基于光克尔效应的时间分辨荧光光谱测试系统

基于光克尔效应的时间分辨光谱测试技术主要用来研究发荧光的物质在受到激光照射时所表现出的瞬态行为信息。其主要思想是以空间函数来代替光学的响应时间函数,而其响应时间是通过两束光脉冲的相对时间差体现的。我们通过控制光学延迟可以控制两束光脉冲的时间差,并最终得到荧光物质受到激发光照射时表现出的瞬态行为信息。本文设计了一套基于光克尔效应的时间分辨光谱测试系统,其中光学延迟的软件控制系统由c#语言开发而来,通过控制直线精密滑台来实现光学延迟的控制。同时,考虑到样品的不同区域可能具有不同的性质,本文同时设计了一套由易语言开发的、能控制样品移动的软件控制系统,主要通过控制二维滑台来实现。     

聚腈分子的飞秒时间分辨光克尔效应

本文利用飞秒时间分辩光克尔效应，对主链为Ｃ＝Ｎ结构的两种共轭聚腈高分子的溶液和薄膜进行研究，所测得的时间分辨光克尔信号均表现为超快响应。     

基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线性偏振椭圆旋转(NER)效应,可实现超低阈值的光限幅输出,同时将非线性偏振椭圆旋转和自聚焦效应相结合,可保证器件在较大动态能量范围内具备限幅功能,该器件具备响应速度快、适用光谱范围宽的优点。系统阐述了NER效应的基本原理,并利用飞秒脉冲激光验证了基于NER和自聚焦效应的光限幅器的限幅性能。     

用克尔快门测量与脉冲宽度相比拟的克尔液体的弛豫时间

本文介绍一种当克尔液体的弛豫时间与脉冲宽度相比拟时,用克尔快门测量克尔液体弛豫时间的方法。     

适用于时间分辨荧光免疫分析仪的激发光系统

设计了一种能产生高频脉冲光的激发光系统。光源利用特制的高压Xe灯，Xe灯电源设计了时间、能量控制电路，解决了高频脉冲光脉宽较大的问题，使Xe灯能产生稳定的高频短脉冲光，再加上特别设计的石英透镜组，本激发光系统可得到光谱线范围可选的、脉冲宽度54μs和紫外能量大于200μW的1kHz的脉冲光。     

飞秒时间分辨质谱技术在超快动力学中的应用进展

飞秒时间分辨质谱技术是飞秒抽运-探测技术与飞行时间质谱技术的结合。可以测得在不同抽运-探测时间延迟下,分子电子激发态电离或解离而来的离子质谱; 不同抽运-探测时间延迟下,质谱信号强弱的变化反映了激发态布居数的时态信息; 给出了分子激发态和里德堡态中准确的寿命信息、分子激发态势能面非绝热耦合信息以及分子过渡态信息。介绍了飞秒时间分辨质谱技术在分子激发态研究中的最新应用进展,以及在里德堡态解离、异构化、内转换、系间交叉等超快动力学过程研究中的最新进展。指出飞秒时间分辨质谱技术将在一些新现象的研究中发挥重要的作用。     

飞秒强激光超快烧蚀动力学过程的时间分辨研究

利用抽运-探测超快时间分辨阴影图方法研究了高强度飞秒激光脉;中烧蚀固体靶的动态物理过程.首次实验证实了40 J/cm2.50 fs激光脉冲烧蚀固体靶是一个同时涉及超快加热与超快光机械作用的复杂物理过程.该结果为深入揭示和理解超短脉冲激光烧蚀固体物质特别是金属材料的动态物理过程提供了新的关键性启示.     

冲击光谱的多通道时间分辨测量

利用光学多道分析仪（OMA）面阵CCD结构,采用光同步触发技术,建立了冲击波阵面时间分辨光谱测试系统,时间分辨20ns,并实际测量了冲击氩气的时间分辨光谱,结果表明,在冲击到12000K温度下,氩气有带状辐射光谱,没有观察到线谱,同步技术和时间分辨设计是研究的重点。     

超快时间分辨漫反射法组织光学特性的测量

本文简要介绍一种以时域中的漫射理论为基础，应用超快技术测量漫反射度曲线Ｒ（ρ，ｔ）获得组织吸收系数μ２和传输散射系数μ＇５的方法，该法可望在临床上无损、快速、实时地测量活体组织光学特性，将具有广泛的应用前景。     

近红外光学膜厚监控系统的研制

在光学真空镀膜膜厚监控过程中,近红外波段信号弱、外界干扰大、信噪比低,难于检测监控.运用相干检测、锁相放大原理,在光学真空镀膜机可见光波段监控系统的基础上,研制了锁相放大器和改装近红外探头组成的近红外光学膜厚监控系统,成功实现近红外膜厚监控信号的压噪、放大、滤波和检测监控.     

基于圆盘积分的体积光学测量系统设计

在不规则物体的体积测量中,用量杯进行人工测量是常用的一种方法。以不规则四棱锥的体积测量为例,结合激光学原理和CCD传感器成像技术,提出一种快速的自动测量方法。该方法利用TMS320F28335高速数字信号处理芯片作为主控电路,采用激光三角法和微积分中的圆盘法,实现不规则四棱锥的体积测量。该方法综合考虑了CCD 传感器动态成像时云点坐标的自动采集误差,并通过补全和最小二乘法来提高自动检测的精度和稳定性。实验结果表明,该系统的相对测量精度达到94%以上。     

基于受激光子回波的光相关器研究

相关运算在通信、存储和信号处理中占有非常重要的地位,针对电路相关器运算能力的不足,提出了一种新的光学实时相关器实现方法,将傅里叶变换与光全息技术相结合,利用受激光子回波现象来实现相关运算,从理论上分析了受激光子回波的产生机理,介绍了光相关的实现方法,给出了利用光相关实现路由选择的方案,阐明了这种技术在光纤通信中的潜在应用价值.     

牛奶光学特性参数的单积分球法测量

设计了单积分球系统测量牛奶光学参数。系统采用自行没计的准直光路以使系统更好地符合逆倍增法(IAD)的模拟边界条件,采取双光路补偿及光源调制的方法以提高系统的测量精度及信噪比。测量得到了脱脂奶、部分脱脂奶和纯牛奶在632．8nm及1064nm处的光学特性参数．与漫射理论计算得到的光径向分布及漫反射系统测量的结果符合很好。     

组织光学特性的时间分辨蒙特卡罗仿真研究

组织的反射、透射和散射光检测都包含着组织的内部信息,可发展成为无损检测以及癌症早期诊断的重要手段,有着极为重要的意义。时间分辨蒙特卡罗模型能够预测组织的时间分布光学特性,具有精度高、灵活性强的优点,能适用于多种组织。但传统的蒙特卡罗模型中采用的Henyey-Greenstein(HG)相函数存在一些问题。介绍了基于米氏理论的米氏相函数。利用几种相函数进行时间分辨蒙特卡罗仿真并与实验结果进行对比。结果表明,米氏相函数比HG相函数更能真实地体现人体组织的漫反射特性,但由于米氏相函数与组织的散射颗粒尺寸相关,而组织的散射颗粒大小不一,针对不同的组织有不同的颗粒分布模型,因此应用于具体模型时散射颗粒模型的选择会有一些困难。     

基于光纤弯曲的光信号窃取方法研究

提出了基于光纤弯曲的光信号窃取方法,即“剥光缆,弯光纤,取信号,解信息”。通过推导光纤弯曲泄漏公式和考察两类光信号窃取影响因素,得出实施光信号隐蔽窃取所需的最佳光纤弯曲半径。在此理论指导下,设计了光信号窃取系统框架结构,并搭建了光信号窃取实验系统。理论和实验证明：光缆光信号窃取方法具有可行性,且隐蔽性好、不易被检测和发现。     

基于扫描激光器和光放大的100 km光纤布拉格光栅传感系统

提出了对基于扫描激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统进行掺铒光纤(EDF)/双波拉曼混合放大的方法,大幅度提高了该光纤布拉格光栅传感系统的传输距离。该方法以高功率扫描激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声双向放大,再利用系统中间的两段掺铒光纤,将剩余的拉曼抽运功率用来产生自发辐射光和放大传感信号,使得整个系统能在超长的传感距离上获得良好的信噪比(SNR)。实验表明使用一台扫描激光传感分析仪、一只170mW的拉曼抽运和一只2W的拉曼抽运,可以使传感距离达到100km以上,并且传感系统的光纤布拉格光栅反射信号均能获得超过7dB的良好信噪比,从而实现在超长距离上的光纤布拉格光栅传感。     

变占空比脉冲测量非线性光环镜阈值特性的实验研究

光阈值器件是多用户光码分多址(OCDMA)系统接收机中抑制基底噪声和互相关旁瓣峰的重要部件。非线性光环镜(NOLM)是实现光阈值的一种有效方法。对基于高非线性光纤(HNLF)NOLM的阈值特性进行了实验研究及数据分析,提出利用改变抽运脉冲占空比分析阈值特性的方法,实验发现抽运脉冲占空比D为1/25时出现阈值点,阈值功率为3.75W。讨论了抽运光与信号光的波长间隔对NOLM输出信号的影响,得出阈值点处的最优波长间隔为5.8nm,脉冲压缩量为114.47ps。实验搭建了接收机阈值系统,眼图分析表明该系统能较好地抑制噪声。