获得高质量Moire条纹信号的一种新方法

在细栅距的幅光栅系统中，衍射效应是很明显的，其能量约占总能量的１０～４０％左右，这种衍射光是造成Ｍｏｉｒｅ光电信号对比度不好和正弦性差的根本原因。本文分析了衍射光栅副±１级Ｍｏｉｒｅ条纹的位相关系与光栅副间隙等因素的关系，提出了利用±１级Ｍｏｉｒｅ条纹来获得高质量Ｍｏｉｒｅ条纹信号，实际应用，效果良好。     

倾斜光纤光栅谱特性

基于倾斜光纤光栅耦合模理论,采用数值分析法研究了前后向导模耦合时倾斜角度和调制深度对倾斜光纤光栅反射谱的影响,以及导模和辐射模耦合时针对不同的入射光偏振态在倾斜角度、调制深度、光栅长度等不同时倾斜光纤光栅透射谱(或反射谱)的特性.研究结果表明,在前后向导模耦合时,不同偏振态入射光的光谱几乎相同;而对于辐射模耦合,由于反射谱的包络受消光系数的调制,而不同偏振态入射光的消光系数不同,并且倾斜角度越大不同偏振态的入射光的消光系数差别越大,故在研究辐射模耦合时需要将偏振态予以考虑.     

极紫外平场光栅光谱仪的研制和性能测试

研制了一台高分辨率极紫外光谱仪,用于磁约束等离子体诊断。采用一块具有平场特性的全息球面变线距光栅作为分光元件,光栅公称线密度为1 200 lines·mm-1,掠入射角为3°。一台可深度制冷、背照式面阵CCD作为光谱探测器,用机械快门控制曝光时间。通过CCD在光谱聚焦面的移动,可以记录的光谱范围为5～50 nm。用Penning放电光源测试了光谱仪的性能; 利用光源的标准谱线,进行了波长标定,波长精度为0.003 nm,并计算出系统各参数的实际值;当入缝宽度设置为30 μm时,在20 nm附近,光谱分辨率达0.015 nm,达到设计指标。     

全息光栅制作中光栅掩模形状随曝光量及干涉场条纹对比度的变化规律

为了在光栅制作中对光栅掩模占宽比及槽深加以控制,结合光刻胶在显影过程中的非线性特性,建立了光栅掩模槽形演化的数学模型,由此分析和模拟曝光量、条纹对比度对光栅槽形的影响。结果表明:在显影条件确定时,光栅掩模占宽比随光刻胶曝光量的增大而减小,条纹对比度减小,则不仅使光栅占宽比减小,同时也是使光栅槽深减小的主要原因,这样做的前提是预先通过实验和计算确定出一个曝光量上限Ec。该方法能够反映光栅掩模形状的演化规律,为全息光栅参数预测和工艺控制提供依据。     

一维衍射光栅和一维光子晶体组成的硅薄膜太阳能电池背反射器

设计了一种由一维衍射光栅和一维光子晶体组成的用于薄膜硅太阳能电池的背反射器,采用勒让德多项式展开法对一维光子晶体和三角形光栅结构进行了参数优化,并对400~1 200 nm入射电磁波的反射率进行了模拟计算。结果表明:在高反射率的一维光子晶体作用下,利用衍射光栅可以得到大倾角的反射光,有效地延长光子在电池吸收体的传播路径,使其得到充分吸收。衍射光栅加光子晶体结构的背反射器可以大幅提高电池的捕光能力,提高太阳能电池的转化效率。     

一种增强LED光提取效率的新方法

本文从分析全内反射中的近场倏逝波出发,提出了在近场倏逝波衰减长度内置一金属Ag光栅的LED结构模型,同时基于时域有限差分(FDTD)方法计算了此模型的光谱特性,分析了此LED模型的光提取效率。结果表明置入的金属Ag光栅在特定的波段可以将近场倏逝波耦合为传播波模式辐射出去,从而有效地增强了LED的光提取效率。     

High-resolution liquid refractive-index sensor using reflective arrayed-waveguide grating

A high-resolution sensor for measuring the refractive index of liquids using a reflective arrayed-waveguide grating (AWG) is proposed. The refractive index of a liquid placed in the groove of the arrayed region is measured via the shift of the maximum intensity in the imaging plane of the AWG owing to the phase change in the region. The refractive index can be monitored in real time by measuring the power ratio between two output waveguides of the AWG with a narrow-band source. A mathematical model based on Fourier optics and wave optics is established. A fitting formula for the relationship between the power ratio and the refractive index of liquid is derived. The results of the study show that the proposed method can eliminate the effects of instability of the light source and the inner loss of the system and provide a refractive index resolution of 10⁻⁷.     

亚波长闪耀光栅矢量衍射效率计算

将矢量衍射数值算法—严格耦合波分析用于精确计算亚波长闪耀光栅的衍射效率,并分析其衍射特性。建立了闪耀光栅的电磁介质模型,并将楔形不规则结构简化为多层矩形光栅结构,通过电磁场的介质分布建立严格耦合波方程。根据边界条件求解出各层的电磁场分布,再通过增透矩阵方法将各层电磁场依次迭代,求解出了整个结构的衍射效率。计算分析显示,对闪耀角为11.3°、周期为500 nm的金属铝闪耀光栅可以得到高于90%的衍射效率和相应的闪耀级次。实验表明这种矢量衍射数值算法具有较高的准确性,可以推广应用于高致密刻线复杂光栅的衍射计算分析。     

High frequency microwave signal generation using dual-wavelength emission of cascaded DFB fiber lasers with wavelength spacing tunability

A dual-wavelength fiber laser source based on two cascaded phase-shifted fiber Bragg gratings is presented. The gratings are written in an erbium-doped fiber, each configuring the cavity of a distributed feedback fiber laser. The spacing between lasing modes is controlled dynamically by the use of piezoelectric actuators. A continuous tuning range of 5-724 pm of the wavelength difference, which is equivalent to a photodetected 0.72-92 GHz range, is obtained. Efficient generation from the L to the W microwave and millimeter bands has been achieved by heterodyne photodetection of the dual-wavelength optical signal.     

关于声光效应光束偏转角的实验研究

对声光效应中光束偏转角进行了一系列实验研究.基于传统声光效应的基本原理,建立了光束偏转角理论模型并进行了相关计算.在此基础上进行声光效应的布拉格衍射实验.大量实验结果显示,所测量到的光束偏转角和理论值存在一定的差距.