氩离子倍频激光器制作取样光纤光栅的切趾补偿工艺研究

对取样光栅而言，完整的平均折射率补偿应包括切趾补偿和取样补偿两部分。理论模拟显示，只作切趾补偿而不作取样补偿仍然可以收到良好效果。提出了针对氩离子倍频激光器写入取样光栅的简单的切趾补偿工艺。依据是模板存在一定的干涉区，当光纤退出模板的干涉区后，只有平均折射率提高而不写入新的光栅。因此在干涉区外进行与切趾函数互补的曝光就可以切趾补偿了。实验结果显示，切趾补偿有效降低了取样光栅每信道反射谱的旁瓣，使反射谱的形状更加理想，同时也有效降低了群时延曲线的波纹。     

非对称单侧曝光切趾使啁啾光纤光栅获得优化性能

利用谐振理论对啁啾光纤光栅时延纹波和反射谱边瓣的形成原因进行了分析，研究了单侧曝光切趾方式中引入的非常数直流折射率调制分量对啁啾光栅特性的影响，阐明了切趾技术提高啁啾光纤光栅性能的作用机理，提出了一种能够使啁啾光纤光栅获得优化性能的切趾方法，该方法只需对光栅进行单侧曝光，实现简单. 关键词： 光纤布拉格光栅 切趾 群时延 反射谱     

基于强度调制的偏振光谱测量技术

针对现阶段强度调制偏振光谱测量技术在光程差域内不同通道间存在频谱信息串扰的不足,采用加窗插值傅里叶变换法,研究了不同切趾函数对强度调制偏振光谱测量技术的影响。首先,进行强度调制偏振光谱测量技术理论分析,完成强度调制模块的设计;其次,根据强度调制模块的设计指标,模拟入射光的光强信息及采用不同切趾函数的信息解调复原过程;最终,对强度调制偏振光谱测量系统进行仿真,根据仿真模型结合高分辨率光谱仪、平行光管等器件完成偏振光谱测量装置的搭建,进行偏振光谱测量实验。研究结果表明,偏振光谱测量系统设计指标选择合适的切趾函数可以减少光强信息截断过程中造成的频谱能量泄露,使光程差域内不同通道之间的串扰信息减少、偏振光谱复原精度提高,不同切趾函数切趾处理后线偏振光的偏振度最小误差由0.076 8减小到0.001 4,偏振度接近1。     

应用于ICF等离子体诊断系统的长焦深光学元件设计

 针对惯性约束聚变激光等离子体诊断系统的特殊需求,提出采用对数型轴锥镜来实现长焦深功能,并采用超高斯边缘匀滑、中心切趾及选择合适的器件参数等方法优化了长焦深器件的性能。模拟实验证明,为了得到满足要求的长焦深、小焦斑、小旁瓣和均匀的轴上及横向光场分布的聚焦光束,对数型轴锥镜的焦深应为3~5 mm;元件中心须采用切趾,而且切趾半径应为15~60 mm;元件边缘宜采用5阶超高斯匀滑。设计出焦深长达3 mm、轴上光强均匀、旁瓣峰值小于中心强度的2%且横向光斑较均匀的长焦深器件,可以满足激光等离子体诊断的要求,并用菲涅耳衍射积分对该元件光场的模拟实验验证了该方法的可行性。     

相移长周期光栅长度切趾光谱特性

应用耦合模理论和传输矩阵法分析了长周期相移光栅的光谱特性,比较了折射率切趾和长度切趾所产生的不同光谱结构,并分析了长度切趾中不同的切趾函数及光栅长度对光谱结构的影响.讨论了长度切趾的旁瓣增强效应,发现了一些新的有益结果.     

啁啾的引入对线性负切趾型布拉格光栅双稳特性的影响

基于耦合模理论，对线性负切趾型布拉格光栅中引入啁啾后其双稳特性的变化进行了研究.结果表明：引入正啁啾有利于改善线性负切趾型布拉格光栅的双稳态性能；通过合理选择正啁啾、线性负切趾型布拉格光栅的长度，可对其双稳态性能进行进一步优化. 关键词： 啁啾 线性负切趾布拉格光栅 双稳     

非对称切趾对啁啾光纤光栅特性优化的分析

基于对啁啾光纤布拉格光栅反射谱和时延曲线的分析,引入非对称切趾技术。综合时延曲线纹波和反射谱纹波平滑两方面考虑,将对称切趾技术的最佳切趾比例、左移和右移两种非对称切趾技术以及采用不同切趾函数对光纤光栅特性参量的优化效果进行了分析和比较。结果表明,与对称切趾相比,左移非对称切趾可避免对称切趾中为增大反射谱带宽而减小切趾比例使时延纹波增大的缺点,在保持反射谱纹波基本不变的前提下将时延曲线纹波降低了43.5%(与实验结果39.9%相吻合)。此外,与仅用汉明函数切趾相比,光纤光栅左端采用超高斯函数、右端采用汉明函数的非对称切趾方式使反射谱平坦部分纹波减小了89.3%,对应的时延曲线拟合误差减小了16.7%,获得了更好的优化效果。     

弱双折射光纤布喇格光栅反射偏振对温度响应特性的研究

理论分析了切趾弱双折射光纤布喇格光栅反射偏振相关特性与温度之间的关系.数值模拟了切趾弱双折射光纤光栅的反射谱、偏振相关损耗和差分群时延随波长变化曲线.实验测出了不同温度下反射谱、偏振相关损耗和差分群时延随波长变化曲线.根据实验结果对偏振相关损耗和差分群时延的变化情况作出了分析.反射偏振相关损耗呈现两个峰值,随温度增加两峰漂移程度相同,表明偏振相关损耗无明显差异.差分群时延最大值随温度增加成线性向长波方向漂移,证明了光纤光栅正交模损耗变化的等同性.综合理论分析与实验结果表明:切趾弱双折射光纤布喇格光栅的偏振特性随温度产生明显的变化,其正交模变化呈现等比例特性.     

输运层势垒对双层结构器件复合发光的影响

通过分析双层结构器件复合发光的实际物理过程，建立了双层器件载流子输运与复合发光的多势垒的理论模型，计算并讨论了器件复合效率随外加电压及输运层势垒（包括势垒高度和宽度）的变化关系，该理论模型较好地解释实验现象。     

一种改进型单光子雪崩二极管探测概率模型及验证

基于半导体工艺器件仿真软件和Matlab编程，对光子探测概率（PDP）进行了建模和实验表征。进一步考虑器件表面二氧化硅薄膜的光透射性，可以准确预测单光子雪崩二极管（SPAD）的性能。将模拟结果与采用0.18μm标准双极-互补金属氧化物半导体-双重扩散金属氧化物半导体（BCD）工艺设计和加工的SPAD的结果进行比较。结果显示，PDP的预测结果与实验结果之间具有良好的一致性，平均误差为1.72%。该模型可以减少商用器件仿真软件中存在的不收敛问题，极大减少了开发SPAD器件新结构所需的时间和成本。     

AOTF在光谱分析中的应用研究2.自装AOTF可见分光光度计的应用

本文报道了自装AOTF可见分光光度计的基本特性。采用镨钕滤光片和氧化钬滤光片的特征吸收峰进行波长校正，经四次多项式拟合后峰位置误差小于0.7nm。与商品仪器（UV1100分光光度计）相比，自装AOTF可见分光光度计的扫描速度大大加快，而分辨率与AOTF本身的质量有关。文中给出了硫酸铜溶液和茜素红溶液的扫描镨图及其校准曲线，其相关系数分别是0.9991和0.9990，这表明自装AOTF分光光度计的性能是可靠的。     

色散补偿光栅切趾强度对光谱特性影响的研究

切趾强度的概念证明了在线性啁啾色散补偿光栅中切趾强度对光谱特性的影响远大于切趾包络函数本身。将其用于典型的色散补偿系统,通过逐步改变切趾强度对比了三种切趾包络函数:余弦、柯西和汉明函数的光谱响应。研究发现,由于切趾强度的影响,所有的切趾包络函数都具有近似的趋势。当切趾强度参数约为0.75时,色散均值与理想色散之间的偏离量最小,群时延影响较小,反射带宽较大,且光栅长度较短。结果表明,最佳色散强度参数为0.75,此时有最好的光谱特性。     

声光可调谐滤光器的光谱传递特性和数据恢复方法

本文在分析声光可调谐滤光器透过特性的基础上。对其引入了光谱传递函数的概念,并计算和讨论了光谱传递函数随滤光器结构参数的变化规律。     

基于强度传输方程的多重网格算法

提出一种新的切趾函数,用此切趾函数对过零单边干涉图加权,使具有相同光程差的两点光强与旋转因子的乘积之和为它们的平均值,减小了由于计算过程中零光程差点附近的数据被利用两次造成的误差.研究结果表明:与Mertz提出的切趾函数相比,本文提出的切趾函数对非对称性较严重的过零单边干涉图数据处理有更好的加权效果,能够有效减小光谱失真,同时计算效率得到了一定程度的提高,可广泛应用到傅里叶变换光谱仪中的过零单边干涉图处理中.     

AOTF成像光谱仪声光晶体衍射效率研究

基于AOTF的成像光谱仪是集图像、光谱及偏振信息为一体的新型探测仪器,由于声光晶体是其核心分光器件,它的性能将影响目标信息的获取能力。因此, 研究提高声光晶体衍射效率的方法是AOTF成像光谱仪研制的重点和关键。首先介绍了AOTF成像光谱仪的工作原理,基于耦合波理论推导了声光晶体衍射效率方程,然后对AOTF成像光谱仪声光晶体衍射效率的影响因素进行数值仿真分析,最后,用Tracepro软件对不同入射光进行了仿真计算。分析结果表明,当AOTF成像光谱仪工作波长范围在0.4 μm~0.9 μm时,为使衍射效率能达到最大值,各个影响因素的最优值是:换能器长度d为2.5 mm,光栅倾斜角φ选择在80°,入射光选择o光。     

一种新的过零单边干涉图切趾加权函数

提出一种新的切趾函数,用此切趾函数对过零单边干涉图加权,使具有相同光程差的两点光强与旋转因子的乘积之和为它们的平均值,减小了由于计算过程中零光程差点附近的数据被利用两次造成的误差.研究结果表明:与Mertz提出的切趾函数相比,本文提出的切趾函数对非对称性较严重的过零单边干涉图数据处理有更好的加权效果,能够有效减小光谱失真,同时计算效率得到了一定程度的提高,可广泛应用到傅里叶变换光谱仪中的过零单边干涉图处理中.     

La_3Ga_5SiO_(14)声光可调谐滤波器设计

分析了La3Ga5SiO14(简称LGS)既可以做成同向声光可调谐滤波器,又可以做成大孔径非同向声光可调谐滤波器。推导出超声波频率f和光波波长λo的调谐关系;计算出滤波器的光谱分辨率R和集光能力δiθ;光入射角iθ与衍射角θd、声入射角θa之间的关系。为LGS声光可调滤波器的实用化设计提供了充分可靠的理论依据。把LGS与TeO2声光可调滤波器的光谱分辨率和集光能力做了比较,认为LGS设计成同向声光可调谐滤波器既简便又实用。     

A transformation based method to design ultrasound array

In medical ultrasound imaging, the desired lateral field distribution at each focal distance can be obtained by optimal apodization. On the other hand, the lateral field is a function of focal distance. Hence, finding the optimal apodization is a very arduous process. To overcome this, we have introduced a suboptimal method by which optimal apodization can be calculated in any distance through a nonlinear transformation by the knowledge of the optimal one at a distance. This transformation is established on a fact that the lateral field distribution at focal distance can be expressed as the Fourier transform of a nonlinear function of the aperture weighting, instead of direct expression as the Fourier transform of the above. We have applied this method to map the apodization which obtains the desired beam pattern into the apodization which maintains the same properties on the lateral field distribution. For example, applying this method on a 50-elements λ/2 spaced linear array with length D has resulted in apodization that is optimal at distances D or D/2 by precision better than 9%. This method is useful especially in optimization problems, having no explicit constraint on the main lobe width, such as minimizing the sidelobe levels or minimizing main lobe width constrained to a predetermined value of sidelobe level. However, as the results show, this technique provides acceptable results in other cases.     

两级串联声光可调谐滤波器旁瓣抑制的研究

阐述了偏振依赖的共线型和偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器的滤波原理,进而导出了两级滤波的转换特性表达式;通过理论计算说明了两级声光可调谐滤波器能够有效地抑制旁瓣;最后,将两个单级的声光可调谐滤波器级联成两级滤波器,进行了旁瓣抑制的实验.实验结果表明,旁瓣被抑制到-19 dB,并且3 dB带宽也得到一定程度的压窄. 关键词： 集成光学 声光可调谐滤波器 旁瓣抑制