一种新型二维可调平行分束器

这是一种把单一光束变成两平行偏振光光束的方法,其偏振方向、强度和距离连续可调,其装置结构如下图。它由一个偏光镜,一个偏光分束镜,一个45°玻璃棱镜,一对可调平行光束距离的光楔和一个半波片组成。旋转偏光镜,即改变了入射到偏光分束镜上光的偏振面。据马     

新型偏振干涉成像光谱仪中Savart偏光镜透射率的研究

Savart偏光镜是自行研制的新型稳态偏振干涉成像光谱仪中的核心部件，阐述了该Savart偏光镜的分光机理.基于电磁场边值条件，分析了入射面与Savart偏光镜左板主截面重合及垂直时，光透过Savart偏光镜各界面的反射和折射，得出了各界面透射系数的表达式以及Savart偏光镜透射率的理论计算公式.采用计算机模拟，给出了Savart偏光镜透射率随视场角和波长的变化曲线，并与研制的Savart偏光镜实验测试结果进行了分析比较，两者变化规律相符. 表明该Savart偏光镜具有大视场、高通量的显著特点，适宜作为静态干涉仪和稳态偏振干涉成像光谱仪的高效横向剪切分束器. 这为新型偏振干涉成像光谱技术的研究以及仪器研制提供了重要的理论依据.     

有限束宽下光栅对压缩的化研究

给出了入射脉冲为有限束宽时，光栅对压缩的理论模型。并据此分析了脉冲高斯光束单次及两次通过光栅对时的变换特性，以及高阶色散对脉冲压缩的影响。     

自由空间中超短啁啾洛仑兹脉冲光束的空间奇异性

给出了超短啁啾洛仑兹脉冲光束在自由空间中的传输方程，研究了啁啾对洛仑兹脉冲光束空间奇异性的影响．理论及数值模拟的结果表明，由于啁啾的作用，对于脉冲宽度大于一个光波振荡周期的洛仑兹脉冲光束同样存在空间奇异性．在初始位置，啁啾洛仑兹脉冲光束的空间奇异性出现在脉冲的前沿或后沿．当洛仑兹脉冲光束传输以后，啁啾洛仑兹脉冲光束的空间奇异性将更加强烈．     

冰洲石/氟化钡紫外偏光镜正反向入射时的特性分析

分析了冰洲石/氟化钡紫外外偏光镜在正向使用时透射光束的偏离角及影响因素;指出了该种偏光镜反向使用时等效于罗匈棱镜,并计算了分束角的大小;对这两个特性进行了测试。结果表明:其反向使用时的分束角在265nm—768nm波段内为8°左右,随波长的起伏在9 679°—7 138°之间。反向使用时可以作为性能优良的紫外偏光分束镜,且反向使用时的消光比要优于正向使用时的消光比。     

二维可调平行分束器

这是一种把单一激光束变成两束偏振方向相互垂直、距离和强度连续可调的平行光束的方法和装置.结构如图1所示.该装置由一个偏光镜、一个偏光分束镜、一个45°玻璃棱镜和一对可调两平行光束距离的光楔组成.旋转偏光镜,即改变了入射到偏光分束镜上光的偏振面,据马吕斯定律可知,它使得经偏光分束镜出来的两束光强度比可为任意值.当偏光镜转到某一特殊位置时,只有一束光出射,移动一光楔,即改变了两光楔的相对位置,可改变两平行出射光束的距离.两光楔同时绕以入射光为轴旋转,可改变两平行光束的相对方位;两种调节相结合,可使其中一光束位置不动,…     

基于GCV-FFT方法的超声速压缩拐角流场气动光学效应计算

研究超声速压缩拐角流动，基于Rytov近似，采用广义卷积-快速Fourier变换（GCV-FFT），直接求解非均匀介质中的Helmholtz方程，获得激光光束的散射场和衍射场的复振幅分布.给出包括光强、光程差、斯特列尔比、相对光强、光束质心位置和有效光束宽度等气动光学参量.可以看出，激光光束在湍流场区域内传输，光强度分布逐渐出现起伏和偏离.穿过流场区域后，由于衍射作用，光束产生较大幅度的扭曲、偏离和破碎.压缩拐角区的流场对光束质量的影响明显大于充分发展湍流区.从相对光强的分布形态来看，光束的破碎似乎与流场的小尺度相干结构相关.采用传统的OPD均方差或加权均方差值估算获得的斯特列尔比的误差较大，更为准确的方法应该通过计算PSF来进行评估.     

单光子晶体管

美国和丹麦的科学家公布了研制光学晶体管的计划．众所周知，光子极少彼此发生相互作用．通常情况下，使用一束光中的光子来控制另一光束是非常困难的．物理学家相信，使光子相互作用的方法是将光子压缩到微小的空间，如像量子点或光学阱中的单个原子那样．压缩光子可以增强它们的电磁场，从而增加它们相互作用的机会．     

超短脉冲展宽压缩系统的三维模型分析

在超短脉冲的展宽压缩系统的实验过程中,需要入射到展宽器中的光束倾斜一定角度.研究了在三维下光束倾斜入射到展宽压缩系统的情况,通过光束追迹法建立了展宽压缩系统的三维数学模型,给出了光束的水平倾斜角对展宽压缩系统的光程、群延时(GD)、群延时色散(GDD)等的影响,给出了展宽压缩系统的不同参数的相互补偿关系.通过计算,在引...     

利用三平面腔镜共焦腔产生多模压缩光束

设计了一种阈值下的简并光学参量振荡腔用于产生多模压缩光束,并且利用"薄晶体近似"的方法分析了这个光学参量振荡腔,得到了输出多模压缩光束的噪声谱.数值模拟了多模压缩光束的压缩度和抽运光场或者振荡腔的失谐量之间的关系,得出只有适当选择本底光的相位,抽运光的幅度以及共焦腔的失谐量时,才可以探测到好的信号场噪声谱压缩度.     

基于双模压缩态的量子密钥分发方案

提出了一种基于双模压缩态的量子密钥分发方案，采用Shannon信息论分析了该协议抵抗光束分离攻击的能力，得到秘密信息速率与压缩因子、信道参数之间的解析表达式，双模压缩态的模间关联性保证了该方案的安全性.     

LD光束在自聚焦透镜中的传输特性

基于分析激光二极管光束传输特性，运用厄米-高斯光束描述其远场分布．将自聚焦透镜用于激光二极管的光束整形，用2阶传输矩阵描述自聚焦透镜．运用Collins衍射积分公式，分析了LD光束在自聚焦透镜中传输场分布的解析表达式．在此基础上，数值计算了一种LD光束在自聚焦透镜中场分布．该模型结构简单，可用于分析光束传输特性和设计光束整形系统．     

晶体膜层效应对棱镜偏光镜透射比影响的理论研究

为满足现代光信息技术对偏光器件各项技术指标的苛刻要求,利用膜层理论推导出线偏振光垂直入射时棱镜偏光镜透射比的数学解析表达式,并对影响棱镜偏光镜技术指标的每个物理参量作了定量分析。通过计算机定量模拟表明：晶体厚度对透射比的影响幅度与中间空气膜层的透射比有着密切的关系,在晶体折射率等参量取某些特定值,中间空气隙的厚度h=26．2μm和27．4μm时,格兰-泰勒（Glan-Taylor）棱镜晶体厚度对总透射比的影响幅度分别为5．934％和7．034％,格兰-傅科（Glan-Foucauh）棱镜晶体的厚度对总透射比的影响分别为1．24％,8．893％;晶体厚度,空气膜层厚度,棱镜结构角共同影响棱镜偏光镜的透射比。这一理论研究克服以前棱镜偏光镜透射比公式不能定量分析晶体厚度对棱镜偏光镜透射比影响的缺点,对偏光器件的的设计,具有重要的应用价值。     

提高能量密度的超衍射极限激光光束相位补偿技术

定义了激光光束衍射远场光斑压缩前后的能量比以及能量密度比来衡量超衍射极限激光光束的质量。通过利用反向传递算法设计了合适的补偿相位板,不但对准直放大的单一横模激光光束进行小于光学衍射极限的发散度的压缩,同时又保证光束能量集中于压缩后的远场衍射主瓣中,使压缩后的远场衍射光斑的能量密度增加。给出了相应的实例。这一结论不但解决了光学超分辨中光束压缩与能量损失不可避免这一矛盾,而且为发散度小且能量密度高的超衍射极限激光光束的实验工作以及该类光束的实际应用提供了理论基础。     

圆柱对称光脉冲在负色散克尔介质中的传输

利用变分法得到了任意光脉冲传输的一般特性及高斯光脉冲压缩（或扩展）的必要条件，这说明在一定初始条件下时空非对称的光脉冲也可形成“光子弹”，在某些区域内，通过时空耦合作用，光束的空间会聚可以导至脉宽的压缩。     

新型非成像激光光束变换器的设计

设计了一种新型锥形激光光束变换器，它根据全内反射一折射原理扩大或压缩入射激光束的直径。利用光线追迹的方法研究了传输光线的传输规律和特性，并进行了相应的计算机模拟。设计的变换器可以将沿中心轴入射的单色平行光束压缩成平行于中心轴的光束、会聚在中心轴的光束或空心光束。对于入射的非平行光，它的特性同传统的成像扩柬器相似，所不同的是拉格朗日不变量不再是常量，当压缩光束的直径时拉格朗日不变量略有减小，当扩大光束的直径时拉格朗日不变量略有增大。设计的变换器具有结构简单、价格便宜和倍率高等优点。     

有限束宽下光栅对压缩的理论研究

给出了入射脉冲为有限束宽时,光栅对压缩的理论模型。并据此分析了脉冲高斯光束单次及两次通过光栅对时的变换特性,以及高阶色散对脉冲压缩的影响。     

受激布里渊散射相位共轭镜产生高质量短脉冲XeCl激光

利用受激布里渊散射相位共轭镜改善ＸｅＣｌ激光光束质量和压缩脉冲宽度，给出了脉宽与泵浦能量、焦点位置的关系。光脉冲宽度从５０ｎｓ压缩到１７ｎｓ，光束发散角也减小到原来的１／３，散射光功率密度也较泵浦光得到了提高。     

基于非球面镜的激光能量均匀化设计

针对激光光束的能量均匀化研究，先后出现了多种方法，基于“不等步长采样”原理设计了包含非球面镜的光学系统。首先从理论上分析了其可行性，然后对实际激光光束进行了能量均匀化的设计。模拟分析结果表明，出射光束发散度小于0．02°，照度均匀度达92．9％，证明了此方法的可行性。     

解决X射线相角问题的新进展

近十年来，晶体结构测定相角问题有了突破性进展．根据Ｅｗａｌｄ的三光束动力学理论，多重Ｂｒａｇｇ反射可产生相干的参考光束，它对衍射光的调制能带来相位信息．当晶体满足双光束衍射条件绕衍射矢量回转时，新的倒格点落到Ｅｗａｌｄ球面上，就会出现三光束动力学效应．此时的耦合衍射起着参考光束作用，在倒易空间中，双光束色散面附近出现了第三支色散面．它的排布对正相位和负相位是不对称的．这种非对称性可在强度曲线三束点的Ｕｍｗｅｇ和Ａｕｆｈｅｌ的根部反映出来，从而带来了相位信息．由于能从实验中直接确定衍射相位，使传统的结构测定出现了新面貌．