基于解码技术的全息显微术研究

提出了一种利用解码技术对全息显微畸变图像进行校正的方法。把全息记录中的显微镜预放大过程作为物光波产生畸变的编码过程;在波前再现过程中,用全息记录中的预放大显微镜对再现的赝实像再次放大进行解码,从而获得清晰的全息显微图像。实验验证了该方法的有效性。     

预放大数字全息显微系统的特点

为了提高预放大数字全息显微系统的成像质量,采用理论分析与实验验证相结合的方法,分别对采用平面及球面参考光记录的预放大数字全息显微系统进行了研究和比较。结果表明:在通常的实验条件下,系统的横向分辨力主要取决于显微物镜的成像分辨力;记录距离较小时,两种系统的横向分辨力均随着记录距离的增大略有降低;但当记录距离较大时,球面参考光预放大数字全息系统的横向分辨力降低得更为明显,即平面参考光预放大数字全息显微系统较为优越;在记录距离为0的情况下,即像面数字全息成像情况下,两种系统的再现像均具有最高的分辨力,在利用普通工业用传感器条件下,横向分辨力远超过了2.19 m,且像质较好。因此,尽可能减小全息图的记录距离,或者采用像面数字全息系统,可以有效提高数字全息系统的成像分辨力。     

体全息成像系统中非周期体光栅的深度选择性研究

由一束球面波和一束平面波或者两束球面波干涉所形成的体全息光栅,由于其光栅矢量在全息图体积内是随位置的变化而变化的,所以被称为非周期型的体光栅。主要研究了用于体全息三维成像系统的非周期体光栅的深度选择特性。根据叠加的原理,将非周期体光栅看作多个固定周期的基元体光栅的叠加,结合耦合波理论分析非周期体光栅的衍射特性。采用这一方法,利用Matlab软件模拟,研究了两束记录光夹角对所记录的非周期体光栅深度选择性的影响和在两束记录光夹角相同时,球面参考光体全息成像系统及平面参考光体全息成像系统深度选择性的差别,最后在光折变晶体材料中进行非周期型和周期型体光栅的记录和再现,对模拟结果进行了实验验证。     

优化的数字全息显微成像系统

基于预放大数字全息显微系统的全息图记录与再现过程及其点扩散函数的分析, 从成像分辨率、成像质量及实现的难易程度等方面对数字全息显微中六种常见记录光路系统的成像性能进行了对比研究. 结果表明, 像面数字全息术具有最高的成像分辨率及成像质量, 其成像分辨率与记录器件的光敏面尺寸无关, 该系统对信息的记录是完整的, 而且记录过程不必考虑物体被照亮区域的大小, 再现过程非常简单, 是优化的数字全息显微成像系统. 等波面弯曲的物参光像面数字全息术非常有利于位相解包裹及位相畸变补偿的正确进行, 该系统更适合于位相显微. 实验结果验证了理论分析的正确性. 关键词： 显微数字全息 预放大数字全息 像面数字全息 分辨率     

大角带宽高衍射效率体全息光栅的设计和制备

高性能体全息光栅是全息波导的重要耦合元件,角带宽小、平均衍射效率不高是制约体全息光栅性能的重要因素.以不对称倾斜记录为出发点,设计并制备了大角带宽高衍射效率的体全息光栅.首先讨论在横电模式光和横磁模式光下体全息光栅的记录参数与其衍射效率的关系,找到平均衍射效率较高的记录参数范围,随后进一步分析在此范围内的记录参数与体全...     

基于相位共轭的动态体全息衍射特性的实时非破坏性测量

基于相位共轭技术,提出了一种动态体全息衍射特性的实时测量方法.在光学系统设计中,通过调整使得物光和参考光较强,而与参考光共轭的再现光非常弱（约为参考光的1/1 000）,借助非常微弱的共轭再现光实现了动态体全息的非破坏性实时测量.三束光的强度和偏振态可通过1/4波片、偏振片和衰减片进行调节和组合,可记录光强调制型或偏振态调制型体全息.本方法适合于光致折射率变化和光致变色材料体全息的测量.     

吲哚俘精酰胺的偏振全息图像光存储实验研究

在吲哚俘精酰胺/PMMA薄膜上记录了同偏振全息和正交偏振全息图，获得了它们的再现衍射像.实验结果表明：吲哚俘精酰胺具有光致各向异性，可以进行正交偏振全息记录.在偏振全息中，衍射光的偏振方向依赖于物光和再现光的偏振方向，衍射像的噪声主要来源于再现光照射到样品上引起的散射.正交偏振全息可以得到比同偏振全息更高信噪比的衍射像.存储于样品上的全息图在室温下黑暗处至少可以保存五个月而衍射效率无明显下降.结果表明，吲哚俘精酰胺是一种可用于偏振全息的可擦重写记录介质. 关键词： 偏振全息 光致各向异性 俘精酸酐 光致变色     

泵浦光调制对Ce:KNSBN光折变晶体全息存储质量的改善

实验研究了泵浦光斩波、斩波占空比、斩波频率对两波耦合过程及光扇噪声的影响,结果说明斩波调制抑制了光扇噪声,Ce:KNSBN晶体体全息存储再现图像质量得到明显改善.     

泵浦光调制对Ce∶KNSBN光折变晶体全息存储质量的改善

实验研究了泵浦光斩波、斩波占空比、斩波频率对两波耦合过程及光扇噪声的影响 ,结果说明斩波调制抑制了光扇噪声 ,Ce∶KNSBN晶体体全息存储再现图像质量得到明显改善     

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     

高频电光调制驱动器的设计

要想实现两台独立激光器的相干合成,需要在得到相位差信号的基础上,利用相位差信号去实时控制LiN-bO3电光晶体,以此达到弥补相位跳变的目的。由于相位差信息是随机变化的,而且其幅值很小,不能直接驱动LiNbO3电光晶体,所以需要经过放大处理。利用前置放大器LMH6624和高压放大器PA98设计了一个高频电光调制器的驱动电路,将拍频信号中分离出来的相位差信号经过驱动电路放大后去控制LiNbO3电光晶体,以此改变通过电光晶体的光束的相位,为进一步实现相干合成打下基础。     

Quantum optical effects in semiconductor microcavities

Investigations of quantum effects in semiconductor quantum-well microcavities interacting with laser light in the strong-coupling regime are presented. Modifications of quantum fluctuations of the outgoing light are expected due to the non-linearity originating from coherent exciton–exciton scattering. In the strong-coupling regime, this scattering translates into a four-wave mixing interaction between the mixed exciton–photon states, the polaritons. Squeezing and giant amplification of the polariton field and of the outgoing light field fluctuations are predicted. However, polariton–phonon scattering is shown to yield excess noise in the output field, which may destroy the non-classical effects. Experiments demonstrate evidence for giant amplification due to coherent four-wave mixing of polaritons. Noise reduction below the thermal noise level was also observed. To cite this article: E. Giacobino et al., C. R. Physique 3 (2002) 41–52     

液晶空间光调制器光谱整形的理论研究

 将液晶空间光调制器用于超高斯种子脉冲光谱整形,重点分析了调制器参数对压缩脉冲信噪比的影响,以此为依据对其结构参数进行优化设计,以降低其影响。对整形、放大及压缩过程的理论模拟表明:应用液晶空间光调制器进行光谱整形时,能够有效克服钕玻璃啁啾脉冲放大系统的非线性效应,在放大器输出端保持原始光谱宽度,但液晶空间光调制器对光谱的调制作用使压缩脉冲信噪比降低。     

Noise suppression in femtosecond mid-infrared light sources

An experimental and theoretical study of intrinsic correlations and noise-suppression mechanisms in two-stage femtosecond mid-IR light sources is presented. The setup, based on parametric amplification in BBO and subsequent difference-frequency mixing in AgGaS(2), delivers approximately 100-fs mid-IR pulses with 1-2-muJ energy. Exceptionally low pulse-energy fluctuations of only 0.2% in the mid-IR (lambda approximately 3-6 mum) are found, which are much smaller than the Ti:sapphire amplifer noise. The noise suppression is analyzed and found to stem from the interplay between dispersion and pump depletion.     

Analytical approach of using squeezed state formation of light for conducting all-optical noise free NAND logic operation

We report a new all-optical noise free NAND logic operation using squeezed state of light with high speed of operation. The squeezed state of light generated by means of optical parametric amplification (OPA). The lights were generated in the same way to maintain the same characteristics. Balance homodyne detection scheme is utilized to detect the squeezed state of light. It is one of the promising squeezed light based devices for the next generation logic optical circuits.     

多尺度水下偏振成像方法

水下偏振成像技术利用散射光偏振特性能够有效提高水下成像质量,在水下目标探测和识别领域具有重要应用价值.针对该技术在背景散射光和目标信息光分离时由于噪声放大现象导致重建图像质量受限的问题,提出多尺度水下偏振成像方法.该方法利用图像分层处理思想,结合小波变换的多尺度特性,对体现图像高对比度的基础层和低对比度但细节信息丰富的细节层分别进行处理,重建高对比度、高信噪比的清晰场景图像.实验结果表明,多尺度水下偏振成像方法不仅能够大幅提高对比度,复原图像细节信息,而且能够有效抑制放大噪声,提高重建图像的信噪比,在水下偏振成像领域具有良好应用前景.     

基于拉曼组合放大的长距离光纤传输系统

本文改进了一种实现长距离自适应补偿光纤传输的方法.在利用光纤光栅形成的谐振腔产生激光对信号光进行拉曼放大的基础上,再利用双抽运光对信号光进行拉曼放大,从而获得更高的拉曼增益以实现更长距离的自适应补偿光纤传输.使实验自适应补偿传输距离达125km(为目前国际上已报道的最长自适应补偿光纤传输距离).实验测量并理论分析了该长距离光纤传输系统的开关增益、放大的自发辐射噪声、噪声指数和光功率分布的特性,实验结果与理论模型符合很好.     

Polarization plane's weak rotation amplifiers and polarization azimuth stabilizers

A simple and effective method to measure an electromagnetic wave polarization plane's weak rotations in various media is proposed. The specific features of the polarization plane's rotation amplification for the light reflection and transmission through the absorbing and amplifying isotropic layers are calculated. The amplification effects on an anisotropic and cholesteric liquid crystal (CLC) layers are also considered. In conclusion the question of probable choice of the amplifier's noise/signal ratio is discussed.     

Efficient homodyne measurement of picosecond squeezed pulses with pulse shaping technique

We report on the detection of picosecond pulsed squeezed light generated by an optical parametric amplification in a periodically poled MgO:LiNbO(3) waveguide. By using a temporally shaped local oscillator in a balanced homodyne detection, we obverved the squeezing of -5.0 dB below the shot noise level. The squeezing level at the exit of the waveguide was estimated to be -9.7±0.8 dB.     

Near-noiseless amplification of light by a phase-sensitive fibre amplifier

We report near-noiseless (noise figure of 0.4 dB, which is an improvement over the theoretical limit of 1.2 dB for a conventional laser amplifier with the same gain of 1.7 dB) optical amplification of laser light in a phase-sensitive fibre amplifier.