样品位置和光腰半径变化对折射型光限幅器性能的影响

本文以衍射理论为基础，通过数值计算，研究了以自聚焦和自散焦为基础的非线性折射型光限幅器的光限幅特性，探讨了样品盒的安装位置和入射光束腰斑半径的变化对折射型光限幅器工作性能的影响。结果表明：折射型光限幅器的光限幅特性曲线随激光输入功率的增加是衰减振荡的。光束聚焦差时，样品盒宜靠近焦面安装；光束聚焦好时，样品盒可稍远离焦面安装。对于自聚焦(自散焦)型非线性光限幅器，当样品盒安装在焦点左面(右边)半个瑞利范围内某位置时，透过率最小，限幅器可获得最佳限幅效果。     

非线性光栅自调制光限幅器件研究

研制出一种三角槽型透明高分子聚合物光栅与该聚合物平板间填充有机非线性光学液体的夹层结构器件，具有非线性自调制光限幅功能。实验测得该器件对较弱的532nm波长的YAG倍频激光透过率大于60％。对较强激光透过率小于2％～3％。理论预期在激光波长400-700nm都有光限幅特性。且愈靠近532nm波长。激光限幅功能愈强。首次从实验上验证了该非线性光栅具有自适应宽带光限幅的功能。它不仅可以实现可调谐光限幅。且对所设计的激光波长，达到能量低于人眼安全阈值的高效激光防护成为可能。     

基于FDTD亚波长金属孔径滤波器仿真分析

通过建立三维金属孔径模型,采用三维时域有限差分法(FDTD),对300～900 nm波段内不同特征参数下的亚波长周期性金属孔径膜的透过率情况进行了仿真分析;运用FDTD solution软件得到了金属膜孔径、周期、厚度及孔径填充介质等参数影响下亚波长周期性金属孔径膜的波长与透过率对应曲线.结果表明,亚波长周期性金属孔径的透射系数随着孔径的增大而增大;随着孔径阵列周期的变大而减小;在金属前、后介质匹配时透射最强,这为制作光学滤波器奠定了基础.     

基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅方法

提出了一种基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅方法。研究了光子晶体透射谱中心波长随双缺陷层折射率变化的规律,设计了适用于532 nm与1064 nm波长的非线性光子晶体激光限幅结构,实现了弱光的高透射和强光的高阻断效果。所设计的激光限幅结构为(AB)_6CAC(AB)_6双缺陷一维光子晶体,适用于532 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、SrF_2和CS3-68玻璃,对弱光的透过率为86.4%,对强光的透过率为0.02%;适用于1064 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、CeF_3和CdTe,对弱光的透过率为79.8%,对强光的透过率为0.3%。     

基于非线性折射和吸收效应光限幅器的优化分析

推导了高斯光束入射情况下,基于非线性折射和非线性吸收效应限幅器的出射功率表达式,数值模拟了不同情况下的限幅曲线及最佳钳位输出功率和介质最佳限幅位置随主要参数的变化曲线.研究表明:当非线性吸收效应较弱时,输出功率随入射功率的增加存在衰减震荡现象,但是非线性吸收作用使其在高入射功率下的震荡周期显著大于低入射功率时的周期;随非线性吸收效应的增强,出射功率的震荡现象消失;当光阑线性透过率大于0.75时,强非线性吸收效应使限幅器仍然有很好的限幅能力;对于任意限幅光阑线性透过率的限幅器,非线性吸收相移和非线性折射相移之比存在某个临界值来区分吸收效应是提高还是降低器件的限幅能力.     

一种新型金属有机化合物的非线性光学特性研究

利用z扫描方法研究了一种新型杂环类化合物的非线性光学特性,该化合物是以金属离子为中心具有π电子结构的配合物,在488nm波长激发下,该化合物具有自散焦特性,测得其二氯甲烷溶液的热致三阶非线性极化率为-1.33×10-4esu,并在此基础上初步研究了它的光限幅特性,其对488nm连续激光的限幅阈值为25W/cm2,限幅机理是基于激发态的反饱和吸收效应。结果表明,该化合物是一种非常有前途的非线性光学材料。     

复周期结构光子晶体波长可调谐滤波器的研究

提出一种新型的光子晶体波长可调滤波器,其结构是以液晶作为缺陷物质,引入到由三种折射率不同的介质周期排列构成的一维光子晶体中去.运用传输矩阵法和液晶的琼斯矩阵得出了晶体的光谱透过率公式,综合分析了液晶的双折射性、液晶厚度、复周期光子晶体周期数及相邻介质厚度增量等参数对波长可调谐滤波器的滤波性能的影响.结果表明,所设计的光可调滤波器的中心波长可随缺陷层相邻介质厚度增量在1550 nm、1330nm等位置灵活可调,且具有30nm以上的调谐范围.     

MDM光波导激发高阶SPP模的传输特性

研究了金属-介质-金属(MDM)型表面等离子体激元(SPP)光波导的电磁特性。理论计算结果表明,对于633nm的TM偏振入射光,当介质膜层厚度小于85nm时,波导中只能激发产生一阶SPP模(基模),其余高阶模全部截止。随着介质膜厚度增加,高阶SPP模逐渐被激发产生。当介质膜层厚度较小时,SPP模的有效折射率的实部随阶数的增加而减小,而虚部则随阶数的增加而增加,SPP基模具有最大传输距离。然而,当MDM波导中的介质层厚度超过0.555μm时,由于三阶SPP模的电磁场主要集中在离金属层相对较远的介质层中,其有效折射率的虚部具有最小值,具有最大的传输距离,而非基模。当入射光波长为633nm介质层厚度为0.9μm时,Ag/SiO2/Ag光波导中三阶SPP模的传输距离达到约150μm。     

一种新型光子晶体的光学特性研究

本文提出了一种非对称一维各向异性掺杂光子晶体,通过传输矩阵法研究了这种新型光子晶体的光学特性,通过数值模拟得出:光通过该结构光子晶体后TE波和TM波缺陷模的透过率及中心波长位置随缺陷层介质的光学厚度、缺陷层两侧周期数的非对称性的变化规律,两种偏振光波能完全分开,缺陷层介质的光学厚度及掺杂层两侧的周期数层差越大,缺陷模的透过率越小,当光学厚度及层差达到某一极限值时,将产生完全光子禁带,这是对称结构光子晶体所不具备的光学特性,其光学特性将为光子器件的转换制作及应用提供理论依据。     

通孔氧化铝模板的制备和光学特性

采用阳极氧化法,制备了二维有序纳米通孔氧化铝模板.研究了工艺参数对通孔有序性、孔径、模板厚度等的影响,测量了通孔氧化铝模板的光透过、光吸收和光发射等光学特性.结果表明,在波长360 nm附近通孔氧化铝模板的光透过谱线和光吸收谱线发生突变,波长大于360 nm时,光透过增强;波长小于360 nm时,光吸收增强.通孔氧化铝模板的光致发光强度和峰位与激发光波长有关,光致发光谱范围在340～600 nm.     

掺铁铌酸钾晶体中的光感生各向异性散射及其光学限制效应

光学限制器是光学系统的保护装置,其保护特性 是由光限制材料与光强或功率有关 的光学非线性效应所产生的,其中光折变晶体中的光感生散射便为该效应之一,多年来受到 世界研究者的广泛研究和关注。对于这类光感生散射,有人提出它是由晶体的表面和体散射 产生的,研究使用的晶体为 LiNbO₃:Fe、LiTaO₃、BaTiO₃,并使用固定的晶体样品和 聚焦透 镜间距。为了进一步探索该散射的产生机理,本文研究了掺铁铌酸钾晶体在激光照射下产生 的光感生各向异性散射特性,利用Z扫描技术测量了该晶体中的 光感生折射率变化,并对晶 体中光散射形成的光学限制特性进行了研究。分析表明该各向异性散射主要是由掺铁铌酸钾 晶体中光感生的柱面透镜效应所导致的。利用光折变晶体中光感生光散射效应的光学限制器 ,一方面可以通过改变晶体尺寸、透镜焦距、小孔光阑大小等来调整其性质,另一方面因其 利用的是低功率连续波激光进行工作,所以能够承受更大的功率和更长的寿命。     

在A-SNOM中L-V形纳米小孔的优化设计

采用时域有限差分法对L形和V形纳米小孔进行优化设计。结果表明,两种小孔的出射峰值光强均比具有相同开孔面积的方孔提高了两个数量级。发现在具有相近峰值光强的情况下,且在距离出射面小于60nm的范围内,V形孔光斑尺寸在x方向和y方向的宽度可以比L形孔的光斑小10～15nm。本文对优化设计L形和V形小孔在纳米显微、光存储、光刻、光学操作等近场光学应用领域方面,具有一定的指导意义。     

The energy-limiting characteristics of a polarization-maintaining Sagnac interferometer with an intraloop compressively strained quantum-well saturable absorber

An experimental demonstration of an energy limiter for short pulses at 1550 nm is reported. The limiter is based on an optical fiber Sagnac loop with an intraloop dichroic saturable absorber based on an InGaAsP-based waveguide with compressively strained multiple quantum wells. The saturable absorber is placed asymmetrically in the loop and is used as a Kerr-like nonlinear phase shifter. The device is operated in a novel dual polarization scheme, which offers some unique advantages. Excellent limiting for noise reduction purposes is demonstrated with the device.     

高稳定度光泵浦腔内倍频488 nm半导体薄片激光器

设计了一种性能稳定、结构紧凑的光泵浦腔内倍频488 nm半导体薄片激光器。为获得光束质量好、输出性能稳定的488 nm激光器,利用808 nm LD从顶面垂直泵浦半导体增益介质芯片获得976 nm基频光,通过在腔内置入I类相位匹配的LBO晶体进行倍频获得488 nm激光输出。半导体增益介质芯片具有13量子阱和808 nm/976 nm双反射带反射镜,其双面键合金刚石散热片。在泵浦功率为9.2 W时,获得111 mW 488 nm激光输出,光谱线宽为1.3 nm,光-光效率为1.2%,光束质量Mx2、My2分别为1.03和1.02,连续工作3 h激光输出功率不稳定度为0.6%。     

一款航空VHF限幅器的设计与测试

为提高航空甚高频(VHF)通信设备的电磁防护能力,提出了一种基于PIN二极管的限幅器。采用先进设计系统(ADS)仿真研究了不同二极管级数对限幅器插入损耗以及限幅性能的影响,设计了一款由PIN对管并联结构、集总参数定向耦合器、整流电路与匹配电路相结合的半有源式限幅器,通过将部分干扰信号转变为直流的方式,为二极管提供偏置电压,降低限幅器的限幅电平。性能测试结果表明,在118~136 MHz的频率范围内,半有源式限幅器的插入损耗小于1 dB,输入输出端口的回波损耗大于20 dB,限幅电平小于7.5 dBm,功率容量大于25 dBm,实现了低插入损耗与高限幅性能。     

光阑偏心对数字散斑干涉空间频谱的影响研究

光阑在空间域内对成像光束起到限制的作用,在光学系统中的应用十分广泛。在数字散斑干涉测量系统中,通常采用光阑对物光空间频率进行限制,便于针对待测目标完成后续的信号解调。理想情况下,光阑的中心位置应与光轴重合、且表面与光轴垂直,但在实际过程中,经常由于调整精度问题使得光阑中心偏离光轴,或者由于结构设计问题采用偏心光阑。本文以空间光束的傅里叶变换特性为基础,研究了光阑中心偏离光轴位置对物光和数字散斑干涉空间频谱的影响,并进行了实验验证,理论与实验结果一致。本文对数字散斑干涉系统关键参数设计,具有理论指导意义。     

可见光下3维针孔的衍射波面分析

针孔是相移点衍射干涉仪中的关键元件。为了探究针孔的尺寸、制造针孔的材料以及材料的厚度对衍射波面质量的影响,确定点衍射干涉仪的测量精度,采用时域有限差分法分析获得了近场数据,并利用瑞利-索末菲矢量衍射理论将近场数据外推得到远场数据,通过远场处理数据分别对TM和TE偏振光入射针孔时,针孔的大小、材料以及材料厚度对衍射波波面质量的影响进行了理论分析和仿真模拟,得到了相应变化曲线图。结果表明,若要获得理想的球面波,材料厚度不能低于300nm,适当的孔径尺寸可以降低衍射波面误差;当孔径为300nm左右时,波面的均方根误差可达到λ/1000(λ=632.8nm)。这一结果对相移点衍射干涉仪的设计和应用是有帮助的。     

尿素晶体的氩离子激光倍频

报道了以氩离子激光514.5、496.5和488.0nm三条谱线在尿素晶体的倍频实验结果,发现由于热效应引起φ角方向的相位失配现象,给出了倍频效率与各参变量间的关系。