相移干涉结果进行重建,得到了和实际相位一致的结果,验证了相移器的可行性。     

细菌视紫红质在全光逻辑器件中的研究与应用

介绍了细菌视紫红质在逻辑器件中的研究与应用,总结了利用细菌视紫红质研究逻辑器件的方法,明确进一步研究逻辑器件的发展方向是智能化器件的开发.     

多级石英晶体旋光光学滤波器的滤波特性

根据石英晶体的旋光色散特性,利用光学矩阵方法对多级石英晶体旋光光学滤波器的滤波原理进行了详细的理论分析,推导出多级石英晶体旋光光学滤波器的透射主峰波长和通带半宽度的计算公式.利用分光光度计对单级和多级石英晶体旋光光学滤波器的滤波特性进行了实验研究,结果表明单级和多级石英晶体旋光光学滤波器滤波特性与理论曲线一致.从理论和实验上证明了多级石英晶体旋光光学滤波器与单级相比通带半宽度得到了有效的压缩,且随滤波器级数的增大,压缩的程度也随之增大. 关键词： 光学滤波器 偏振 石英晶体 旋光色散     

基于菌紫质F态的永久光存储研究

在线偏振飞秒激光激发下, 菌紫质通过双光子光化学反应可以生成具有永久光致各向异性的蓝移产物F₅₄₀态. 基于F₅₄₀态的永久光致各向异性, 通过调控飞秒激光空间光场分布, 可以在菌紫质薄膜中实现永久光信息存储. 本文使用纯相位型空间光调制器调制飞秒激光光场, 在物镜焦平面上生成光学点阵图案, 可以将信息快速记录在菌紫质薄膜中. 同时, 通过改变入射激光偏振方向, 可以实现偏振复用光存储, 这在高密度光存储和数据加密领域具有潜在应用.     

基于细菌视紫红质膜的全光逻辑门

基于在细菌视紫红质膜中的自衍射，我们提出了全光非、异或、半加器及同或门逻辑操作。利用衍射光与记录光偏振状态之间的关系，我们演示了非门和同或门逻辑操作。 通过衍射光，记录光和读出光之间的偏振状态的关系，我们实现了异或逻辑操作和具有三个输入端的半加器逻辑操作。所用方法简单实用。     

Tunable optical filter based on Sagnac phase-shift using single optical ring resonator

In this paper, a single optical ring resonator connected to a Sagnac loop is used to demonstrate theoretically a novel narrow band optical filter response that is based on Sagnac phase-shift Δφ. The given filter structure permits the Sagnac rotation to control the filter response. It is shown that by changing the Sagnac rotation rate, we can tune the filter response for desired bandwidths. To increase the wavelength selectivity of the filter, the Sagnac phase-shift should be as small as possible that is limited by the loop length. For Δφ=0.1 rad, the obtained FWHM is 2.63 MHz for tuning loop length of 2 m. The simulation response agrees fairly with the recently reported experimental result.     

Theory and experiment for atomic optical filter based on optical anisotropy in rubidium

An atomic optical filter based on optical anisotropy induced by another left-circularly polarized pump field is theoretically and experimentally investigated in the 5S_1/2–5P_3/2–5D_3/2 ladder-type system of rubidium vapor. The filter displays a single peak transmission of 14.4% with 396 MHz bandwidth narrower than Doppler width. Furthermore, the variation of peak transmission versus pump intensity, pump detuning and cell temperature are also given. The theoretical and experimental results are in good agreement, which can enhance understanding of operation mechanism for this category of filter. The narrow-bandwidth filter is useful for free-space optical systems and laser spectroscopy.     

光子晶体可调谐滤波特性的理论研究

用特征矩阵法研究了带缺陷的一维光子晶体的透射性质，并提出了新的可调谐光滤波器的概念.一维光子晶体(L1H1)m带有Lc-H2(L2H2)n形式的缺陷时，在光子晶体中间出现了窄的透射峰，其他级次的干涉峰则随着覆盖层H2(L2H2)n周期数的增大而减弱并消失.当耦合层Lc厚度变化时，在光子晶体禁带边缘附近出现两个高透射率区域.高透射率区域透射峰的特性由光子晶体和覆盖层的性质决定.当光子晶体禁带宽度较小时，两个高透射率区域接近，形成具有约150nm调谐范围的区域，因此可制备以一维光子晶体为基础的新型可调谐光滤波器. 关键词： 光子晶体 可调谐光滤波器 特征矩阵     

记录薄膜Te—In—Sb光学性质的研究

采用高频溅射方法制成Te-In-Sb系统的非晶态薄膜.系统的研究了不同组分薄膜的透射、反射谱,及其在结晶过程中的变化.用透射电镜研究了Te-In-Sb薄膜的结构和晶化过程.分析了组分对薄膜的吸收系数、介电常数、光学能隙等光学性质的影响.并由此综合评价了Te-In—Sb系统中比较适合作为光盘介质的组成.     

基于细菌视紫红质光子逻辑门的实验研究

研究了基于细菌视紫红质(简称BR或菌紫质)变种材料D96N的3种光逻辑操作.在633nm激发光照射下，菌紫质分子会被激发到M态，处于M态的菌紫质对412nm的紫光呈较大吸收，会抑制同时入射的紫光.选择合适的紫光强度，通过CCD观测被抑制的412nm检测光透射强度分布，模拟了“非”、“或非”、“与非”几种基本的光子逻辑操作. 关键词： 细菌视紫红质 光子逻辑门 互补抑制     

An all-optical time-delay relay based on a bacteriorhodopsin film

Using a special property of dynamic complementary-suppression-modulated transmission （DCSMT） in the bacteriorhodopsin （bR） film, we have demonstrated an all-optical time-delay relay. To extend our work, the relationship between the delay time of the all-optical time-delay relay and parameters of a bR film is numerically studied. We show how the delay time changes with the product of concentration and thickness （PCT） of a bR film. Furthermore, the shortest and longest delay times are given for the relay of ＇switch off. The saturable delay time and maximum delaytime of ＇switch on＇ are also given. How the wavelengths （632.8, 568, 533 and 412 nm） and intensities of the illuminating light influence the delay time is also discussed. The simulation results are useful for optimizing the design of all-optical time-delay relays.     

带有反馈稳定控制的全光纤可调光滤波器

本文研制了带有反馈稳定控制的全光纤可调光滤波器,并从理论上进行了推导和分析.实验结果与理论分析完全相符.最后,讨论了该器件的一些可能的应用.     

Line width analysis of a tunable optical filter based on free-space optics

The line width of a tunable optical filter based on free-space optics was analyzed. The relationship between the line width and the Gaussian beam waist was theoretically derived and experimentally verified. The experimental results meet the theoretical analysis well, which is beneficial for the design of a tunable optical filter based on free-space optics.     

The filtering behavior of cesium Faraday optical filter

In this paper we investigated cesium Faraday filter at 852 nm in the relatively weak and strong magnetic field theoretically and experimentally. With a cesium cell of 0.02 m in length in an axial magnetic field of 0.06 T, the line-center operation has been achieved. The calculated peak transmission has reached 98.6% with a FWHM bandwidth of only 3.9 GHz, the measured FWHM bandwidth of the filter is 3.29 GHz, which is general agreement with the theoretical result.