Light Intensity Distribution in Laser Interference Crystallization by Using a Phase-shift Grating and Talbot Effect

Light intensity distribution in laser interference crystallization with an imperfect phase-shift grating is calculated and compared with that by a perfect one. The effect of zero-order defracted light on laser interference crystallization is analyzed in detail. The AFM images of a-Si∶H film irradiated by a KrF excimer pulsed laser have confirmed our calculated results. Longitudinal periodicity of light intensity distribution is discussed and compared with the Talbot Effect.     

光栅在超短脉冲激光照射下的塔尔博特效应

首先导出了光栅在短脉冲激光照射下的菲涅耳衍射光场的方程 ,利用该方程分析了一个开口比为 1∶4的光栅的衍射光场。数值计算结果表明当激光脉冲的半极大值全宽 (FWHM)Δτ在皮秒数量级时 ,可以得到塔尔博特自成像。当激光脉冲的 Δτ从皮秒逐渐减小时 ,塔尔博特自成像现象逐渐消失。而当激光脉冲的Δτ小于几十个飞秒时在第一个塔尔博特距离处光栅的衍射光强的最大值随Δτ的减小而减小     

任意发光类型的多色光照明下光栅塔尔博特效应的研究

利用部分相干光理论对多色光源照明下光栅的菲涅耳衍射进行了理论分析,得到了适用于任意发光类型(脉冲或连续发光)的多色光源的衍射光强的一般公式,理论结果表明菲涅耳衍射区的平均衍射光强的形式只与光源的频谱分布有关,这对借助于连续发光光源来研究脉冲光源照明下光栅的塔尔博特效应以及用来确定脉冲光源的性能参量提供了有力的参考依据。此外,详细讨论了光源的频谱分布对光栅塔尔博特效应的影响并进行了相应的数值计算。实验中通过选用不同频率的激光分别照明光栅,拍摄到对应于不同频率的衍射光强分布图像,从而间接获得多色光同时照明光栅时总的衍射光强分布。实验结果表明,理论和实验符合较好。     

用Talbot效应检验激光准直性

提出了一种激光准直性的判断方法。通过一块光栅和DⅡ?180°直角棱镜,使光栅产生的 Talbot 像与光栅自身产生 Moire 条纹,通过判断 Moire 条纹的取向来检验激光的准直性。     

相位光栅分离双波长宽角度光线的理论分析

使用衍射光栅的分色分光方式一般以平行光入射情况为讨论基础,对于非平行光入射的情况讨论较少.本文基于菲涅尔衍射理论和角谱理论,将球面波与平面波的衍射波场联系起来,从而在传播函数中引入角度参量,结合分数泰伯效应的理论基础,推导出双波长宽角度入射光线经相位光栅衍射后的波场分布函数,并对推导出的函数进行数值模拟,得到像面不同位置衍射波场分布.与平行光入射时的标准波场分布相比较,得到宽角度入射时的衍射波场的横向展宽量和偏移量.通过调节光栅台阶的宽度,改变衍射场的展宽和偏移,使各个单一波长的衍射波场宽度小于光栅周期的一半,从而减少双波长光衍射波场的混叠.同时本文给出波场宽度与光栅台阶宽度的变化关系,选取光栅面上多个位置作为台阶宽度的计算点,并对整个光栅的台阶宽度进行曲线拟合,得到可以使双波长宽角度入射光实现良好空间分离的光栅参量.该结果可用于各类宽角度入射光线的光谱分离场合,如双波长成像、液晶显示和液晶投影等.     

偏振光直写相位光栅的实验分析

设计了偏振光直写平台,基于此平台进行了相位光栅的刻写和研究.从实验上分析了不同的激光强度、偶氮高分子聚合物材料对相位光栅的衍射效率,重复刻写性,光栅表面起伏及偶氮聚合物折射率变化的影响.分析了光栅各衍射级次的偏振特性.这种相位光栅制作方法简便,刻写环境要求不高,室温下相对较稳定,而且光栅系数可以方便的调整,相比相位全息制作方法容易进行大范围光栅的刻写.在集成光学,光波导,光通讯领域有广泛的应用前景.     

基于相位采样光栅的双波长光纤激光器

提出一种基于相位采样的分布反馈式双波长光纤激光器,在不同的空间化置同时引入相位和采样周期的突变.通过理论分析,这种结构能够实现谐振腔的分离,使不同波长的光波利用不同空间位置的增益介质,克服增益介质均匀加宽引起的模式竞争,实现双波长激射.采用准分子激光器和均匀相位模板,在掺铒光纤上制作波长差为0.46 nm的舣波长光纤激光器,能够实现舣波长激射.通过实验,对激光器输出功率和光栅强度的关系进行研究,表明输出功率和光栅强度成反比.     

Talbot Images of an Array Source with Correlated Phase Fluctuation Using the Propagation Law of a Gaussian Beam

Talbot images of a two-dimensional array source such as a surface-emitting array laser are investigated with the help of the propagation law of a Gaussian beam. The effect of the phase fluctuation existing between the elements of the source on the formation of Talbot images is revealed by computer simulation. In the study, the correlation extent of the phase fluctuation is taken into consideration together with its magnitude (standard deviation), and Talbot images of good quality are found to be formed when the correlation extent is larger than the extent of the diffraction of a Gaussian beam in the observation plane. It is further shown that the contrast of Talbot images is governed, in a statistical sense, not by the magnitude of the phase itself but by the phase-fluctuation slope in the array source.     

光纤激光器中激光波长相对于光纤光栅反射中心的偏移

在用光纤布拉格光栅作为反射器的掺镱光纤激光器的输出光谱中发现激光波长相对于光纤光栅反射中心偏移的现象，偏移量相当于光纤光栅反射带宽的一半。通过实验证明偏移现象与光纤光栅的反射特性和热效应无关，并且在不同的温度和不同的光纤光栅反射波长的情况下都得到了同样的结果。采用激光增益线形的有关理论，对这一现象进行了分析，实验结果与理论分析相一致。     

离焦量和非单色光对二元相位光栅泰伯像的影响

利用平面波衍射的角谱理论,分析计算了二元相位光栅衍射光场的空间分布,特别讨论了离焦量和非单色光对泰伯像的影响.随离焦量和带宽的增加,泰伯像的对比度和衍射效率减小,而压缩比增加.计算结果指出,在带宽<1000或离焦量<0.01时,其对比度和衍射效率减小不到10%,仍能成较高质量的泰伯像;当带宽>5000或离焦量>0.1时,成像质量显著下降.用薄膜沉积法制作了二元相位光栅,实验验证了理论结果.这些结果对泰伯成像和阵列照明器的设计有重要的参考价值.     

利用激光感应瞬态光栅技术测量超短激光脉冲宽度

描述了利用激光感应瞬态光栅技术测量超短脉冲激光的脉冲宽度和相干时间的方法，来自同一光源的两束激光在非线性介质中相干形成积分光栅，测量光栅自衍射强度与两束光脉冲之间的延迟时间关系，利用相干光束的四阶相干函数关系，可以求出光源的脉冲宽度和相干时间。     

单模光纤相位光栅外腔主动锁模半导体激光器

报道用单模光纤光折变相位光栅作外腔的主动锁模半导体产激光器，产生１．５３μｍ，１．０６５ＧＨｚ，１５ｐｓ的近变换限超短光脉冲。     

Laser Light and X-Ray Diffraction Studies of Oriented Isotactic Polypropylene (iPP) Prepared by Temperature Slope Crystallization

Isotactic polypropylene (iPP) film was melt-crystallized in a temperature gradient. The iPP film showed well oriented α- and β-crystalline textures along the gradient. The crystalline structure, phase transition boundary and lamellar twisting were examined by X-ray diffraction and laser light diffraction (LLD). On the α-β boundary, LLD shows a sharp streak perpendicular to the boundary, where the a-axis of the β-crystal is oriented perpendicular to the temperature gradient. Apart from the boundary, the a-axis of the β-crystal becomes parallel to the gradient. The β-crystal shows lamellar twisting with a pitch of 200 μm at room temperature. When heated the β-crystal, the lamellar distance of 295Å at room temperature decreases to 285Å at 80–100°C and then increases to more than 300Å above 120°C. During the heating, the value of the twist period increases from 200 to 210 μm at 90–100°C, and then to above 224 μm at 140°C. The increase of the twist period is related to the increasing crystalline thickness of the β-lamellae.     

一种新型的光纤光栅调Q掺Er光纤激光器

报道一种采用光纤光栅迈克尔逊干涉仪结构实现掺Ｅｒ光纤Ｑ－开关激光输出的实验，其中的全光纤迈克尔逊干涉仪由二个相同的光纤光栅构成，用来作为激光腔的其中一个反射镜，它同时提供了对激光输出波长的造反作对腔面反射率进行调制的二个功能，实验得到稳定的激光输出波长在１５４５．７０μｍ，脉冲功率为５００ｍＷ，脉宽为１．３μｓ，重复频率为１７ｋＨｚ。     

啁啾相移光纤光栅分布式应变与应变点精确定位传感研究

利用啁啾相移光纤光栅狭缝的中心波长对应变点和应变量的波长敏感性,实现应变与应变点精确定位的传感.当啁啾光纤光栅上的某一位置产生微应变时,该应变点会产生相移,其频谱则会出现一个与之对应的狭缝,且狭缝的深度和中心波长与应变的大小和位置相关.当串接不同中心波长的啁啾光纤光栅后,即可实现一定范围内的分布式应变与应变点精确定位检测.本文通过V-I传输矩阵法建立了狭缝深度和中心波长关于应变量和应变位置的理论模型,分析结果表明理论上可以实现微米量级的精确定位.搭建了级联啁啾相移光纤光栅的分布式应变传感装置,实验获得的最大应变灵敏度为0.19 pm/με.该精确定位传感装置在先进制造、精密加工、航空航天、铁路系统等高新技术领域具有重要的应用前景.     

Multiwavelength Linear-Cavity Fiber Laser Source Using a Sagnac Interferemetric Filter and a Strain-Induced Chirped Fiber Grating

A novel multiwavelength linear-cavity fiber laser source using a strain-induced chirped fiber Bragg grating, a Sagnac interferemetric filter, and Erbium-Ytterbium codoped fibers is proposed and demonstrated for the first time. The Sagnac interferemetric filter, which acts as a full-reflecting mirror, consists of a polarization-maintaining directional coupler and two pieces of polarization-maintaining fibers. The strain-induced chirped FBG, which acts as a partial-reflecting mirror, is achieved by bending a uniform FBG bonded at a slant onto the lateral surface of a simply supported beam. By tuning the strain-induced chirped FBG, desirable lasing wavelength and number can be easily achieved.     

超连续谱干涉方法测量古依相移

利用两束超连续光干涉得到的信号,测量了透镜焦点附近飞秒激光脉冲的古依(Gouy)相移。根据得到的光谱干涉信号,利用傅里叶变换得到相对相位值。激光光束在聚焦透镜后的束腰半径可以由成像方法测得。根据测量得到的激光光束束腰半径,用非线性拟合的方法得到了古依相移曲线,拟合曲线与实验结果符合得非常好。给出了古依相位在焦点前后1 mm区域内的移动量。     

结构光测量中获取高精度相位的新方法

随着制造技术的快速发展．三维光学测量技术也得到迅速的发展,利用双目CCD(电耦合插件)摄像机记录的光栅投影测量技术是一种新型的光学测量方法。在该方法的测量过程中,通过测量相位值取得测量空间。为了获得连续的高精度测量相位值．提出一种结合了格雷(Gray)编码并能够优化相位精度的相移方法,该方法通过投影相位传递函数来优化测量相位值。为了消除光栅投影图像中非正弦、周期变化和其他干扰因素的影响,给出投影光栅一种新的光强函数,利用这个光强函数能够进一步提高投影光栅测量相位精度。最终,通过插值测量相位精度能达到亚像素级．     

光纤光栅外腔分布布拉格反射激光器中的波长转换

报道了一种新型的基于光纤光栅外腔分布布拉格反射激光器的波长转换技术，获得了８ｎｍ的波长转换间隔，对注入信号的灵敏度、转换信号之间的反相特性等进行了测量研究。讨论了波长转换的机理和该技术的特点和优点。