飞秒激光放大系统中色散补偿的光线追迹精确算法

对用于计算CPA系统色散的光线追迹法数值算法中出现的误差进行了分析。提出了变步长算法,即在研究CPA系统中高阶色散的补偿问题时,通过选择合理的步长,以减小计算高阶色散的数据振荡,这样明显提高了系统总体色散补偿的计算精度,使计算结果的相对误差从11．8％减小到1．3％,从而使系统色散能够得到更好的补偿,使算法更加完善。通过解析求导结果的检验,证明最佳步长范围为4～8h。     

基于光学相位共轭的色散和非线性补偿

理论分析了光学相位共轭补偿信道内色散和非线性的基本原理,讨论了若干基于光学相位共轭补偿色散和非线性的具体方案及各自的特点和局限性,最后介绍了最近提出的一种简单有效的光学相位共轭结合脉冲预展宽的色散及非线性补偿方案。     

对准误差对二元光学器件衍射效率的影响

本文基于标量衍射理论，建立了简明的对准误差对二元光学器件衍射效率的分析模型，得到了适用于一般位相分布器件的衍射效率的简便实用的计算公式。模拟计算表明该模型的计算结果与实际对准误差对器件衍射效率的影响情况相吻合。     

基于相位共轭的色散及非线性补偿技术

介绍了OPC补偿色散及非线性的原理以及OPC在光纤传输系统中的发展历程;然后介绍了由OPC衍生的两种新的补偿技术:频域相位共轭(SPC)技术和中间非线性时间反转(MNTI)技术,最后对OPC在未来光纤通信系统中的应用进行了展望.     

色散补偿方式对相位调制系统中相位噪声的影响

分别推导了相位调制系统中采用色散预补偿方式和后补偿方式下非线性相位噪声的计算公式,基于此对这两种色散补偿方式下的相位噪声、功率容限以及最优信号峰值功率进行了详细的分析和讨论,结果表明:采用色散预补偿方式较后补偿方式能更有效地抑制非线性相位噪声,其对非线性相位噪声的抑制能力随着信号能量、放大自发辐射(ASE)的功率谱密度以及传输距离的增加而提高;同时,色散预补偿系统具有更高的功率容限;色散的作用使系统的最优信号峰值功率增大,最佳相移大于1rad;色散预补偿系统的最优信号峰值功率大于色散后补偿系统。     

用改进的模拟退火算法设计二元光学阵列器件

为提高收敛速率,本文对模拟退火（SA）算法进行改进,并用此改进算法设计用于产生大扇出系数、任意形状分布光阵列的二元光学器件,其衍射效率设计值达85％以上,输出阵列不均匀性小于3％。     

色散补偿系统中自相位调制效应的影响

分析了自相位调制效应对正、负色散光纤中光脉冲传输的影响 ,并用数值仿真的方法研究了自相位调制效应对采用色散补偿光纤的高速率光纤通信系统性能的影响 ,获得了一些对实际色散补偿系统有参考价值的结论。     

光纤传输系统的色散补偿技术及其发展研究

首先给出色散的定义及色散补偿的基本原理,分别研究了光纤传输系统的几种色散补偿技术,包括已经发展成熟的色散补偿光纤、镜像相位阵列补偿技术,以及发展中的新型色散补偿技术如电色散补偿技术,最后给出了色散补偿技术的发展方向.     

二元光学及其展望

本文论述了二元光学的进展;理论,元件的设计与制备;二元光学元件的种类与应用。提出了我国近期发展二元光学的展望与建议。     

用于激光雷达光束整形的二元光学元件的设计和研究

介绍了几何追迹法和GS算法的原理,并用这两种方法设计了二元光学元件,把激光雷达输出的基横模高斯光束整形为均匀圆光束,用MATLAB程序模拟了整形效果,结果表明设计很好,满足光束整形的要求。     

倾斜多焦点Fresnel二元光学元件的优化方法

研究了近场Fresnel条件下,具有纵向多焦点的二元光学元件的设计和优化方法.提出在Fresnel衍射近似下,实现了采用倾斜像面多焦点衍射元件的一步优化,得到了衍射光学元件的一般性优化算法.在迭代傅立叶算法的基础上,用改进的迭代傅立叶算法不仅获得更高的衍射效率（提高近3%）,同时,明显改善了采用一般迭代傅立叶算法对不同焦点分布（不同倾斜角）下的不稳定性.与分步优化多焦点算法进行了比较,并用MATLAB编程计算得到所提出的方法,不仅算法速度快,同时衍射效率也更高.     

倾斜多焦点Fresnel二元光学元件的优化方法

研究了近场Fresnel条件下,具有纵向多焦点的二元光学元件的设计和优化方法。提出在Fresnel衍射近似下,实现了采用倾斜像面多焦点衍射元件的一步优化,得到了衍射光学元件的一般性优化算法。在迭代傅立叶算法的基础上,用改进的迭代傅立叶算法不仅获得更高的衍射效率(提高近3%),同时,明显改善了采用一般迭代傅立叶算法对不同焦点分布(不同倾斜角)下的不稳定性。与分步优化多焦点算法进行了比较,并用MATLAB 编程计算得到所提出的方法,不仅算法速度快,同时衍射效率也更高。     

用于二元光学器件制作的激光直写系统

通过双远心成像光路，激光直写（LDW）系统SVG—LDW 04把液晶空间光调制器（LCD-SLM）上的光斑直接成像在光刻胶板上，得到高质量的光斑图形。放置在SLM的共轭面上的CCD成像调焦装置能够实时地在监控像面质量。控制SLM的输入图形、曝光量（刻蚀深度）及系统的运行方式，LDW系统能够制作不同特性的二元衍射光学元件。给出了典型的（2台阶、4台阶）位相衍射器件制作的实验结果。     

实现灵活光束转换的二元光学器件及其应用

介绍了一种可将线阵半导体激光器的光束转换为光斑截面为矩形的准平行消像散光束的二元光学器件，并讨论说明其设计原理、加工制作方法、测试实验结果及应用。     

二元光学器件激光直写技术的研究进展

二元光学器件的激光直写技术可克服传统的半导体工艺(掩模套刻法或多次沉积薄膜法)所带来的加工环节多、对准精度难以控制、周期长、成本高等问题,可进一步提高二元光学器件的制作精度和衍射效率.分析了二元光学器件激光直写的基本原理,对已有的各种激光直写方法和最新研究成果进行了综述,并展望了其发展趋势.     

用二元光学技术制作的多通道频谱分析元件

介绍了两种二元光学组合元件：一种是两个线型波带板的组合,其效果相当于两个柱面透镜的组合;另一种是一个线型波带板和一个圆型波带板的组合,效果相当于一个凸透镜和一个柱面透镜的组合。这两种元件在x方向的焦距均为y方向焦距的两倍,如果把物放在此二种元件前fx焦平面处,则在元件后fx焦平面上,x方向可以产生傅里叶频谱,y方向可以产生等大倒像,从而具有多通道频谱分析的功能。给出了制作这两种元件的原理、方法、参数和相应的实验结果。     

衍射光学器件精细化设计及光强失真机理

基于基尔霍夫标量衍射理论,详细分析了输入、输出平面及变换函数抽样间距的选取原则.系统建立了衍射光学器件精细化设计的抽样理论,深入研究了输出图样在非抽样点上的光强失真机理.在定义衍射光学器件光能利用率、顶部不均匀性等性能评价参数的基础上,以盖师贝格-撒克斯通(GS)算法设计一维光束整形器件为例,探讨了输出图样在非抽样点上的光强失真和输出平面抽样间距间的关系,通过模拟计算验证了精细化设计时输入与输出平面抽样理论的有效性.     

用于可见光波段的二元光学混合光学系统的设计与应用

研制了一套应用于可见光波段（中心波长632．8nm）的二元光学谐衍／折混合光学系统。设计要求为：焦距120mm，人瞳孔径60mm，F／#数为2，波面峰谷值（P-V）在A／10以下。因为加工误差等因素，其Py测得约A／5，但已满足Strehl判据（〈λ／4），结果验证了二元光学元件（BOEs）在可见光波段应用的可行性。系统中，二元面采用8台阶3次套刻，掩模最小线宽为102μm。根据测试结果，提出了改进现有系统缺陷的方向和措施。