非匀幅光束在浮雕光栅中的传输特性

利用角谱表示和逆规则傅里叶模式理论,研究了非匀幅光束的典型代表TE线偏振高斯光束在亚波长三角形面型浮雕光栅体内的传输.数值分析表明浮雕层内不同透射深度处的光强分布随着透射深度的变化而变化.最后讨论了入射角、周期等光学参数对出射光强分布的影响.这些结论对高衍射效率亚波长光栅的制作和高功率激光光学元件设计等都具有现实意义.     

亚波长偏振分束光栅的优化设计

采用模态法和严格耦合波法优化设计了矩形石英偏振分束光栅,分析了偏振分束特性.研究表明,当光栅周期约为0.61μm时,TM偏振光两低阶模的折射率差近似为零,而TE偏振光的两低阶传输模则存在一个较大的折射率差,此时石英光栅具有最佳的偏振分束效果,可以将TE偏振和TM偏振入射光分别衍射到-1级与0级透射光束中.对于1.053 μm和1.064 μm波长的入射光,经优化设计光栅的-1级与0级可分别获得超过99%和90%透射衍射效率,透射消光比分别高于28 dB和23 dB.     

微平面腔磁旋光相干增强特性研究

基于多光束相干叠加法研究了线偏振光经过微平面腔的磁旋光相干透射特性,分析得到微腔透射光强、腔共振条件、总磁旋光角及共振透射光强,并讨论了检测灵敏度、相对灵敏度及检测角量程等旋光角检测特性,研究表明在单程旋光角为零的极限情况下,相干磁旋光系统的相对检测灵敏度与微腔的锐度系数成正比。     

一种节能白光面光源仪的设计及应用

目前高校大学物理光学实验采用的日光台灯、白炽灯等光源不仅耗能很大而且实验中经常出现漏光、像散、像移、成像质量差、调节不方便等问题,对实验的结果影响很大。针对此问题,将民用节能日光灯管用于实验仪器上,设计了一种节能白光面光源仪。该节能白光面光源仪作为“用分光计测棱镜玻璃的折射率”、“用透射光栅测定光波波长”、“迈克尔逊干涉仪的使用”和“薄透镜焦距的测定”等多个大学物理光学实验的光源,可有效地提高实验效果及效率。     

重复频率3Hz、100mJ高光束质量钕玻璃放大器的研制

研制了具有放大纳秒方形激光脉冲的高光束质量、高稳定的激光二极管(LD)抽运的钕玻璃激光放大器。为了获得较高的输出能量,采用LD泵浦的"串联式双程放大"高增益组件进行能量放大。为了获得高光束质量的光斑,利用液晶空间光调制器(LCSLM)对光束近场分布进行空间整形,使之产生特定的空间分布,进而对后级放大器增益不均匀性进行光学预补偿。放大器工作波长为1 053nm,工作频率为3 Hz,输入1nJ的3ns方形激光脉冲,输出激光脉冲能量为100mJ、光束口径为10mm×10mm的方光斑,能量不稳定度小于2%(均方根),净增益大于109。光束的近场调制度小于1.3∶1,远场焦斑衍射极限小于2DL,远场角漂移小于9.5μrad。     

基于透射型体布拉格光栅衍射效率的研究

基于Kogelnik耦合波理论,推导了透射体布拉格光栅的衍射效率方程,数值仿真分析了折射率调制幅度、晶体厚度、相位失配参量、角度偏移量和波长偏移量等光栅写入参数对体光栅衍射效率的影响.结果表明:当入射波和衍射波没有发生相位失配时,衍射效率最大;当以布拉格角入射时,衍射效率将随介质的厚度和折射率的空间调制幅度的增加而增加;当入射光满足布拉格条件时,不同厚度和折射率调制幅度的体光栅衍射效率为100%;只要入射光偏离布拉格条件一个很小的量,体光栅衍射效率就会迅速下降;当偏离量超出一定范围,衍射效率就降低为0.同时,并非是体光栅折射率的空间调制幅度越深,衍射效率越高.     

种子的光学性质与激光育种的关系

利用2mW He-Ne激光测量了植物种子的透射率、散射和偏振度。结果表明激光对一些植物种皮的透射率为20-32％,对半颗种子的透射率为3.2-12％;偏振激光通过种皮后,偏振度0;高期诉激光束通过种皮后,受散射影响。光强偏离高斯分布,光束扩展,光斑变大,并出现一个峰值。说明激光光子能进入胚中与生物大分子直接发生作用。并根据透射光强分布的实验结果,解释了激光育种中存在的现象:激光束即使有点偏离胚,仍能引起生物效应,而激光束对准胚照射效果更明显。     

近红外 MEMS 闪耀光栅的设计与制作

利用硅的各向异性湿法腐蚀性质,在偏晶向(111)硅基底材料上,设计并制作了闪耀角为8°、周期为4μm的近红外闪耀光栅.设计时考虑了光栅顶部平台对光栅衍射效率的影响,修正了光栅的闪耀角.制作时利用一次性氧化削尖的方法,减少光栅顶部平台的宽度,以提高光栅的衍射效率.利用扫描电子显微镜(SEM)进行光栅形貌测试,结果表明:制作的光栅具有平滑的光学表面和良好的光栅槽形.对光栅进行衍射效率测量,当入射波长为1 392nm时,衍射效率能达到70%以上,表明光栅具有很高的衍射效率,能满足微型近红外光谱仪的使用要求.     

桃核周围组织中光场分布特性的研究

为研究桃核周围的光场分布特性,采用激光与机器视觉技术,以类似医用CT的逐层切削法,用Matlab处理图像进行结果分析。当入射光强度足够大时,桃核会对其内部组织中的前向透射光和后向散射光的分布造成影响,越靠近桃核,其光强越强。经过图像处理与数据分析后,可初步认定果核在透射式光谱分析法中所起到的作用是削弱入射光的强度,即果核的存在降低了透射光的信号强度。水果内部组织的光场分布受到果核的影响,而且在桃核附近组织中,不论是纵向还是横向的灰度曲线都符合高斯分布。该结果从光学角度为利用激光图像法来实现水果内部品质的无损检测提供参考。     

秋刀鱼集鱼灯箱内不同灯位的照度实验比较研究

通过模拟灯箱光学特性实验,根据集鱼灯灯箱的平面照度分布,利用Matlab 7.0软件建立秋刀鱼集鱼灯照度分布模型,对秋刀鱼集鱼灯灯箱内不同灯位的照明效果进行了研究。结果表明：不同灯位的集鱼灯地面照度随地面距离的增加呈现出先增大后减少的趋势;而灯箱内不同灯位的集鱼灯光强值变化规律与地面照度的变化规律不同,在距离原点1 m时均出现最大值,并且上部灯位光强＞中部灯位光强＞下部灯位光强;随着集鱼灯从上端向下端移动,光强系数k(L)逐渐减小。研究发现,中部灯位光强变化稳定,在一定程度上可以代表整个灯箱的光强变化情况。