Optical design of high performance fingerprint scanner with large capture size

We present an optical design for a fingerprint scanner that addresses the challenges involved in capturing the prints of rolling fingers. A rolling fingerprint scanner requires a high performance distortion free system with big object space numerical aperture (0.022) and larger capture size (40 × 40 (mm)). We show how these requirements can be achieved with the approach of optical and computational hybrid distortion correction. In addition, dark background illumination is utilized to increase fingerprint contrast.     

条形SOI光波导的群速度色散

本文通过数值模拟分析了条形SOI光波导的群速度色散和亚皮秒脉冲信号的动态特性.与弱限制波导不同,条形SOI光波导的群速度色散主要取决于波导色散而非材料色散,所以可以通过几何参数控制波导的色散特性.群速度色散会使短脉冲信号发生展宽和啁啾效应,对长度接近厘米量级的级联器件而言,这种影响更为明显.另外,由于波导的非对称性,TE01.和TM01.的群速度色散存在很大的差别,从而导致信号的动态特性有所不同.     

单模光纤中基于交叉相位调制的压缩脉冲对产生

基于波长位于反常色散区强泵浦脉冲的交叉相位调制,通过对波长位于正常色散区的弱脉冲在单模光纤中的传输进行数值模拟,得出了一种压缩脉冲的新方法.计算结果表明,在零色散波长位于弱脉冲波长和泵浦脉冲波长中间附近的情况下,交叉相位调制(XPM)与群速度色散(GVD)的共同作用能使弱脉冲演化成比其初始宽度窄得多的脉冲对.同时我们还发现,泵浦脉冲的相对于信号脉冲初始峰值功率愈高,初始相对宽度越小,所得弱脉冲的压缩比和压缩后脉冲峰值功率愈高,压缩到最窄时所需光纤长度越短.最后对基于这一压缩的物理机制作了详尽的分析.     

Influence of group—velocity mismatch on soliton switching in a nonlinear fibre coupler

In this work, the influence of group-velocity mismatch on soliton self-routing pulse switching in a nonlinear fibre coupler is discussed in detail by the use of both variational approach and numerical simulation. The results obtained show that the group-velocity mismatch leads to the relative displacement between the two orthogonal polarization modes, increase of the critical power, and reduction of the elimination-light ratio. For sub-ps pulse, the influence cannot be neglected.     

如何面对“超光速C的实验”

2000年7月20日,Nature杂志全文发表了王力军的“辅助增益超光速的光传播”研究论文,王力军等的超光速c实验涉及到经典波动力学、量子光学、量子化学、狭义相对论、微观过程的物理模型及其作用机理等重大理论问题和现代的实验方法、技巧,因此,不仅引起国内外的普遍关注,也引起了不少争论,王力军本人在回答记者时的某些说法也前后矛盾,目前,争论的内容是：实验的可重复性=是否违背因果关系、是否与狭义相对论有矛盾,笔者仔细研究了王力军等报道的原文,认为：王力军的实验是成功的;即使有一个光子被证明超过真空中的光速c,也是狭义相对论不能允许的;尽管王力军实验结果与狭义相对论的矛盾玩法回避,然而,所谓违背因果关系的评论是一种误解。     

Full Quantum Theory of Transient-State Electromagnetically Induced Transparency

We develop a full quantum theory of transient-state electromagnetically induced transparency (EIT) in the vapor of three-level A-type atoms interacting with probe and coupling lasers. As applications of the full quantum theory, we show that transient-state EIT medium exhibits normal dispersion and find that group velocities of both coupling and probe lasers are greatly reduced. It is shown that the group velocity of the probe laser in the transient-state EIT case is equal to that in the adiabatic EIT case and that the coupling laser group velocity in the transient-state EIT is generally less than that in the adiabatic EIT.     

∧型四能级系统中的多重电磁诱导光透明研究

运用密度矩阵理论,研究了在外加相干耦合场作用下∧型四能级系统的吸收和色散特性。数值模拟表明：通过调节外加相干场的拉比频率强度,该系统可以单重、双重电磁诱导光透明现象,并在缀饰态表象中给出了定性解释。在双重电磁诱导透明现象中,透明窗的位置和吸收峰值可以通过调节外加相干场的失谐量来进行控制,而且透明点的位置可以连续变化。每个透明窗口在吸收最低时都伴随着高折射率,因此可以在此介质中实现超光速传播。     

二维正方光子晶体波导中的慢光传输

采用平面波展开法分析了正方晶格光子晶体线缺陷波导中的慢光传输.数值模拟结果表明,介质柱光子晶体线缺陷波导中,缺陷模的群速度与填充比、缺陷处介质柱半径及与波导相邻介质柱半径有关,其中缺陷处介质柱半径对缺陷模的群速度影响最大|随着填充比和缺陷处介质柱半径的增大及与波导相邻介质柱半径的减小,缺陷模的群速度逐渐减小且最小减至0.015c.进而对比研究空气柱光子晶体线缺陷波导,发现缺陷模的群速度随着缺陷处空气柱半径的减小而减小,最小减至0.008c.     

Timoshenko梁运动方程的修正及其影响

在Timoshenko梁的基础上，考虑剪切变形所引起的转动惯量，对传统的Timoshenk。梁的运动方程进行了修正，分析了这种修正对梁的运动特性所带来的影响，并论证了Timoshenko梁实际上只存在一个相速度系，一个群速度系，以及一个固有频谱．这种修正在低频段影响很小，而在高频段影响比较显著，因此在诸如冲击等高频影响占重要地位的动力分析中必须加以考虑．     

可见光波在天然金属基界面正负折射机理的研究和进展

Snell定律揭示了光在穿越不同介质界面时的传播和折射规律,这是现代物理光学的重要基础。追求完美光学透镜的途径之一是寻找正负折射率匹配材料,但在相当长时期内,在自然界中从未发现有违背Snell定律的天然负折射率材料存在。在本研究工作中制备了一系列入射角精确可控的楔形贵金属金和银等样品,采用不同波长的激光,对于光在最简单的天然贵金属界面传播时所发生的由负到正折射特性变化进行了定量实验测量,获得表观折射率随入射和折射角变化的定量关系。对于导致奇异光折射现象的各种争议性机理进行了细致探索和讨论,这与等离子体、负磁导率和Goos-Hanchen等效应无关。研究结果将有助于人们理解光在金属基微结构中发生正负折射传播的物理机理,从而为新型微纳光电子材料和器件的研制和应用建立基础。