多光纤点光源干涉法制作光子晶体的研究

利用多光纤点光源全息干涉法对四光纤（4+1）和五光纤（5+1）的干涉场进行理论模拟和实验测量,并比较了中心光束对整个干涉场的影响,研究表明中心光束只对干涉场对比度有影响,而不影响干涉晶格结构。同时给出了多光纤干涉的实验结果,从实验结果看出,实验和理论有比较好的一致性。并且设计了四根光纤干涉形成的渐变型光子晶体结构,对其光场的分束和聚焦作用进行了理论模拟。本文的研究为制作渐变型光子晶体分束器和聚焦透镜提供了很好的理论和实验依据。     

棱镜全息干涉法制作光子晶体的研究

全息干涉法制作光子晶体具有经济、快捷等特点,是制作大面积的光子晶体理想的方法。其中棱镜全息干涉法具有实验装置稳定性好、易于调节等优点,成为一种重要的光子晶体制作方法。制作二维光子晶体相对简单,并且在很多器件如LED、半导体激光器等的制作中得到广泛的应用。本文分析了用top-cut六棱镜全息干涉制作二维、三维光子晶体的理论问题：光束的数目、空间分布等对生成的光学晶格结构的影响。本文计算机模拟一定情况下,六棱镜生成的各种二维、三维学晶格结构。     

2维光子晶体抗反膜的制作及其特性分析

为了研究2维亚波长光栅的抗反射特性,分析了2维光子晶体的2维光栅结构,通过全息束光干涉的方法,在光刻胶上制作了六角结构的2维全息光子晶体结构.把具有2维全息光子晶体结构的光刻胶作为母版采用全息模压的方法,将结构复制到薄膜材料上.结果表明,这种抗反膜在红外波段具有增透作用,与理论分析相吻合.     

电可调谐的聚合物液晶光子晶体

设计了一个无顶的（top-cut）六角棱镜,棱镜高h=3.73cm ,侧面与底面夹角alfa=66 。利用此棱镜和光全息刻蚀的方法,在光抗材料上制作了对称六角结构、蜂窝结构和椭圆柱非对称等结构的光子晶体;并且在聚合物分散液晶材料上制作了大面积电可调谐的光子晶体结构。该光路系统结构简单、稳定、重复性好。光子晶体的理论干涉模式和实验制作结构相比较,结果吻合的非常好。另外还研究了光子晶体的远场衍射模式和电转换特性,对称的六角衍射模式更好的揭示了光子晶体的六角结构。晶体结构中液晶微滴（droplet）的尺寸最小可到10nm,直流转换电压最小达到13.3V/?m。这对研究电调谐的光子晶体激光器和电光转换装置有非常深远的意义。     

双芯光子晶体光纤耦合器模型优化研究

为了优化双芯光子晶体光纤耦合器的耦合性能,采用改变两纤芯间空气孔的结构和孔内折射率的方法,得到了双芯光子晶体光纤耦合器的优化模型。基于光束传播法数值分析出两纤芯间空气孔尺寸以及孔内注入材料折射率的变化对双芯光子晶体光纤耦合器的耦合性能的影响。结果表明,由于光纤的整体结构不变,使得光纤损耗系数保持不变;减小双芯间的空气孔孔径或增大孔内折射率都会使耦合器的耦合长度减小,两不同偏振方向的耦合长度差异减小,损耗减小;双芯间空气孔内折射率可调性强,使得光纤耦合器的耦合性能有易调节的优点,为设计双芯光子晶体光纤耦合器的优化模型提供了理论支持。     

基于全固光子带隙光纤的传感器的特性研究

为了实现对基于全固光子带隙光纤（AS-PBF）的传感器的特性研究,采用了双锥型模式干涉仪的结构,使用熔接机在一根AS-PBF上间隔一段距离制作两个锥形光纤,制备出一种基于双锥型模式干涉的特种光纤传感器。与传统单模光纤或折射率传导的光子晶体不同,AS-PBF的纤芯有效折射率较低,而包层有效折射率较高。通过理论分析和实验验证,测量研究了这种光纤结构对温度和轴向应力的响应。实验结果表明,温度灵敏度和轴向应力灵敏度分别为~63pm/oC和~-1.74nm/ N。与长周期光栅、布拉格光栅相比,基于全固带隙光纤的双锥型模式干涉传感器具有制备简单、结构紧凑等优势,在光纤传感领域具有广泛的应用前景。     

大模面积掺镱光子晶体光纤的制备与性能测试

采用打孔取芯新技术去除掺镱芯棒石英表皮,有效地解决了大模面积掺镱光子晶体光纤有源区面积难以增大的难题,提高了加工的精度与效率;采用加压拉丝新技术,解决了光子晶体结构容易变形的问题,得到了完整、规则的双包层光子晶体光纤。最终制备出纤芯直径70 μm的光子晶体结构大模面积有源光纤,并实现了激光输出。     

包层结构对光子晶体光纤光栅反射谱的影响

利用RSoft软件对包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的模场进行了分析,并使用模式耦合理论和传输矩阵法对光子晶体光纤光栅(PCFG)特性进行了计算和仿真,对比了不同包层结构和纤芯尺寸的PCFG反射谱之间的差异.仿真结果显示,占空比和纤芯尺寸的大小可影响谐振峰的数量和谐振波长值的大小.     

掺镱光子晶体光纤纤芯材料制备及光纤数值模拟

基于掺镱多组分玻璃光子晶体光纤具有较高的离子掺杂浓度和大的受激发射截面以及宽的发射带宽,同时能够允许更高的泵浦功率密度和工作温度,因此其非常适合于作为高功率光纤激光器的增益材料.通过对采用高温熔融法研制的一种掺镱硅酸盐光子晶体光纤新材料的物理性能及光谱性能进行的测试,其较大的受激发射截面和较长的荧光寿命的特性得以验证.以其作为光子晶体光纤的纤芯,设计出了纤芯为正六边形掺镱光子晶体光纤,并利用有限元理论等模拟软件对设计的光纤结构进行了数值模拟,实验研究和数值模拟结果均表明该材料非常适合作为光子晶体光纤的芯体材料.     

压力作用对实芯光子晶体光纤特性影响分析

为了能使光子晶体光纤用于光纤压力传感器等无源器件中,采用弹光理论分析方法对压力作用下光子晶体光纤纤芯和包层中应力、横向结构和折射率分布的变化进行了理论分析和实验模拟,获得了压力作用下对光子晶体光纤中传播光脉冲的相位和模式双折射的影响的数据,采用相干干涉测量技术方法能测量光子晶体光纤中光脉冲相位和模式双折射的波动量值并进一步推算出作用在光子晶体光纤上的外界压力变化量。结果表明,光子晶体光纤可用作光纤压力传感器中的敏感元件。这一结果对光子晶体光纤在光纤压力传感器中的进一步应用是有帮助的。     

激光外差阵列探测中的全息光束整形

为了对远程目标进行高速，高分辨成像，发展了阵列激光外差探测，给了了激光外差阵列探测系统中全息光束整形的概念，提出了对发射激光光束整形的高设想。     

光纤激光器相干合成与谱合成比较研究

相干合成和谱合成是两种不同的光束合成方案,近年来均取得了显著进展。文章从对光纤激光器的基本要求、关键技术、可扩展性、光束质量、系统稳定性和光束控制等六个方面,对目前已经获得高功率且有望获得更高功率输出的两种典型方案进行了比较研究。     

光纤激光相干合成与谱合成的比较

相干合成和谱合成是两种不同的光束合成方案,近年来均取得了显著进展.为了比较系统地研究这两种新兴的光束合成技术,从光纤激光器的基本要求、关键技术、可扩展性、光束质量、系统稳定性和光束控制等6个方面,对目前已经获得高功率且有望获得更高功率输出的两种典型方案进行了比较研究.结果表明,基于主振荡功率放大器结构的相干合成方案和谱合成方案均难以同时获得高功率、高光束质量的激光输出.对于不同的应用场合,需要在高功率和高光束质量中选择较好的平衡点.     

新型光束匀化激光红外热成像检测系统及应用

激光红外热成像检测方法具有检测距离远、检测速度快、检测结果可视化等优点,在纤维增强复合材料缺陷检测领域具有广阔的应用前景。为消除由于激光加热不均造成的检测能力较低等问题,本文提出和研究了一种基于衍射分束原理的激光光束整形和匀化方法,在此基础上开发了便携式光纤耦合光束匀化激光红外热成像检测系统,并将其应用于航空碳纤维增强复合材料结构快速检测上的应用研究,计算及实验结果表明该方法及系统大幅提升了激光光束的均匀度,有效消除了由于加热不均造成的背景噪声,提高了缺陷的检出率,可以实现对纤维增强复合材料内部分层脱粘缺陷和冲击损伤等的有效检测。与现有商用红外热成像检测系统相比,所开发系统具有更高的检测性能。     

Bright Second Harmonic Emission from Photonic Crystal Vertical Cavity

This study presents photonic vertical cavities consisting of nonlinear materials embedded in photonic crystals (PhCs) for resonantly enhancing second harmonic generation (SHG). Previous attempts at SHG in such structures have been limited to efficiencies of 10⁻⁷ to 10⁻⁵, but a high SHG efficiency of 0.28% by constructing a vertical cavity with a lithium niobate membrane placed between two PhCs is demonstrated, which exhibits high-quality resonances. The results open up new possibilities for compact laser frequency converters that can have a revolutionary impact on the fields of nonlinear optics and photonics.     

多光束照明方式对平滑光强起伏效果的影响研究

基于多光纤耦合输出半导体激光作为照明光源的主动成像系统比较了多束非相干聚焦光束和准直光束平滑光强起伏的效果,分析了两种光束受湍流引起的光束短期扩展和束心抖动的异同,为多光束照明方式提供了参考。采用相位屏近似方法模拟激光大气传输,模拟结果表明对这种主动成像系统采取准直发射方式可以有效平滑光强起伏,而聚焦发射方式则不能实现此目的。     

基于凹面光栅的光纤激光谱组束系统设计

光纤激光谱组束技术是实现大功率、高质量光纤激光输出的有效手段。在传统的外腔谱组束系统中,离轴阵元的效率下降限制了其组束潜力;在基于PTR布拉格光栅的谱组束系统中,随着组束阵元数目的增加,系统复杂程度、体积和重量随之增大,限制了其应用范围。针对当前谱组束系统中存在的诸多问题,采用凹面光栅作为色散元件构建新的谱组束系统。凹面光栅同时具有衍射分光和聚焦的功能,应用于谱组束系统中不仅可以解决离轴阵元效率下降问题,而且降低系统的复杂程度,有利于输出稳定性的提高。     

基于偏振折叠的光纤耦合实验研究

基于二极管激光器mini-bar的光纤耦合方式是一种降低耦合系统成本并提高整体转换效率的方法。提出一种偏振折叠的光束整形方式,并采用一种CW 50 W mini-bar进行了相关耦合系统的设计。针对mini-bar的特殊结构与散热需求,设计了针对mini-bar封装用的特种微通道冷却器,并通过封装实验结果验证设计有效。将10片封装在铜微通道冷却器上的CW 50W mini-bar组装成两列各5 bar的叠阵,实现了两列叠阵的激光束沿快轴方向的空间合成,合成后输出功率439 W,空间耦合效率97%。根据耦合系统的设计进行了400μm芯径、0.22 NA的光纤耦合实验,得到光纤输出端脉冲激光功率186.9 W,整体光光效率为52.2%。     

一种高速光纤声光调制器

该文介绍了应用于光纤传感系统中的高速光纤声光调制器的设计和应用。分析了影响光纤声光调制器调制速度的因素,介绍了高速光纤声光调制器的设计方法。最后采用氧化碲(TeO_2)晶体和小束腰光纤准直器得到工作波长1 550nm、光脉冲上升时间23.9ns、插入损耗2.9dB、通断消光比53dB的高速光纤声光调制器。     

全息记忆和Hamming网的新模型及其在汉字手写体识别中的应用

本文提出有注意力转移机制的改进型全息记忆网与快速收敛的Hamming网的新模型。报导了应用网络模型构造的汉字手写体及字符识别系统的实现。实验结果表明,在我们的实验前提下本模型与系统能有效地工作。