微波电离层传播特性研究

微波易于实现窄波束定向通信,其在电离层中的传播时受大气折射的影响,波束传播的方向会产生弯折。因此,微波的传播特性主要由大气折射率的变化决定,而大气折射率与相应传输层面的电子浓度有关。通过对线性条件下电离层临界频率和大气折射率公式的推导,并结合电离层电子浓度经验分布模型对电子浓度和大气折射率进行数值模拟,进而对电离层大气折射率的高度剖面图及其变化特性进行了分析,为微波卫星链路传播提供了理论参考。     

Ni+注入BiB3O6晶体光波导的折射率分布

在室温下,采用BiB3O6晶体,切向沿着(111)晶面方向制成大小为6 mm×8 mm×1.5 mm晶体样品。首次采用能量3.0 MeV、剂量为1×1014ions/cm2的Ni 注入到BiB3O6样品的抛光面,形成平面光波导。注入过程中,样品表面法线方向与入射离子束方向成7°角。采用的氦氖激光器的工作波长为632.8 nm,用棱镜耦合法观察波导的暗模特性,测量每个导模的有效折射率。     

强吸收衬底上薄膜厚度和折射率的测量新方法

提出了一种同时测量强吸收衬底上薄膜厚度和折射率的方法。对生长于强吸收衬底上的透明薄膜,提出在该薄膜上镀一层薄金属,形成金属-薄膜-强吸收衬底的类波导结构。由于小角度入射光在强吸收衬底上具有较强的反射率,使该结构可容纳一系列共振模。利用自由空间耦合技术和导出的共振模模式本征方程,同时确定透明薄膜的厚度和折射率。实验中测量了硅衬底上制备的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的折射率和厚度,测量的相对误差均小于10-3。该方法具有简便、可靠、可测量任意折射率薄膜的优点。     

Z-scan的基础理论及技术回顾

由Sheik-Bahe于1989年提出的Z-scan技术已经成为在非线性光学和材料科学领域里的一项非常有用的测量方法,它能简单而灵敏地测量非线性光折射率和吸收率.本文概要地讨论了Z-scan技术并介绍了它的最新进展,其中着重讨论了高斯分解法对此项技术的理论研究.     

关于三棱镜最小偏角的研究

为了弄清楚三棱镜的角色散并且利用三棱镜来测定各种不同玻璃的折射率,常常需要知道三棱镜的最小偏角,在摄谱仪中也常将三棱镜安装在接近最小偏角的位置.针对在什么情况下偏角为最小,给出了严格的数学推导过程与证明.     

大气折射对合成孔径雷达(SAR)成像距离向漂移和信号延迟的影响

推导了大气折射引起合成孔径雷达成像点距离向漂移及视线向测量距离与真实距离的误差表达式,并通过实测的北京地区对流层折射率剖面和我国电离层中等电子浓度剖面,对ERS成像点距离向漂移以及视线向测量距离与真实距离的误差进行了模拟计算。计算结果表明在一般的研究中成像点距离向漂移可以忽略不计;而测量距离与真实距离之间的误差显著,在高精度的地表形变和数字高程提取研究中应予以考虑。最后讨论了雷达电磁波在色散介质电离层中折射率对频率的响应。     

基于交替光栅光纤复合结构折射率传感特性研究

基于D型多模光纤表面沉积交替光栅构成了一种 光纤结构折射率传感器。利用传输矩阵法和时域 有限差分法FDTD协同研究了传感器透射光谱特性及共振吸收峰产生的机理。在优化设计结构 基础上探究 了折射率和温度双参量传感特性。研究结果证明,光纤复合结构具有双通道和超窄线宽双重 光谱特性;基 于两种共振模式折射率和温度的差异敏感性,选择两共振峰峰位波长作为信息载体,借助矩 阵方程获得温 度补偿后的折射率传感灵敏度和品质因数分别为562.8 nm/RIU和24.14/RIU。 该传感器结构简单,体积小,易于集成,同时可消除温度交叉敏感的干扰,更具实用性。     

三温区梯度化学气相沉积ZnS制备

红外热像仪可在全天候条件下实现目标识别,在安防、夜视辅助及红外测温系统等领域应用广泛,但红外热像仪成像质量和效果受制于ZnS红外光学镜头的品质和性能。文中采用自主研制的三温区梯度化学气相沉积（TTG-CVD）及退火热处理制备ZnS块体。采用X射线衍射表征出ZnS块体是立方闪锌矿结构,具有光学各向同性,可以满足后续在红外光学镜头中的设计需求。结合红外透过光谱获得ZnS块体在8~12 μm 长波红外波段的平均透过率达71.6%。ZnS块体在1.06 μm处的折射率均匀性为1.94×10?5。进一步采用光学冷加工和单点金刚石车削等工艺,制作出ZnS红外光学透镜和红外镜头。红外光学镜头在空间频率为20 lp/mm时,在半视场（0.5视场）和0.707视场的调制传递函数（MTF）接近衍射极限。红外成像系统在中心视场、0.707视场由像差引起的弥散斑均方根值（RMS）均小于像元尺寸20 μm,系统畸变小于1%,各项指标均达到实际使用要求。     

基于表面等离子体共振的光子晶体光纤折射率传感器的设计与分析

为了实现光子晶体光纤在近红外波段下的高灵敏度传感,设计了一种基于表面等离子体共振的光子晶体光纤(SPR-PCF)折射率型传感器。光纤内部的空气孔呈六边形排列,金纳米层完全包覆光纤外璧并与圆形待测物通道接触。利用有限元矢量软件COMSOL对SPR-PCF传感器的光学特性进行数值模拟仿真,得到不同待测物折射率的共振波长并绘制出纤芯损耗光谱,通过纤芯损耗光谱来对SPR-PCF传感器的传感特性进行分析。实验结果表明,其折射率测量区间为1.31~1.38,最大光谱灵敏度为104 nm/RIU,最大振幅灵敏度为200RIU-1,折射率测量精度为2.94×10-5RIU。