载波调制型大气光学湍流光纤测量系统的实验研究

介绍了利用载波调制型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流折射率起伏的原理,给出了载波调制信号的解调方法.实验研究表明,该系统测量大气折射率起伏方差的噪声水平为2.5×10-16.在真实的大气环境下,通过与传统温度脉动仪的对比测试分析表明,两者的探测结果无论在量级上还是在变化趋势上都有很好的一致性,这标志着大气湍流的光纤测量技术已初步迈入实用阶段.     

激光大气折射率结构常数测量实验与分析

在相距600 m的两地进行了静态激光大气传输实验,并对接收到的光强和光束到达角起伏进行记录.以每10min所记录的数据作为样本,计算出光强起伏方差和到达角起伏方差,并根据理论孔径平滑因子计算出点接收时的光强起伏方差,再分别根据光强起伏方差和到达角起伏方差计算出大气折射率结构常数.最后,得到一天之内大气折射率结构常数的变化曲线,并分析得出大气折射率结构常数在早晨和傍晚存在极小值.     

大气光学湍流廓线探测方法研究进展

激光在大气传输过程中,由于湍流折射率的随机起伏会引起波前畸变、光斑漂移、闪烁等一系列光学湍流效应,因此严重制约了遥感成像系统和激光通信技术的发展.通过分析大气光学湍流对多个领域的影响,指出了探测大气光学湍流廓线的重要意义.要想获取光学湍流的时空分布规律并准确评估光学湍流对光学成像或激光传输系统的影响,就必须对光学湍流进...     

对流层折射率起伏的基本规律

详细叙述了对流层析折射率起伏的统计分析方法和对流层折射率的测试及处理方法。经对折射率仪飞行测量数据和地面测量数据的统计分析，知折射率起伏在空间某一高度上较强；就同一地区而言，尺度和强度都是夏季较大冬季较小，春秋两季相仿并处于夏季和冬季两者之间；折率起伏随地区存在着量值的差异，然而起伏的基本规律一致，起伏强度和尺度均随取样蔷长而变大。     

大气边界层折射率结构常数时间序列分析

在长期的大气光学湍流实际测量中发现,折射率结构常数本身也是起伏变化的,它不但有随太阳的升落而带来的日变化,在短时间内也会有较大的起伏和变化.本文对实际大气边界层测量的结果,用相关分析和谱分析的方法研究了大气折射率结构常数的时间序列.因为折射率结构常数表示的是大气光学湍流的强度,因此通过对折射率结构常数的分析,可以得到结构常数的特征时间尺度,加上风场的资料,可以得到边界层中湍流涡旋的特征尺度,了解大气光学湍流的间歇性.用这种方法分析了不同时间和几个不同高度上的特点,试图对大气光学湍流进行较全面的分析,为实际工程应用提供参考.(PG7)     

海域条件下大气折射率结构常数估算方法研究

针对海域条件下,激光通信大气折射率结构常数C2n估算方法存在的固有问题,提出了采用多项式拟合和支持向量机的方法进行C2n估算模型修正,从理论上改进了起伏方差和闪烁方差模型中结构参数依据经验的取值方式,进而搭建观测平台进行验证性实验.实验结果表明:在相同的大气环境条件下,采用多项式拟合和支持向量机方法进行C2n估算,其一致性要优于经典的估算模型,同时支持向量机方法较前者估算一致性优势明显.因此,本文提出的C2n估算方法可以为定量评价试验海域大气湍流程度提供理论依据.     

近场光学存储器

近场光学存储器采用了纳米高新制作技术,具有极高的读出速度和极高的存储密度。本文介绍了近场光学“头”、近场光学记录方法、记录机理和处理方法以及T比特光盘的制造技术和结构。     

激光跟踪测量系统大气折射率修正方法'

自行研制的激光跟踪测量系统使用激光干涉和绝对测距两种方法进行精密测距,激光测距精度受大气折射率补偿精度的直接影响.以修正后的Edlen公式为基础,将最小二乘方法引入大气折射率计算公式,提出了使用大气压力(Pa)、大气温度(℃)和大气相对湿度(%)为参量的低阶分段大气折射率修正公式,经误差分析,新公式的不确定度为士3.5...     

介质加载表面等离激元的近场光学观测

利用扫描近场光学显微术(SNOM),观测并分析了基于银膜衬底上CdS纳米带的介质加载表面等离激元(Dielectric-loaded Surface Plasmon Polariton,DLSPP)的激发现象.通过SNOM可以观察到纳米带不同位置的光致荧光光谱峰位有30 meV的红移量.利用Franz-Keldysh效应可以很好地解释能量红移的产生.有限时域差分法的模拟结果进一步验证了实验中观测的现象.这种DLSPP的激发结构,对于光子集成电路及基于等离激元的微纳器件波导有实际意义.     

超分辨近场结构之纳米光刻技术

超分辨近场结构(Super-RENS)是在传统的超分辨光盘技术和近场光学的基础上发展起来的新技术.介绍了超分辨近场结构的基本原理及其在纳米光刻方面的应用,拓展了超分辨近场结构的外延:在近场范围内,能实现超过衍射极限的纳米多层膜结构.局域表面等离子体效应在高密光存储、纳米光刻等纳米光子学研究领域具有重要的科学意义和应用价值.     

超分辨近场结构光盘的研究进展

超分辨近场结构(Super-RENS)光数据存储方案在近场超高密度光数据存储方面具有巨大的发展潜力和广阔的发展前景。在此方案中,超分辨结构的非线性层起着至关重要的作用。本文简述了Super-RENS光盘中两种类型光盘的结构及优点,并着重介绍了其工作机理的研究进展。     

近场光学显微镜对介质球的最佳分辨研究

利用麦克斯韦电磁场理论和偶极近似方法,导出了光场与介质球的相互作用常数,证明了近场光学显微镜对介质仍然存在最佳分辨,最佳分辨效果出现在近场与远场相消的位置.     

Development and prospect of near-field optical measurements and characterizations

Scanning near-field optical microscopy (SNOM) is an ideal experimental measuring system in nano-optieal measurements and characterizations.Besides microscopy with resolution beyond the diffraction limi...     

Damping vibration of scanning near-field optical microscope probe using the Timoshenko beam model

The effect of interactive damping on the flexural vibration frequency for the scanning near-field optical microscope (SNOM) fiber probe based on the Timoshenko beam theory, including the effects of shear deformation and rotary inertia, has been analyzed. In the analysis, the effects of the transverse contact stiffness, damping factor and the ratio of different probe dimensions on the damping vibration frequency were studied. The results show that increasing the ratio of probe length to radius increases the damping vibration frequency of mode 1. Besides, the damping vibration frequencies, based on the Bernoulli-Euler beam theory and the Timoshenko beam theory, are compared. When the contact stiffness is very large for the higher modes, the effects of shear deformation and rotary inertia on the frequency becomes significant. Furthermore, increasing the damping factor increases the vibration frequency. The trend is more obvious, especially dimensionless damping factor η_f>0.4.     

Ag纳米粒子点阵的表面等离激元共振特性调控

通过纳米粒子束流气相沉积方法在衬底表面沉积稠密银纳米粒子点阵。通过对纳米粒子覆盖率的精细控制与纳米粒子点阵消光谱的实时监测,实现了其表面等离激元共振峰频率的系统调控。随着Ag纳米粒子密度的增加,点阵的表面等离激元共振波长发生红移,可逐步由小于400nm增大到570nm以上。研究发现,表面等离激元共振波长的变化与随纳米粒子沉积量增加而增加的紧密相邻的纳米粒子对的百分数相关。     

拖曳法测量微粒光阱力和光阱刚度的实验研究

采用聚焦激光束拖曳扩散悬浮在液体中透明的电介质小球,对3种半径范围从0.5μm到22.0μm的微粒进行了最大横向光阱力的测量,得到了PN量级的光阱力。对于其中尺寸较大的聚甲基丙烯酸甲脂(PM-MA)小球,测量了不同拖曳速度下球心偏离光阱中心的位移Δx,计算了该条件下的光阱刚度。对光阱外缘区也进行了光阱力测量,并得出光阱力随Δx的变化关系以及光阱力的作用范围。对同一实验条件下不同半径酵母菌的最大光阱力及光阱刚度的比较测量发现,随着酵母菌半径变大,在液体中匀速运动的临界速度变小,受到的最大光阱力变大,但光阱刚度降低。     

非线性光学效应在激光大气传输补偿中的应用

简要介绍了利用非线性光学效应实现激光大气传输补偿的基本过程,分析了非线性光学效应在激光大气传输补偿中的应用现状及可能的发展趋势。最后还简要介绍了国内在这个方向上开展的工作和进展情况。