KDP晶体电弹常数的测量

采用LRC电桥、谐振法和干涉法分别测量了磷酸二氢钾(KDP)晶体的相对介电常数、弹性应变常数和压电应变常数,并与文献中的相应数值作比较。该文实验测到KDP晶体的弹性柔顺系数s11=3.11×10-11 m2/N,弹性劲度系数c11=4.6×1010 N/m2,与以往相关文献中报道不符;压电应变常数d14=9.51×10-12 C/N,纠正了以往相关文献中的不精确报道;其他电弹系数的测试结果与文献数值相符。     

KDP晶体光学质量对二次谐波振荡效率影响的研究

对三种不同光学质量的KDP晶体,测量了传统的晶体不均匀系数和两个与二次谐波振荡过程有关的参数,即“功率”参数和二次谐波温度空间分布的半宽度。指出,第一个参数在某种程度上可以表征KDP非线性晶体的光学质量,可是第二个参数未发现与晶体质量有明显关系。     

优质Ba_2NaNb_5O_(15)的特性及光吸收系数的测量

已生产光学质量高和光损耗低的铌酸钡钠晶体,性能有了重大改善,并对这种材料用条纹照相法及平行光干涉法和以往所用材料进行比较。发展了用差温法测定吸收系数的测量技术,在1.06微米波长下测得光吸收系数低达0.0003/厘米。     

大口径快速生长KDP晶体三倍频性能研究

主要研究大口径KDP晶体的高强度三倍频性能。采用正交偏振干涉法测量了晶体的光轴均匀性分布,并在神光III原型装置上利用快速生长二倍频晶体开展了高强度三倍频实验,验证了折射率均匀性分布对三倍频效率和近场的影响。实验结果表明,大口径快速生长KDP晶体的三倍频性能基本上满足神光III装置的要求,但快速生长晶体的受激拉曼散射增益系数和激光损伤阈值等性能仍有待进一步考核。     

大口径KDP晶体最佳偏转角预测误差分析

通过测量晶体全口径正交偏振透射波前的干涉数据,建立了计算KDP晶体最佳偏转角的理论模型,并通过实验验证了理论的正确性和有效性。在探针激光工作稳定及环境温度稳定的情况下,理论预测值与实验结果的变化趋势相同,且差值在10.0μrad以内。分析了影响测量精度的各种因素,找出了理论预估值与实验结果产生差异的主要原因。由单点模型推广建立了全口径KDP晶体最佳偏转角的计算模型,并且数值模拟了KDP晶体折射率不均匀性对晶体全口径最佳入射角和转换效率产生的影响。得到的结果为工程上实现大口径KDP晶体精密装校提供了理论指导。     

一种调频连续波干涉仪激光波长稳定性测量方法

针对调频连续波干涉测量系统中半导体激光光源存在波长漂移的问题,提出了一种基于干涉腔的调频连续波激光波长稳定性测量方法。首先推导了波长漂移量的测量理论,确定了位移-波长漂移量的变化系数,然后设计了拍频信号波长漂移量的解调算法,最后搭建了调频连续波干涉腔测量系统并进行了实验验证。结果表明,波长漂移量的测量分辨率为0.016 pm,波长漂移解算速度达50/s（测量时间为0.02 s）,相比光学拍频法和干涉比较法,测量速度有较大的提高。激光器持续工作1 h,测量标准差为0.049 pm,平均中心波长稳定性在0.19×10^-6内。该方法在光纤传感和精密干涉测量领域有较好的应用价值。     

Cd0.95Fe0.05Te能隙的温度和压力效应

采用金刚石对顶砧高压装置测量了半磁半导体Cd_(0.95)Fe_(0.05)Te光吸收边的压力效应,得到其一级和二级压力系数分别为α=8.2×10~(-11)eV/Pa和β=-7.7×10~(-21)eV/Pa~2;测量了不同温度下的Cd_(0.95)Fe_(0.05)Te吸收谱,得到其能隙温度系数为α=-4.4×10~(-4)eV/K。此外,在低温下发现了一个Fe~(2+)吸收峰,根据晶体场理论判定为Fe~(2+)的~5E→~3T_1跃迁吸收峰。     

基于GaAs晶体的微小振动非线性干涉测量

研究了一种基于GaAs晶体非稳态光感生电动势效应的非线性激光干涉振动测量系统,以固体激光器为光源,以零差干涉光路进行测量。信号光被一定频率微小振幅振动调制后与参考光在GaAs晶体表面发生干涉,根据光感生电动势效应,高于一定的截止频率,GaAs晶体将产生正比于振动幅值的交变电流信号,从而进行振动测量。对影响输出光感生电流的主要因素进行了实验研究,包括干涉条纹空间频率及GaAs电极间距,确定了最佳工作条件。将该系统的测量结果与商用测振仪的测量结果进行了比较,结果一致。     

基于M-Z光纤干涉仪测量极化聚合物的电光系数

提出了采用Mach Zehnder(M Z)光纤干涉仪的电光聚合物电光系数测量方法,对其测量原理进行了分析,研究了光纤干涉仪的臂长差、样品的插入损耗对系统可见度的影响,讨论了通过合理设置耦合器的耦合系数提高系统测量性能的方法。系统具有较好的稳定性和较高的灵敏度,既适合于聚合物薄膜也适合于聚合物波导的测量,系统干涉可见度为0.86,可分辨的最小相位变化约为6×10-6 rad。该系统可以同时测量2个独立的电光系数γ13和γ33,使用该系统测得一种有机/无机杂化材料ASD/SiO2 TiO2 极化后的电光系数为γ13=0.72±0.01 pm/V和γ33=2.8±0.01 pm/V。     

低相干光干涉法测量光子晶体光纤延时

对相位敏感型低相干光干涉(OLCR)法延时测量系统进行了理论分析,建立了相关数学模型,搭建了基于非平衡迈克尔逊干涉仪的OLCR测量装置,以掺铒光纤放大器(EDFA)自发宽谱光作光源,对光子晶体光纤(PCF)延时(1540～1560nm)进行测量,取得0.14ps左右的测量精度。利用该系统测量光学元件参数,多采用元件末端面反射光与参考光干涉,但对光纤等器件的延时参数进行测量时,利用透射光会更加方便。     

采用激光外差干涉仪测量光学材料光弹特性的研究

将外差干涉用于给定光学材料的光弹特性测量领域 ,提出了一种测定光弹性某些参数的新方法 ,并研制了一套气压加载装置用以测量不同应力下的折射率变化情况 ,通过实验给出了应力 折射率关系曲线 ,并对实验结果进行了分析。该方法测试方便 ,装置简单 ,可通过很小应力 (1～ 2个大气压 )获得折射率变化与应力的关系 ,折射率变化的测试精度可达 8 4× 10 - 8。     

数字全息变焦系统测量液晶空间光调制器相位调制特性

针对液晶空间光调制器(LC-SLM)应用于光信息处理等诸多领域的前提是必须准确测量出其相位调制特性曲线,本文利用全息干涉计量原理和数字全息变焦系统,提出了一种测量LC-LSM相位调制特性曲线的新方法,只需拍摄两幅数字全息图就能获得完整的相位调制特性曲线,并能够消除系统误差,从而降低对光学元件和调试精度的要求,且不需要完成衍射计算。介绍了相关的测量原理,给出了具体的实验测量过程、计算方法,实验结果表明,本文方法具有系统简单、可以消除系统误差和快速的优点。     

皮秒激光抛光KDP晶体的工艺研究

为了改变KDP晶体精密加工难和效率低的状态,采用皮秒超快激光抛光KDP晶体的新方法,系统地研究了激光波长、单脉冲能量密度、激光束入射角、光斑搭接率、扫描方式以及激光焦深等因素对激光抛光KDP晶体质量的影响规律,并对激光与KDP晶体的相互作用机理进行了分析。结果表明,在皮秒激光波长λ=355nm、聚焦镜焦距f=56mm、激光束入射角α=84°、激光重复频率F=800kHz、脉冲能量密度Q=2.4J/cm2、光斑搭接率O=60%、45°多方向交叉扫描以及加工次数T=10次的优化参量条件下,KDP晶体表面粗糙度均方根值可达到76nm。这一结果使激光抛光技术的研究得到了进一步补充。     

蓝宝石晶体高温传感器解调方法研究

为了从蓝宝石晶体高温传感器输出信号中精确解调出温度信息,建立了一套基于离散腔长变换(DGT)的解调系统。从白光偏振干涉原理出发,分析了高斯光源条件下利用DGT解调蓝宝石晶体高温传感器的原理。针对传统傅里叶变换解调数字频率非均匀采样存在误差的缺点,直接对波长均匀采样得到的光谱数据进行DGT,利用DGT幅值谱峰值解调环境温度引起的光程差(OPD)。进而采用加高斯窗法消除光谱仪背景噪声,进一步提高DGT方法的解调精度。在实际的解调系统中对所提出的方法进行了实验,结果表明,在600～1 200℃测温范围,本文方法可以实现温度的精确测量。     

激光雷达探测水体光学特征参数的方法分析

多次散射是影响激光雷达探测水体光学特征参数（包括吸收系数a,衰减系数c,漫射衰减系数K_d）的重要因素,而视场（field of view, FOV）是造成接收回波中多次散射比重差异的关键参数。研究基于Mclean-Walker海洋激光雷达模型,引入接收视场参数q_rcvr,分别针对船载、机载和星载平台激光雷达进行探测回波计算,假设其探测高度依次为10 m、300 m和7´10⁵ m,在接收视场变化情况下分析多次散射因子对反演水体光学特征参数的影响。结果表明,利用水体中激光散射回波反演水体光学特征参数的方法中,假定激光准直入射,q_rcvr与探测高度H是影响反演结果的直接因素,激光雷达衰减系数K_lidar的物理意义随之变化,当q_rcvr近似为0时K_lidar反演值为衰减系数c,随q_rcvr´H增大,K_lidar反演值逐渐接近于漫射衰减系数K_d。     

傅立叶1/4波片法检测液晶光学相控阵移相量的精度分析

为了能够更好地实现对液晶光学相控阵的移相分布特性进行高精度的测量,本文针对傅里叶四分之一波片法的测试精度进行理论仿真和试验验证。仿真结果表明,该方法测试误差小于0.08°,采用标准二分之一波片对其进行验证,实验结果表明重复精度小于0.3°。因此,针对液晶光学相控阵波控数据0.5°移相控制精度要求,傅里叶四分之一波片法的测试精度和重复精度能够满足移相测量精度要求。     

液晶光学相控阵相位调制特性测量

为了测试设计波长为1550 nm的液晶光学相控阵在633 nm波段的相位调制特性,采用泰曼格林干涉法和偏振光干涉法相结合的方法来进行测量。实验结果表明,液晶光学相控阵的相位延迟随灰度近似呈线性分布,在0~255的灰度范围内针对633 nm激光的实际相位调制在0~3.76π之间,在135~255的灰度范围内线性度良好,可以作为液晶的工作区域。由于液晶相位控制的准确性和精度是通过加载相应的灰度来实现的,因此测量相位延迟和灰度对应关系的研究对于液晶光学相控阵用于高精度光束偏转和跟踪有着重要价值。     

实现光学薄膜吸收损耗绝对测量的新方法

光学薄膜吸收损耗的绝对测量对光学薄膜的优化设计与应用至关重要,以光热失调技术实现光学薄膜吸收损耗的绝对测量为研究目的,采取连续激光加热的方式,理论与实验相结合,提出了一种利用反射率或透射率、温度变化和加热光功率之间的3个线性关系,实现吸收损耗绝对测量的方法。针对设计的高反射光学薄膜实验样品,获得样品对加热光功率的吸收率绝对值为1.64×10-2,并分析了影响测量精度的主要因素。研究表明,提出的方法可以实现光学薄膜吸收损耗的绝对测量,特别适合于具有较大反射率或透射率温度系数的样品,测量准确性依赖于样品表面温度理论模型的建立和实验测量的精度,研究结果为光热失调技术的进一步应用提供了理论和实验支持。