光学超振荡与超振荡光学器件

传统光学器件的衍射极限极大地制约了远场超分辨光学系统的进一步发展.如何从光学器件层面突破光学衍射极限瓶颈,实现非标记远场超分辨光学成像,是光学领域面临的巨大挑战.光学超振荡在不依靠倏逝波的条件下,可以在远场实现任意小的亚波长光场结构,这为突破光学衍射极限提供了一条崭新的途径.近年来,光学超振荡现象和超振荡光学器件的相关研究得到了快速发展,在理论和实验上成功地演示了超振荡光场的产生和多种超振荡光学器件,并在实验上展示了超振荡光学器件在非标记远场超分辨光学显微、成像以及超高密度数据存储等应用领域的巨大优势和应用潜力.本文对光学超振荡相关理论、超振荡光学器件设计理论和方法、超振荡光学器件发展现状、超振荡光场测试方法以及超振荡光学器件的应用等方面进行详细介绍和分析.     

基于G-SPAD的卫星激光测距回波特性

从盖革模式单光子雪崩光电二极管的光电特性出发,分析了卫星激光测距的测距精度与激光脉冲宽度及回波强度的关系,并利用长春站卫星激光测距系统对地球动力学卫星进行观测.结果表明,当回波光子数为1 000左右时,系统测距精度为10.2mm左右,当回波光子数为8 000时,测距精度减小为9.4mm左右,表明回波强度较大时,可提高卫星激光测距系统的测距精度;当激光器脉宽为200ps时,系统测距精度为17.3mm,当脉宽为50ps时,系统的测距精度为10.0mm,表明卫星激光测距系统的测距精度随着脉宽变窄得到了有效提高.为进一步验证理论结果,对Ajisai卫星进行实测,分析了高重复频率激光测距系统对系统测距精度的影响,结果表明采用窄脉宽高重复频率的激光测距系统,激光测距有效回波数和标准点密度呈数量级增加,测距精度也有一定的提高.因此,为了改善卫星激光测距系统回波特性,应选用脉宽窄、重复频率高、能量大的激光器作为基于盖革模式单光子雪崩光电二极管的卫星激光测距系统的激光光源.     

Stable single longitudinal mode erbium-doped silica fiber laser based on an asymmetric linear three-cavity structure

We present a stable linear-cavity single longitudinal mode (SLM) erbium-doped silica fiber laser. It consists of four fiber Bragg gratings (FBGs) directly written in a section of photosensitive erbium-doped fiber (EDF) to form an asymmetric three-cavity structure. The stable SLM operation at a wavelength of 1545.112 nm with a 3-dB bandwidth of 0.012 nm and an optical signal-to-noise ratio (OSNR) of about 60 dB is verified experimentally. Under laboratory conditions, the performance of a power fluctuation of less than 0.05 dB observed from the power meter for 6 h and a wavelength variation of less than 0.01 nm obtained from the optical spectrum analyzer (OSA) for about 1.5 h are demonstrated. The gain fiber length is no longer limited to only several centimeters for SLM operation because of the excellent mode-selecting ability of the asymmetric three-cavity structure. The proposed scheme provides a simple and cost-effective approach to realizing a stable SLM fiber laser.     

自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度(II)

 介绍了利用自发Raman散射光谱测量低压气流组分绝对浓度的方法，在流动状态下得到了不同压力下的自发喇曼散射光谱，检测最低压力为133帕；对于含N₂氧气流在已知N₂浓度时实时标定检测了O₂的绝对浓度，测量误差小于8%。     

PbTe的高温高压合成

 以高温高压为手段，在4～5GPa压力和700～1 200 K温度条件下，成功地合成出了PbTe。对合成样品进行了X射线测试分析，结果表明，合成的PbTe样品是具有NaCl结构的多晶，而PbTe的取向随着合成压力的升高发生变化。扫描电镜分析结果显示：高压合成的PbTe样品，其晶粒有了明显的取向；电阻率比常压样品低1～2个数量级，并随合成压力的升高而降低；热导率也同时低于常压合成的PbTe样品。以上结果说明，高压合成方法是改善材料性能的重要手段。     

飞秒BBO光参量放大中闲频光二次谐波的产生

由于相位匹配条件和非线性晶体透光范围的限制，400nm蓝光抽运的飞秒β-BaB₂O₄（BBO）光参量放大（OPA）输出的参量光调谐范围有限，很难得到波长小于460nm的蓝光和近紫外光.实验采用1kHz钛宝石九通啁啾脉冲放大器的倍频蓝光作抽运光，超连续白光 作种子光，在Ⅰ类非共线相位匹配条件下，利用宽带的飞秒BBO OPA，在一定的实验参数下 获得了530—810nm放大的信号光，以及810nm—17μm波段范围的闲频光.与此同时 ，还获得了410—700nm连续可调的闲频光的二次谐波，其与闲频光层叠分布，单脉冲能量 为26μJ，转换效率大于5%.仅利用单块晶体的飞秒BBO OPA就可以获得410—810nm连 续可调的飞秒脉冲输出，从而为更多研究和应用的需要提供了重要的光源.对飞秒光参量放 大中闲频光二次谐波产生的条件也进行了理论分析. 关键词： 二次谐波 闲频光 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

飞秒啁啾脉冲放大系统中折叠反射式望远镜对脉冲波前的影响

推导出飞秒激光啁啾脉冲放大系统中使用的折叠反射式望远镜对脉冲波前的影响. 分析和计 算了波前倾斜与反射式望远镜参数之间的关系.结果发现：当脉冲宽度小于100 fs时，波前 倾斜对光束质量的影响不可忽略，并提出了抑制这种脉冲波前倾斜的有效方法. 关键词： 飞秒激光啁啾脉冲放大 波前倾斜 反射式望远镜     

反射型磁光多层膜隔离器工作稳定性的研究

与单纯的磁光晶体相比,由磁光介质与电介质周期性或准周期性排列构成的一维磁光光子晶 体能够显著增强磁光效应,可以用于实现小尺度的磁光隔离器,从而大大减小器件的尺寸. 给出更为一般的可用于求解斜入射情况下偏振光在各向异性介质中传播时的传输矩阵方法, 并用这种方法在波长为1053μm处,针对两种“三明治”型的反射磁光多层膜隔离器的 结构,具体讨论了器件应用时入射角度及工艺制作时膜层制备厚度对它们工作稳定性的影响 .发现中心磁光介质夹层较厚的结构具有膜层数目少、工作稳定性好的优点. 关键词： 光隔离器 磁光效应 一维光子晶体     

cBN晶体的Raman光谱测量

 用R1000激光共聚焦Raman光谱仪研究了高温高压合成棒中的立方氮化硼（cBN）晶体、原材料六方氮化硼（hBN）和催化剂。Raman光谱测量结果表明：伴随cBN晶体生长的散射峰,出现了两条全新的Raman散射峰（约1.088 cm^-1和约1.368 cm^-1）。该散射峰所对应的物质可能是在高温高压条件下hBN向cBN转变时生成的不完全产物——BN的一种新相。这一结果将有助于进一步讨论cBN的生长机理。     

三粒子Calogero-Sutherland模型的相干态

利用赝角动量算符方法求解三粒子CSM(Calogero-Sutherland Model)的类径向方程,给出本征态和相干态的解析表达式. 关键词： 三粒子Calogero-Sutherland模型 赝角动量算符方法 相干态