基于微机电系统光栅平动式光调制器实验和优化设计

基于微机电系统(MEMS)的光栅平动式光调制器(光栅平动式光调制器)调制性能的实验研究关系到其进一步应用。设计了光栅平动式光调制器的相干光学信息处理系统实验方案,He-Ne激光器出射的光束经扩束器和准直透射后成为平行光入射光栅平动式光调制器,被测光栅平动式光调制器放置在相干光学信息处理系统的输入面,滤波器在频谱面上,显微镜放大像面上的信号,经CCD在计算机上记录存储;实验结果和理论分析吻合。对光栅平动式光调制器进行方案优化,将可动光栅边框和悬臂梁表面处理成不反光,使可动光栅和下反射镜构成的整个反射面为光栅周期的整数倍。经理论计算,在光栅周期为8μm,光栅占空比为0.5,光栅边距为2μm,周期数为6的条件下,光栅平动式光调制器图像填充率为74.67%,光学效率为81.06%,衬比度大于5000∶1。     

两个相邻目标对平面波、高斯波束的光散射

基于等效原理和互易性定理研究了两个靠近目标对平面波、高斯波束的光散射问题,给出了这一复合光散射模型的二阶散射结果。通常一阶散射结果容易求解,但由于耦合效应的复杂性,很难给出二阶散射结果的解析形式。为了解决这一问题,应用互易性定理给出了求解任意相邻介质目标二阶散射场的公式,同时借助等效原理将求解散射场公式中的体积分简化为面积分的形式,从而降低了求解难度。求解了两相邻球形粒子的复合散射场,并将求解结果与应用时域积分方程法求得的结果进行了比较。同时,还讨论了束腰半径、目标位置对散射截面及偏振度的影响。     

N个衰减片杂斑特性表征及抑制方法

在分析单个衰减片、一对类V字型排列的衰减片、一对平行型排列的衰减片光斑分裂特征的基础上,给出N个衰减片使用时,光斑能量分裂、分裂光斑各级中心间距及重叠部分的表征方法.探寻出2种有效的解决方案,并给出详细的设计方法、使用方法.研究结果表明:存在最优入射角,可使各级杂斑间距最大,对于折射率为1.4～1.7的常用的衰减片介质...     

改进型基于径向双折射晶体的超分辨滤波器

改进了现有的基于径向双折射晶体的横向超分辨滤波器.通过调整偏振器的偏振方向和晶体光轴之间的夹角,改进的滤波器可以实现更广的超分辨可调范围,并且在相同的条件下,相对于现有的连续振幅型超分辨光瞳滤波器,超分辨性能和焦深都有较大提高.改进的超分辨滤波器,为实际应用提供了更多方便.     

浑水中非均匀光场探测图像方法

分析了传统的水下观测和激光观测技术在能见度约为0.5~1.5 m的浑浊水域和0.2 m的特浑水域观测遇到的理论和技术上的局限性.叙述了一种非均匀光场集束光水下目标图像探测方法和系统,并在各种浑浊水质中进行其特性的试验.试验结果表明该系统基本上解决了浑浊水中的观测问题.     

紫细菌捕光天线LH2中的超快光物理研究

采用飞秒泵浦探测技术研究了紫细菌外周捕光天线LH2中的超快光动力学过程.从B800蓝侧的激发态动力学中观察到B800到B850的能量传递时间,实验结果与理论计算结果的差别说明激发B800时可能引起B850上激子带的直接激发,或存在由B800到B850上激子态的能量传递通道.在B800红侧激发的动力学过程中,漂白信号前端存在的一个快速光吸收信号主要来源于B850上激子带的直接激发.在天然RS601和突变体GM309的LH2中,800 nm激发时的动力学过程都表现为一个类似的光漂白过程,动力学曲线的衰减时间常量在天然LH2中明显快于突变体中,说明在GM309中B800到B850的激发能传递速率有所降低.而在845 nm激发下两个样品中的快过程类似,但慢过程在GM309中有所增快,激发态中的能量重新分布包括逆向的能量传递也受到类胡萝卜素微结构的影响.     

表面等离子体共振成像生物芯片检测系统

根据表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)原理,提出基于表面等离子体共振成像(Surface Plasmon Resonance imaging, SPRI)的生物芯片检测系统构建方法.介绍了SPRI生物芯片检测系统的原理、自行组建的SPRI生物芯片检测系统的结构.采用Kretschmann型棱镜耦合结构激励SPR,偏振的平行光经棱镜投射到生物芯片上,发生表面等离子体共振,由CCD摄像机采集反射光芯片图像.以巯基修饰淋病奈瑟氏菌探针为例验证该系统,利用自组装单分子层技术(Self-Assembled Monolayer,SAM)固定探针.应用该检测系统采集了探针共振、非探针处共振、探针和非探针处都不共振时的生物芯片图像.     

无内热激光器运转对抽运光光强的需求条件研究

研究了无内热激光器和激光放大器运转时对抽运光的需求条件.运用激光器的速率方程理论,给出了抽运光所应满足条件的表达式.无内热激光运转时,不仅要求抽运光光强要大于阈值条件,而且要大于某个最小抽运光强(与增益材料性质、抽运光波长、激光波长等有关).以掺镱的KY(WO4)2晶体为无内热激光器的放大介质,计算了抽运光光强应满足的空间分布条件.要使激光器无内热运转,抽运光光强需随激光光强的增大而相应减小.对于无内热激光器,抽运光光强的空间分布与谐振腔前后镜的反射率和增益介质长度密切相关,在谐振腔输出耦合镜反射率不是太低的情况下,腔内抽运光强需近似为均匀分布.     

胜利油田稠油组分的光谱法研究

用红外光谱, 紫外光谱及同步荧光光谱对胜利油田稠油中的沥青质和胶质进行了分析。红外光谱分析结果表明,胶质、沥青质分子含有可形成氢键的羟基、胺基、羧基、羰基等极性基团,说明原油中 胶质分子之间、沥青分子之间及二者相互之间有强烈的氢键作用,具有很强的极性。通过紫外吸收光谱及同步荧光光谱的测定,并与模型化合物的紫外吸收特征峰及荧光光谱的特征峰相比较,结果表明, 芳香单片是研究稠油中胶质、沥青质组分结构的最基本单位。单元芳香片中芳香环的个数以3～4个环为主,共轭芳香环的排列形式主要为“线性排列”,即渺位缩合。但胶质和沥青质的结构也存在着差异, 即胶质中主要含有3～4个环的共轭芳香片,而沥青质中含有少量多于5个环的共轭芳香片,并且这些共轭芳香片有部分“面性排列”,即迫位缩合。     

基于离子迁移谱的假币用纸快速检测及溯源

该文采用离子迁移谱（IMS）对20种假币用纸进行分析,通过快速检测假币用纸中的可挥发性组分,构建假币用纸的指纹谱图库。基于主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）对迁移时间8～17.5 ms范围的迁移谱信息进行处理,从而对假币用纸进行分类。PCA可将同种假币用纸聚类,HCA则可进一步将20种假币用纸准确分类,其对6个未知来源的半成品假币的分类正确率达83.33%。结果表明,IMS快速检测分析是比较和分类假币用纸的有效方法。