Theoretical analysis on double Rayleigh backscattering noise in optical fibreRaman amplifiers and its suppression

In this paper, amplified double Rayleigh backscattering noise (DRB) in the optical fibre Raman amplifier is analysed. Expressions are presented for both forward pumping and backward pumping schemes. Calculation is performed to show the effective suppression of DRB noise by employing an optical isolator. The optimal position for the isolator is determined and is found to be insensitive to the power levels of the signals and pumps. The results show that a reduction of the DRB noise by almost 2 to 3 orders can be reached.     

汶川地震断裂带岩脉矿物拉曼谱峰特征

对汶川地震断裂带深溪沟出露的基岩错动面两侧岩脉中的石英矿物进行了拉曼谱峰测定, 并根据所测石英的464 cm-1拉曼谱峰向高波数的偏移量估算了断裂带中的压应力分布。测试结果表明, 错动面附近岩脉中石英的464 cm-1拉曼谱峰向高波数偏移量为3.29 cm-1, 相应的压应力值为368.63 MPa, 明显低于错动面两侧应力积累, 这可能是由于错动面的多次活动导致了应力不断得到释放。断裂南东盘(下盘)远离错动面, 岩脉中石英的464 cm-1拉曼谱峰向高波数偏移量具有增加的趋势, 相应的应力积累也逐渐增强, 距错动面21 m处的石英样品的464 cm-1拉曼谱峰向高波数偏移4.40 cm-1, 相应压应力可达到494.77 MPa。剖面北西盘(上盘)在距错动面10 m处, 样品464 cm-1拉曼谱峰的偏移量达到最大值, 相应的应力积累为519.87 MPa, 其后远离错动面应力积累开始减弱, 在北西盘17 m处, 应力积累骤然下降至400.37 MPa。在西北盘距错动面27 m处, 岩脉石英的464 cm-1拉曼谱峰向高波数偏移量下降至3.21 cm-1, 应力已经减弱到359.59 MPa, 这可能是由于该处位于断裂带的边缘, 远离错动面, 受到了较小的断层活动的影响。因此, 汶川地震断裂带内的应力虽然得到部分释放, 但剩余的应力分布并不均匀, 而且在局部还存在较高的应力积累, 这反应了断裂带中岩石的力学性质在空间上具有不均匀性。     

基于无约束非线性优化算法的光强自相关函数拟合

在光子相关光谱(PCS)颗粒测量技术中非线性累积反演方法是一种重要的算法。采用无约束非线性优化算法对反演过程中相关曲线的拟合问题进行了分析和研究, 实现了从任意初始值开始获取最优非线性拟合解, 并给出了算法的实现步骤。采用此方法对50 nm, 100 nm, 200 nm和500 nm的标准聚苯乙烯乳胶颗粒的实测光强自相关函数数据进行了拟合, 并反演了颗粒粒径, 与其他曲线拟合算法相比, 本算法不但对初始值的依赖性小, 而且得到的颗粒粒径更接近乳胶颗粒的标称直径, 测量误差更小。     

光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱 导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程. 结果表明: 对于相干孤子, 同相时相互吸引, 反相时相互排斥. 然而, 由于非线性响应的各向异性, 横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥. 并且, 沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相 互作用力和布拉格反射的共同影响下, 会呈现出"钟摆式"振荡传输现象. 研究结果有助于进一步理解非线性各向异性对离散孤子相互作用的影响机制, 并为后续实验研究提供理论参考.     

液芯光纤中溶液吸收和荧光的性质对CS2受激拉曼散射阈值的影响

利用液芯光纤技术研究了不同浓度的β-Carotene的CS2溶液的吸收与荧光的特性对CS2的一、二阶Stokes谱线阈值的影响.实验发现随溶液浓度(10-8-10-6 mol/L)增加,CS2的一阶Stokes谱线的激发阈值相对变高;并且与纯CCS2芯液的受激拉曼散射相比较,在低抽运能量激发下,就观察到CS2的二阶Stokes谱线.这主要是由于在CS2的受激拉曼谱线产生的过程中,β-Carotene的CS2溶液的吸收和荧光共同影响了CS2的一、二阶Stokes谱线的阈值.我们进行了理论上的拟合与分析,其结果与实验符合很好.     

Teleportation of a two-particle four-component squeezed vacuum state by linear optical elements

We present a linear optical scheme for achieving a unity fidelity teleportation of a two-particle four- component squeezed vacuum state using two entangled squeezed vacuum states as quantum channel. The devices used are beam splitters and ideal photon detectors capable of distinguishing between odd and even photon numbers. Moreover, we also obtain the success probability of the teleportation scheme.     

基于卷积神经网络特征提取的拉曼光谱分类研究

拉曼光谱物质定性识别已被广泛的应用于化工、安防、缉毒等行业和研究领域,但是传统的拉曼光谱分析技术依赖于光谱数据库,通过光谱特征提取进行识别。特征提取是拉曼识别的关键处理步骤,通常利用主成分分析,因子分析等方法进行特征提取,而后通过KNN,SVM和随机森林等方法进行光谱特征定性识别,当拉曼数据库不存在待定性物质时,易造成待检测物质的错误分类。针对此问题,提出一种基于卷积神经网络的对数据库缺少物质光谱识别方法。在实验过程中,采用九类,200余种精神类药品拉曼光谱作为测试对象,通过搭建卷积神经网络自动特征提取并利用Softmax分类器将200余种物质,按照Amphetamine, cathinone, cannabinoids等九种类别进行定性分析。通过与传统机器学习方法如K近邻,支持向量机等方法进行比较,基于卷积神经网络的模型识别准确性有显著提高,该方法可为拉曼光谱数据库的光谱识别检索提供一种新的识别方法。     

Resonance Raman Study of Aggregated Meso-tetra(4-pyridinium) porphyrin Diacid

研究了近激子吸收带激发下四-(4-吡啶基)卟啉二酸(H₈TPyP⁶⁺)聚集体的共振拉曼光谱．测量了H₈TPyP⁶⁺单体和聚集体的紫外可见吸收谱和共振光散射光谱．在氘代位移的基础上结合相关体系振动光谱研究,对测得的H₈TPyP⁶⁺)单体和聚集体的拉曼谱带进行了指认．聚集体的形成导致H₈TPyP⁶⁺的卟啉环CC/CN面内伸缩振动向低波数方向位移2～6 cm^-1,而卟啉环鞍形面外振动带向高波数方向位移12cm^-1．基于拉曼谱带的强度和频率变化分析了聚集引起的H₈TPyP⁶⁺分子内结构变化和分子间氢键作用     

飞秒激光作用下3-甲基吡啶的多光子电离质谱研究

利用800 nm的飞秒激光作为光源对3-甲基吡啶分子进行了多光子电离解离过程和机制的研究,发现3-甲基吡啶为先电离后解离,并分析了可能的解离通道.在B3LYP/6-311G++(d,p)水平下,计算了各个解离通道所需的能量,与我们实验所得的各离子的光强指数符合较好.     

温度扰动下CuCl2/DMF溶液的二维相关拉曼光谱分析

溶液的光谱研究一直受到化学工作者的关注,但大多研究是以一维光谱技术为主,存在分辨率低,误差较大,重叠峰难以分辨等诸多弊端,无法清晰地给出需要的信息。二维光谱通过对外部扰动下的动态光谱进行相关分析计算,从而得到光谱强度的整体变化信息,显著提高一维光谱的分辨率以及重叠峰的分离度。在判断特定外扰下不同官能团的响应次序以及研究分子间、分子内的弱相互作用上具有独特优势。采用二维相关拉曼光谱和理论计算相结合,对溶液内微观团簇及其变化进行了研究。利用显微共焦激光拉曼光谱仪对目标溶液(纯DMF与0.84 mol·L-1的CuCl₂/DMF溶液)进行了升温实验。结果发现在C-N键伸缩振动谱带范围内,由于CuCl₂的加入,特征峰强度整体大幅下降,峰宽变大,在1 115 cm-1有新峰产生,随温度升高,伸缩振动峰强度逐渐下降,峰形变缓。为了获得C-N键振动内各特征峰随温度的变化情况,采用移动窗口二维拉曼(MW2D Raman)光谱技术,对光谱数据进行分析。结果表明溶液内不同类别的微观团簇对温度的敏锐程度不同,随温度升高,它们之间存在相互转化,且变化速度不同。为了获取溶液内各微观团簇运动的实质,以温度为外扰,采用二维拉曼(2D Raman)光谱对目标溶液进行分析,通过对二维光谱中特征峰进行归属和变化次序判断,发现金属Cu2+的加入,使得溶液体系变得更加复杂,除存在原溶剂内所含的团簇构型,还存在与Cu2+发生溶剂化的团簇构型,它们之间存在着一定的相互转化。利用密度泛函理论对溶液中可能存在的团簇构型进行结构优化和热力学计算,结果证实了Cu2+与DMF存在相互作用,且由此产生的团簇构型[Cu(DMF)_n]2+(n=1~6)的稳定性随n的增大逐渐变差,进一步验证了二维相关光谱分析的可行性与正确性。