掺锡As2S8非饱和光阻断效应实验与机理研究

为了研究微量Sn掺As2S8非晶态薄膜波导非饱和光阻断效应的内在机理,采用双棱镜耦合技术,对波导样品进行了实验研究,在实验观测数据,分析了薄膜材料内部的化学键结构,结合电子能带理论和轨道杂化理论,建立了非饱和光阻断效应的动力学模型,并对实验数据进行数值拟合,得到了描述非饱和光阻断效应性质的参数。数值分析与实验结果吻合,说明本文模型能解释实验现象,揭示实验本质。     

基于有源光纤环路的光缓存单元

设计了一个低噪声的EDFA,结合0.8nm的窄带光滤波器,采用长为10439m的标准单模光纤,构成了一个有源光纤环路.对其输出特性进行了详细的测试,测试结果表明该系统具有良好的信号复制能力.基于此设计了一个光缓存单元,描述了其存储原理,定义了其单位缓存时间和最大缓存时间,实验表明该光缓存单元实现了光脉冲信号的缓存,单位缓存时间约为50 μs,复制光脉冲个数在500个以上,相应的最大缓存时间约为25 ms.     

激光诱导材料表面着色研究进展

概述了三种激光着色机理:氧化膜干涉着色,以纳秒激光为主要着色方式,具有成本低、工业应用成熟等特点;周期性结构衍射着色,除了传统的超快激光诱导条纹结构着色,近些年发展起来的多光束干涉着色,丰富了周期性结构的种类,又大大提高了着色效率,更加适用于工业应用;等离基元金属纳米结构着色,通过调节纳米结构的间距、纳米结构尺寸等参数,可以对单个纳米结构实现显色控制,因而可以打印出具有纳米尺度像素大小的超高分辨率彩色图案.根据各种着色机理,概述了激光着色在防伪标记、激光隐写、彩色全息图等领域的应用,并提出了激光着色面临的重复性和稳定性的共性问题,提出了下一步的研究方向,包括从理论上对工艺技术进行研究,提高模型与实际效果的一致性,优化工艺方式得到输入和输出的定量关系,提高着色效果和加工效率等.     

As2S8波导光阻断效应回复过程机理

实脸研究了纯As2S8以及掺杂As2S8非晶态薄膜波导光阻断效应的回复过程.分析了各样品内部的化学健结构,利用轨道杂化理论和电子能带理论,提出了光阻断效应回复过程的动力学方程,通过数值分析与实验结果的对比,得出该模型能够很好地解释光阻断效应的回复机理,揭示了实验的本质.     

受控等效光速减缓及其在磁场强度测量中的应用

提出一种基于等效光速减缓的光纤磁场强度传感方法,可用于细长型沿轴线呈线性分布的线圈的场强测量。工作时,多束激光可在光折变光纤内写入固定和移动两种光栅。将光纤置于特定磁场中,磁光效应导致部分光栅失效,从而改变了光速的等效减缓量。实测减缓量即可间接测得磁场强度值。     

高重频飞秒激光焊接石英玻璃

超短脉冲激光可以直接对玻璃进行焊接,不需要在两片玻璃之间添加吸收介质,也不需要对材料进行热处理,应用前景广阔。利用飞秒激光热累积效应成功实现了石英玻璃之间的焊接,研究了激光重复频率和激光功率对玻璃焊接质量的影响。石英玻璃焊接区由3部分构成,包括顶部的圆形空腔、中部的熔融区域和底部的线形损伤结构,石英玻璃的焊接强度是3部分结构共同作用的结果。实验表明:在保持激光重复频率为500 k Hz时,熔融区面积随着激光功率的增大而增大,但是焊接强度出现了先增大后减小的趋势;在保持激光功率为4.14 W时,熔融区面积和焊接强度随激光重复频率增长而减小。此外,还实现了铝硅酸盐玻璃之间和钠钙玻璃之间的焊接,并对不同成分玻璃的焊接端面形貌进行了对比。     

智能交叉算子遗传算法的新机制

分析了传统遗传算法中的交叉算子的作用与局限,认为正是交叉算子被赋予两个互相矛盾的任务,而使传统遗传算法的运行机制变得复杂。对交叉算子的功能进行简化,提出智能交叉算子,形成新的、简单的遗传运行机制。该机制认为,进化是由环境与个体共同实现的。基于这种思想,利用MATLAB编写了一个智能交叉遗传算法工具箱,并对该工具箱进行数值试验。结果表明该算法具有非常精确的全局求优的特点,克服了早熟收敛,且收敛速度较快。     

基于遗传算法的单个脉冲测速系统的数值处理

在传统的遗传算法中,交叉算子探索新的解空间与保存个体中的优良模式的性能不能同时达到最优,且在一定程度上破坏群体多样性。提出智能交叉算子改进了传统遗传算法,用于单个脉冲测速系统的数值处理。结果表明算法具有较高的精度,且计算速度较快;并指出复制信号个数为64时计算效果较优。     

信息传输对网络采样控制系统输入/输出的影响

信息传输如何影响网络控制系统的性能,是控制理论界尚未解决的重要问题之一.本文尝试采用Shannon提出的失真评价函数、统计偏差和熵的定义,结合传统采样和网络传输理论,从统计概率的角度,证明了当网络传输受限时,网络采样控制系统性能损失和传输采样信息量之间存在倒数关系,建立了定量计算网络带宽变化量改变控制系统输入输出的方法.并通过Simulink中Truetime网络系统仿真软件验证了该方法的有效性.     

超快激光微加工表面瞬态温度的黑体辐射法测量

采用单脉冲飞秒激光辐照单晶硅片和铜板，在材料表面产生烧蚀，并激发黑体辐射光谱。利用ICCD在纳秒尺度对激光诱导等离子体的辐射光谱进行测量，使用最小二乘法将采集光谱与普朗克曲线进行拟合，并用有限差分热扩散模型对温度变化曲线进行拟合，证明了黑体辐射法测量飞秒激光加工材料表面激光诱导等离子体温度的有效性。采用单脉冲激光（中心波长1030 nm，脉宽184 fs,1 mJ单脉冲能量）分别加工单晶硅片和铜板表面，测量了纳秒尺度时间分辨的激光诱导等离子体温度。对于单晶硅片和铜板，测量到以零时刻为中心的平均温度分别为231000 K和226000 K，衰减弛豫时间分别为4.41 ns和2.97 ns。