光在苹果组织中传输的光谱特性

用Monte-Carlo方法模拟研究了激光波长632 nm与750 nm的高斯光束在苹果组织中传输的吸收、散射光谱特性。结果表明：高斯光束特殊的能量分布特性对激光在苹果组织中的传播有重要的影响,苹果组织对750 nm激光的反射、吸收、透射都较低,有更多的光子在组织内部与组织相作用,能够更清楚的反映组织内部信息。因此,在生物组织中近红外光波的传输性比较好,便于应用于研究生物组织。     

上下行传输孔径接收光强起伏特性分析

为了研究地星上行和星地下行激光链路孔径内接收光强信号的典型特征,基于大气湍流理论和位相屏方法,计算了短波和中波红外激光在特定大气相干长度条件下,孔径内接收激光功率与总功率的比值及起伏情况。根据统计结果讨论了上下行大气通道传播特性的差异,结果表明相同外界条件下,直径50 cm孔径内接收的下行激光信号强度大于上行激光信号强度1个数量级以上,其信号的起伏程度也低于上行激光;中等湍流下,下行激光孔径接收光强的概率分布函数服从对数正态分布,最大概率接收功率比与无湍流条件下的功率比值一致,分别为0.42%(1.315 m)和 0.26%(3.8 m)。     

兰州地区光强分布及其起伏特性研究

在兰州地区夜间进行了链路长为610m的激光传输实验,研究了高斯激光在不同天气条件下的光强分布及其起伏特性.采用三维伪彩色变换方法,分析了光斑光强的空间分布规律,得到了光斑主瓣光强服从类高斯分布,并按照晴天、多云天、阴天的顺序,光斑几何中心位置附近光强分布的陡峭度依次减小,而其衰减则依次增大的结论.同时,利用实测光强值分析了大气闪烁指数,结果表明:晴天、雨后晴天和阴天下的闪烁指数分别为0.225 4、0.189 2、0.188 8,这说明晴天下的光强起伏大于雨后晴天和阴天的,且均为弱起伏.通过对归一化光强的频数分布进行非线性拟合得到了光强的概率密度分布,它们均服从对数正态分布,其中晴天下的概率密度曲线的拟合优度更是达到了0.997 50.     

热环境中的光传输与光学校正仿真

对折射率不均匀分布的窗口中的光线传输进行了分析,利用光线追迹得到的光程差再现了光波通过窗口后的波前图。通过研究图像获取和处理方法,提出了用相位互异散斑(PDS)技术进行图像补偿和校正由大气扰动造成的波前变形。结果表明,图像的清晰度和对比度得到了提高。     

甚短距离光传输(VSR_1)系统色散功率代价的分析

导出了一种用系统10%—90%上升时间所表示的最坏情况下多模光纤色散功率代价的计算方法。将最坏情况下的眼图闭合用光接收器在t0时刻的输出信号波形表示,从而得到了色散功率代价的数学表达式。为了得到光接收器输出信号波形的解析解,假设多模光纤链路是一个低通滤波器,其归一化脉冲响应是高斯形式的。用这种方法对甚短距离光传输系统VSR_1的色散功率代价做了计算分析,所得结果可作为最坏情况下VSR_1链路功率预算分析的参考。     

用H-S波前传感器测量穿过超声速流场的激光像差特性

 用Hartmann-Shack(H-S)波前传感器可以准确测量穿过超声速流场的激光波面及其变化过程,进一步计算可以获得光束质心漂移、远场分布等数据。给出了H-S方法测量穿过超声速流场激光波面的原理,采用模式法进行了波前重构,计算了在几种流场条件下的激光波面像差特性PV值,RMS值和Zernike像差系数、Strehl比和环围能量曲线等。结果表明,H-S法可以很好地反映流场建立、稳定和结束过程中Zernike像差的变化。比较无流场和给定参数的超声速流场,激光穿越后产生的最明显的像差变化为离焦和低阶像散的增大。在相同流场参数下,无模型时光束质量好于有模型时光束质量。     

飞行器外流场对光传输的影响

针对细光束在飞行器外流场中传输受流场影响的问题,发展了光波标量衍射方程和气体运动的完全可压缩Navier-Stokes方程耦合的方法,并结合长度加权插值技术,对光束在飞行器定常外流场中传输的情形进行了数值仿真分析.结果表明,通过飞行器外流场的光束会发生偏转和离焦,为保证飞行器上光学装置的正常工作,须考虑必要的调校或补偿.     

光在雨中传输的研究

概述了雨滴的尺寸分布特性和光波在雨中的传输衰减,介绍并分别讨论了仅考虑雨滴对光传输的散射作用与仅考虑雨滴对光传输的遮挡作用时光的传输衰减模型.重点分析了后者的原理,结合雨滴尺寸分布模型对光在雨中的最大传输距离及其光强的衰减做了计算.     

适用于WDM中高质量多层介质膜的设计和生长

我们利用有效反射率方法,研究了多层半导体介质膜的光传输特性,然后设计并生长了TiO2 ZrO2和SiO2组成的多层介质膜。测试结果表明45度入射时,滤长为0．85微米的大部分光被反向,而1．31微米波长的光能够透射,可以被应用在波分复用中。     

光束传输的Schrodinger形式理论研究

将光束传输的波动方程写成轴坐标依赖的Schrodinger方程的形式 ,利用量子力学方法分别讨论了力学量的平均值、变分法的试探函数和ABCD定律 .借鉴量子力学的平均值理论 ,给出了表征传输稳定性的势函数的定义及其与光束质量因子的普遍关系、傍轴光束和中心对称的非傍轴光束的束宽和曲率半径的普遍关系、傍轴光束束宽二阶微分和判断傍轴光束质量因子守恒性与势函数是否存在势阱的一般关系式 .对于同样的试探函数 ,讨论了本方案与变分法的关系 ,进一步揭示了部分傍轴光束参数的物理意义 .根据非傍轴光束平均值的定义讨论了非傍轴光束的ABCD定律 ,还分别讨论了束宽对纵坐标的二阶微分为常数的介质、平方律介质和动量表象中的常数折射率介质 .