二维量子片及其光学研究进展

以石墨烯为代表的二维材料因其独特的结构和优异性能而受到广泛关注.随着二维材料在无限小的方向不断发展,二维(材料)量子片逐渐引起人们极大的兴趣.二维量子片不仅保留了二维材料的本征特性,而且表现出量子限域和突出的边缘效应,为二维材料的潜在应用带来全新机遇.本文详细介绍了二维量子片的基本概念,制备现状与光学性能的研究进展,特...     

新型菁类染料聚集体构筑和它的非线性光学特性研究

采用旋涂法制备了一种五甲川菁染料的超薄膜,利用原子力显微,椭偏仪、UV-Vis吸收光谱、红外光谱、小角X射线衍射等对薄膜的形貌和线性光谱性质进行了研究表征,结果表明染料在薄膜中形成了有序而稳定的J-聚集体,前向简并四波混频(DFWM)技术研究表明由于分子的聚集作用引起三阶非线性极化率的增大(χ(3)=2.55×10-12esu),利用激子耦合模型初步分析和讨论了产生非线性效应增强的内在机制。     

基于高次余弦散射分布的空间卫星可见光特性

基于几何光学和辐射理论,研究了空间卫星的可见光散射特性.空间卫星的背景辐射主要包括太阳的直接辐射和地球及大气的散射辐射,根据目标的结构特性与背景特性建立了空间卫星的几何模型和光照模型.分析目标表面状况,入射到目标表面的光线近似服从高次余弦散射分布,根据能量守恒定理及表面材料的高次余弦散射分布特性建立了目标散射特性的数学模型.通过矢量坐标变换确定太阳、地球、观测卫星在目标本体坐标系下的相对位置关系.根据给定的几何尺寸和表面物性参量仿真获得了目标在探测器入瞳处的能量分布及星等特征,目标本体与太阳帆板在探测器入瞳处的辐照度最大量级均为10-12 W/m2.仿真结果表明太阳帆板在目标特性分析时不可忽略,为空间目标的可见光探测提供参考数据.     

奇偶对相干态的维格纳函数和层析图函数

利用纠缠态η〉表象下的维格纳算符,重构了奇偶对相干态的维格纳函数.根据维格纳函数在相空间中随变量ρ和γ的变化规律,讨论了奇偶对相干态的非经典性质和量子干涉效应.研究发现,奇偶对相干态总呈现非经典性质,并且当q取奇数时,奇偶对相干态更容易出现非经典性质.奇偶对相干态的量子干涉效应的显著程度与q取值有关,但对于q的同一取值,奇对相干态的量子干涉效应更为显著.利用纠缠态η〉表象下的维格纳算符Δ1,2(ρ,γ)和纠缠态η,τ1,τ2〉的投影算符之间满足的拉东变换,获得了奇偶对相干态的量子层析图函数.     

台风对沿海地区气溶胶光学特性的影响分析

利用CE317太阳辐射计对2005年第19号台风登陆前后期问(9月29 H至10月6日)进行观测实验,采用Langley法分析台风对中国大陆沿海地区气溶胶光学特性的影响.指出台风过后气溶胶光学特性明显发生改变,气溶胶大粒子数增多,小粒子数减小.气溶胶光学厚度、Angstr(o)m波长指数α和大气混浊度系数β为测量期间最低分别为0.132(550 nm处),0.861和0.079.同时利用实验期间APS3321空气动力学粒度仪分析的气溶胶单位体积数粗细质粒所占比重、气溶胶粒子尺度谱分布和实测的日际气溶胶粒子数浓度对实验分析结果.α,β进行对比,发现它们之间的一致性很好.     

离焦激光直写的线宽稳定方法

为了提高激光直写加工衍射光学元件时的线条质量,提出一种离焦激光直写的线宽稳定方法.该方法通过同时调节激光功率和离焦量,使光刻胶的曝光阈值处于线宽对曝光量的变化率较小位置,从而可以弱化线宽对实际曝光量或光刻胶阈值等变化的敏感度,提高利用离焦方法进行衍射光学元件制作时的线宽稳定性.推导了稳定线宽后的光功率控制模型和线宽模型,模型中的变量仅为离焦量,降低了光功率控制的复杂性.利用632.8 nm的He-Ne激光和NA-0.1的物镜在CCD上对采用该方法后的离焦线宽模型进行验证,实验结果与理论模型吻合较好.该方法对于线宽稳定度较高的衍射光学元件制作具有重要价值.     

基于双混沌置乱和扩频调制的彩色图像盲水印算法

提出了一种新的适应彩色图像的盲水印算法,先对宿主图像的绿色分量以8×8像素分块进行离散余弦变换(DCT)变换,用logistic映射生成两个混沌序列,然后用混沌序列置乱加密二值水印图像,并用两个互不相关的伪随机序列扩频调制水印,最后将调制好的水印嵌入到DCT变换域的中频子带系数上,进行分块DCT反变换得到水印化图像.提取水印时,通过比较两个伪随机序列和水印化图像的相关性大小来提取水印,不需要原始图像的参与,为盲提取水印算法.实验结果证明本文算法能有效地抵抗JPEG压缩、加噪、剪切等常见攻击,绿色分量嵌入水印比红色和蓝色分量嵌入水印能更好地抵抗JPEG压缩的攻击.     

热丝和射频等离子体化学气相沉积法制备定向碳纳米管薄膜

采用热丝和射频等离子体复合化学气相沉积设备(PE-HF-CVD),以CH4、H2和N2为反应气体.在较低衬底温度下(500℃),用简单的催化剂制备方法--旋涂法在硅片上涂覆Ni(NO3)2溶液,经热处理及H2还原后的Ni颗粒为催化剂,在硅衬底上制备出了垂直于硅片且定向生长的碳纳米管薄膜.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果显示,1 mol/l的硝酸镍溶液旋涂硅片所得催化剂制得的碳纳米管管径为30～50 nm,长度超过4μm,定向性好.并用拉曼光谱(Raman)对不同摩尔浓度Ni(NO3)2溶液条件下制备的碳纳米管薄膜样品进行了表征.     

格兰-汤普森棱镜胶合层的膜效应分析

将格兰-汤普森棱镜两半块之间的光学胶合层作为一层薄膜,利用薄膜光学理论,分析了胶合层对棱镜透射比的影响。通过研究胶合层的厚度以及光学胶折射率对入射光在胶合界面上反射率的影响,得出了s偏振光经过格兰-汤普森棱镜后的透射比。结果表明：胶合层的厚度以及光学胶折射率对棱镜的透射比均有影响,且厚度对棱镜透射比的影响呈现周期性变化;而光学胶折射率则对透射比的振荡幅度产生影响。以长度孔径比为3的格兰-汤普森棱镜为例,光学胶折射率为1．510时,棱镜的透射比在92．5％～90．8％之间振荡;光学胶的折射率在接近e光主折射率1．475～1．495之间取值时,棱镜透射比的振荡幅度较小。这一结果有利于对格兰-汤普森棱镜性能的优化。     

适用于圆筒形增益区的同轴四镜腔的失调分析

采用矩阵光学方法,对适用于可见光的圆筒形增益区同轴四镜腔中的腔镜因倾斜而产生的失调特性进行了分析,给出了相关计算公式。该四镜腔由同轴的一个复曲面全反镜和两个光学玻璃加工的透镜和一个平面输出镜组成。以He-Ne激光器为例,给出了数值计算结果,关键元件复曲面镜的失调对输出的影响较大。这为腔元件的加工以及腔镜的安装调试提供了参考。