光信息科学与技术专业的建设

就光信息科学与技术专业建设的专业定位、课程设置、学生毕业后的去向等问题发表了个人的看法。介绍了在这方面的一些做法,提供了有关数据,可供同类专业的建设参考。     

Design, Fabrication and Measurement of Ni/Ti Multilayer Used for Neutron Monochromator

Ni/Ti multilayers, which can be used for neutron monochromators, are designed, fabricated and measured. Firstly, their reflectivities are simulated based on the Nevot-Croce model. Reflectivities of two Ni/Ti multilayer mirrors with periods d = 10.3 nm （M1） and d = 7.8 nm （M2） are calculated. In the calculation, the reflectivity of the Ni/Ti multilayer is taken as a function of the gazing angle with different roughness factors δ =1.0 nm and = 1.5 nm. Secondly, these two multilayers are fabricated by the direct current magnetron sputtering technology. Thirdly their structures are characterized by small-angle x-ray diffraction. The roughness factors are fitted to be 0.68 nm and 1.16nm for M1 and M2, respectively. Finally their reflective performances are measured on the V14 neutron beam line at the Berlin Neutron Scattering Centre （BENSC）, Germany. The experimental data show that the grazing angle of the reflected neutron intensity peak increases, but the reflected neutron intensity decreases, with the decreasing periods of the multilayers.     

Optimization of Metamorphic InGaAs Quantum Wells on GaAs Grown by Molecular Beam Epitaxy

We investigate the molecular beam epitaxy growth of metamorphic InxGal-xAs materials （x up to 0.5） on GaAs substrates systematically. Optimization of structure design and growth parameters is aimed at obtaining smooth surface and high optical qualdty. The optimized structures have an average surface roughness of 0.9-1.8 nm. It is also proven by PL measurements that the optical properties of high indium content （55%） InGaAs quantum wells are improved apparently by defect reduction technique and by introducing Sb as a surfactant. These provide us new ways for growing device quality metamorphic structures on GaAs substrates with long-wavelength emissions.     

A Simple Model for Measuring Refractive Index of a Liquid Based upon Fresnel Equations

Due to many experimental data required and a lot of calculations involved, it is very complex and cumbersome to model prism-based liquid-refractive-index-measuring methods. We develop a new method of mathematical modelling for measuring refractive index of a liquid based upon the Fresnel formula and prism internal reflection at an incident angle less than the critical angle. With this method, only two different concentrations measurements for a kind of solution can lead to the determination of computational model. Measurements are performed to examine the validity of the theoretical model. Experimental results indicate the feasibility of the theoretical model with an error of 1%. The method is also capable of measuring even smaller changes in the optical refractive index of the material on a metal surface by the surface plasma resonance sensing techniques.     

凝胶渗透色谱-十八角激光散射仪(GPC-MALLS)的应用:浓度、流量、温度对高分子分子量及其分布的影响

采用凝胶渗透色谱(GPC)/示差折光指数(RI)/十八角激光散射仪(MALLS)联用技术,以乙二胺改性聚乳酸(DMPLA)为样品,溶解于四氢呋喃(THF)中,先单机测定其dn/dc(比折光指数增量)值与A2(第二瑞利系数)值,后在不同的浓度、流量、温度条件下,研究其分子量及其分子量分布的变化。结果表明:dn/dc值为0.0521±0.0017 mL/g,A2值为(4.518±0.613)e-3 mol mL/g?,随着浓度、流速的增加,分子量也在增加,对分布影响不大,温度对分子量的测定影响不大,然而经过分析,认为在3.0mg/ml、1.0ml/min、34℃时测量的数据比较合适。     

形变多晶氧化铝纤维的荧光R谱线

使用自制拉伸装置和显微拉曼系统测定了形变下多晶氧化铝纤维的荧光R1和R2谱线,发现两条谱线均随纤维拉伸应变的增大而变宽,并获得了纤维应变与谱线宽化值之间的定量关系。从纤维的结晶晶格结构和形态学微结构定性地解释了谱线的宽化行为。也测定了谱线频率与多晶氧化铝纤维温度间的定量关系,频率温度系数值近似等同于单晶氧化铝的值。最后,研究了激发光偏振方向相对于纤维轴向的不同夹角对谱线频率的影响,并由此得出,氧化铝晶粒有相对纤维轴向取向的倾向。     

光纤陀螺数字闭环控制系统模型实验研究

数字闭环光纤陀螺的动态性能受控制系统设计的影响.根据光纤陀螺数字闭环检测过程,建立了控制系统的数学模型.为在全频带内对模型进行验证,提出了基于Faraday效应的光纤陀螺频率响应测试方法,对该测试方法与角振动台测试方法的等效性进行了分析.设计了频率响应测试系统,测试范围大于50 kHz,波形失真小于0.1%.实测了采用一阶积分控制算法的数字闭环光纤陀螺频率响应.实验结果表明模型误差小于8%.     

用HI-13串列加速器质谱装置测量182Hf的研究

¹⁸²Hf的半衰期为(8.90±0.09)Ma, 是一个接近灭绝的放射性核素. 超新星爆炸是自然界中已知的惟一能产生¹⁸²Hf的途径. 因此¹⁸²Hf是研究近1亿年来在地球附近可能发生的超新星事件的理想核素. 另外, ¹⁸²Hf是核工程中特别感兴趣的一个长寿命放射性核素. 精确测量超痕量的¹⁸²Hf对反应堆的设计和核天体物理学以及其他研究领域都是非常重要的. 用加速器质谱有可能实现对超低含量¹⁸²Hf的测量. 在中国原子能科学研究院的HI-13加速器质谱装置上对¹⁸²Hf的测量方法以及样品的化学去钨方法进行了研究, 分别得到了空白样品以及系列标准样品的¹⁸²Hf和¹⁸³W的能量-飞行时间双维谱. ¹⁸²W对¹⁸²Hf计数的贡献是通过测量¹⁸³W的计数归一扣除的. 目前本工作对¹⁸²Hf的测量灵敏度为4.15±10^－11 (¹⁸²Hf/¹⁸⁰Hf比值).     

梯度膜作为高功率激光反射膜的初步研究

 对渐变折射率薄膜替代均匀膜系作为高功率激光反射膜的可行性进行了理论研究。以较容易获得的线性共蒸法制备的光学膜在中心波长为1 064 nm的激光作用为例，分析了薄膜与基体之间波长的匹配、场强分布等问题。提出了通过改变微小单元获得梯度膜匹配厚度的数值方法，将之运用在14个周期结构的梯度膜中，并由膜系计算软件验证了所获得结果。最后通过分析Maxwell方程，计算了梯度膜中与薄膜损伤密切相关的电场强度分布。结果表明：周期性结构梯度高反射膜中的电场分布与传统高反射膜具有相似性，但相对于传统高反射膜容易在界面处出现损伤的情形而言，梯度膜更容易在表面出现损伤，使梯度膜表面反射相移接近π是高功率梯度高反射膜的设计方向。     

高平均功率电光开关晶体热畸变分析

 深入分析了方板构型的电光开关晶体在高功率载荷条件下的热畸变行为，讨论了光强分布对热效应的影响。以KDP晶体为例，分别计算了激光束光强为高斯分布和均匀分布时晶体的温升、相应的热应力分布、波前畸变以及热退偏。结果表明，光强的分布形式对波前畸变和热退偏的影响是不同的。相对于光强均匀分布的激光束，高斯光束减缓了光斑边沿处的温度梯度，产生的热应力较小，因此可以减弱热退偏效应；另一方面，在光束口径范围内，高斯光束产生了附加的温度分布非均匀性，因而波前畸变会大一些。