光学谐振腔的失调特性

本文对失调光学谐振腔的各种理论和应用作了评述和分析。给出了失调灵敏度参量D的一般定义,着重以高斯光束和衍射积分理论来讨论失调灵敏度参量的物理基础和实验结果。     

等价光学谐振腔的特性分析

本文同时采用矩阵光学理论及衍射积分理论，详细地分析了在稳定腔及非稳腔情况下，一般多元件谐振腔的等价腔的特性，得到了一些重要结果，并对这些结果进行了细致的讨论．     

等价光学谐振腔的特性分析

本文同时采用矩阵光学理论及衍射积分理论，详细地分析了在稳定腔及非稳腔情况下，一般多元件谐振腔的等价的特性，得到了一些重要结果，并对这些结果进行了细致的讨论。     

离子束溅射法制备碳化锗薄膜的红外光学特性和力学特性（英文）

采用离子束溅射法通过在CH4和Ar的混合气体中溅射Ge靶材制备碳化锗(Ge_(1-x)C_x)薄膜.分别通过原子力显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱以及纳米压痕测试研究了薄膜的表面形貌、化学结构、光学特性和力学特性.同时分析了制备薄膜时的离子源束压和薄膜性质之间的关系.结果表明,薄膜的粗糙度随束压的增大而减小.在较高束压下制备的薄膜含有较少的C元素和较多的Ge-C键.薄膜具有非常好的红外光学特性和力学特性.薄膜在较大波长范围内具有良好的透光性能.C元素含量随着束压的升高而降低,进而导致薄膜的折射率在束压从300 V增大到800 V的过程中逐渐升高.薄膜的硬度大于8GPa.由于薄膜中的Ge-C键代替了C-C键和C-Hn键,薄膜的硬度随束压的增加逐渐增加.     

非中心轴对称光学谐振腔的特性

本文将矩阵法与衍射理论有机地结合起来,推导出非中心轴对称光学系统的传输矩阵,并给出此类光学谐振腔的高斯场分布,腔的稳定性判据及菲涅尔数计算公式。     

利用模糊算法实现光学谐振腔锁定优化（特邀）

光学谐振腔不仅可以增强激光和物质的相互作用,而且能够抑制激光的噪声,是开展精密测量、量子光学等研究的重要工具。激光和光学谐振腔共振的稳定锁定是其应用的关键。然而,在实际环境中锁定效果会受机械振动、温度变化等因素的影响。提出了将模糊算法应用于PDH （Pound-Drever-Hall）技术,使比例积分微分控制器的三个参数能够根据外界环境变化进行调节以实时获得最优参数,有效提升了光学谐振腔的锁定的抗干扰能力。如果外界干扰仍然过大以至于失锁,系统可以使其自动重新锁定。该系统有效增强了光学谐振腔的实用性,为光学谐振腔在精密测量、量子光学实验中的应用提供了技术基础。     

Fe_3O_4/TiO_2核壳结构胶体光子晶体的光学传输特性分析（英文）

通过时域有限差分方法(FDTD)计算了核壳结构胶体光子晶体的光学传输特性.这一核壳结构是由低介电的Fe3O4核与高介电的TiO2壳构成的.计算结果表明,阻带的行为受到材料介电常数和核壳比的调控.随着材料介电常数的增加,阻带不断红移,并且带宽不断增大.当核壳结构的整体尺寸一定时,随着核直径的增大,阻带不断蓝移,并且在核壳结构直径与核直径之比为150 nm∶130 nm时,带宽最大,达到33.4%;当核尺寸一定时,随着核壳结构整体尺寸的增大,阻带红移.在Fe3O4@TiO2核壳结构中,能够出现阻带的TiO2壳层的最小厚度是3 nm.     

航空光学成像气动光学传输效应计算研究综述（特邀）

随着更高的需求和科技发展推动航空飞行器工作速度的提高,航空光学成像的机动、灵活等特点显现更加突出,但实现高质量、高分辨率成像的技术难度也极具挑战性。飞行器与高速气流之间的复杂作用产生气动光学效应,光波或光束经过复杂流场与光学窗口时受到强干扰,为此吸引了众多科学家开展多学科交叉融合的相关研究工作,取得了大量的研究成果,为试验测试和工程实践提供了有力支撑。文中从气动光学流场与光学窗口两方面的计算研究入手,详细综述了气动光学传输效应的研究进展,归纳总结了相应的计算方法,综合当前技术发展趋势给出航空光学成像气动光学传输效应计算研究的思考和建议。     

贝塞尔晶格中高斯光束的传输（英文）

通过数值仿真研究了高斯光束在贝塞尔晶格中的传输特性,贝塞尔晶格是在光折变晶体中通过光诱导产生的。在有晶格和无晶格的情况下,高斯光束的传输特性有很大差别。高斯光束在均匀介质中传输时会呈现出线性衍射和自聚焦现象,当晶体中存在晶格时,光束可以克服光在均匀介质中的衍射和自聚焦效应,在不同的初始输入条件下,高斯光束在传输的过程中会演变成一个环形孤子或者圆形孤子。     

基于光学混频的双波长红外信号（英文）

采用宽带宽的光脉冲在铷原子蒸汽中产生两个红外波段双波长的光信号,观察到两个红外光信号间存在竞争。研究了泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度对两个红外光信号特性的影响。结果表明,两个红外光信号产生于两个耦合的参量六波混频过程;信号的强度随泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度发生变化,两个波长红外光信号间的竞争主要由与铷原子数密度相关的相位匹配条件所决定。     

基于新型双模圆谐振腔的高选择性毫米波滤波器（英文）

提出了一种新颖的高选择性毫米波带通滤波器及其设计方法.在圆谐振腔的侧壁加入槽型微扰结构,通过调节微扰小槽的角度可以控制滤波器带外传输零点的位置,从而实现了带宽可调、高选择性的双模圆谐振腔带通滤波器.根据该滤波器结构、理论分析和仿真设计基础,研制了在V波段滤波器样品并进行了测试.实验结果与方正吻合得良好.与传统双模圆腔滤波器相比,所提出的滤波器不需要额外的调节结构,其设计方法简单,选择特性高,结构紧凑,具有一定的工程价值用于高性能平面化毫米波滤波器的设计.     

具有振动免疫特性光学谐振腔设计方法研究

窄线宽稳频激光是研制光学原子钟、引力波探测、 光学频率合成器以及低噪声微波源等研究的核心部分,由振动噪声引起的频率噪声已成为实 现具有更窄线宽、更高频率稳定度 激光的主要限制性因素。本文利用Ansys有限元分析的方法,通过优化参考腔的切割深度和 支撑位置以及ULE环的尺寸,使得腔镜在振动作用下保持平行同时腔镜各点均具有较低的振 动敏感度,避免了由于装配误差引起腔长变化的问题。在对光学参考腔几何尺寸优化设计后,对光学谐振腔不同频率处的振动敏感度进行测试及分析,结果表明在最佳支撑位置下空间三轴方向的振动敏感度均可被抑制至 10－10 g－1量级,实验结果和仿真结果相吻合。此方法为振动免 疫结构腔体的设计提供了一种思路,也为进一步实现具有更高频率稳定度、更窄线宽激光奠 定了基础。     

谐振腔光学参数的测量

由光学谐振腔的透射谱、反射谱特性定义了透射－反射比值谱函数，通过对其精细度的测量，可精确求出谐振腔的光学参数，并通过实验测定了简单光学谐振腔的光学参数。     

光纤微球谐振腔回音壁模式光学特性的研究

从麦克斯韦尔方程出发,分析了介质微球谐振腔支持的回音壁模式(WGM)分布,针对光纤微球谐振腔这种实现回音壁模式的方式,进行了理论研究和通信传输实验系统的搭建,并阐明了优化的方向,仿真结果表明,实现激发回音壁模式的耦合与传统光波导谐振腔通信传输系统相比,光纤微球谐振腔的回音壁模式通信传输系统具有更深刻的物理内涵和应用价值。     

光栅—谐振腔复合结构中的史密斯—帕塞尔辐射（英文）

提出了光栅—谐振腔复合结构.利用光学理论和粒子模拟方法研究了这种光栅—谐振腔复合结构中的史密斯—帕塞尔辐射的输出特性.结果显示:利用这种装置可以产生太赫兹波段的可调谐相干史密斯—帕塞尔辐射.这种光栅—谐振腔复合结构具有下列优点:它可以把一定发射角和任意方位角的史密斯—帕塞尔辐射同相位反馈到电子束,对电子束进行调制.     

波导耦合回音壁模式光学微球腔结构耦合特性分析（英文）

提出了一种耦合微球和波导系统的有效方法,并在数值和实验上进行了论证.为了研究微球腔和波导系统的耦合特性,首先通过耦合模理论研究了这个系统的2D模型.通过有限时域差分法设计了一个数值仿真系统.在快速傅里叶变换(FFT)处理样本数据后,得到了波长范围从600 nm到1 000 nm的相对强度谱曲线和传输谱曲线.在实验中,采用熔融单模光纤顶端的方法制得了石英材料微球腔.采用热拉技术制得了锥形光纤,用来作为激发微球腔中回音壁模式的波导.测试了这个微球腔-锥形光纤耦合系统,通过优化微球腔与锥形光纤的相对位置得到其品质因数高达2.3×106,耦合效率高达92.5%.这些耦合特性可以很好地用理论结果解释.这些特性表明了其在实际微腔传感和微型激光器中极具潜力.     

热氧化法制备ZnO薄膜及其特性研究

用热氧化金属Zn膜的方法在Si(111)衬底上制备ZnO薄膜。X射线衍射结果表明,500℃氧化的样品的结晶性能最好。随氧化温度的升高,薄膜内的应力方向在450~500℃之间发生转变,从沿c轴的张应力变为压应力。500℃氧化的样品的室温光致发光(PL)谱中,紫外峰的半高宽为94.8meV,其强度与深能级发射强度之比高达162。氧化温度超过700℃后,样品的PL谱以深能级发射为主,对此现象产生的原因进行了讨论。     

（英）离子束溅射法制备碳化锗薄膜的红外光学特性和力学特性

采用离子束溅射法通过在CH4和Ar 的混合气体中溅射Ge靶材制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜.分别通过原子力显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱以及纳米压痕测试研究了薄膜的表面形貌、化学结构、光学特性和力学特性.同时分析了制备薄膜时的离子源束压和薄膜性质之间的关系.结果表明,薄膜的粗糙度随束压的增大而减小.在较高束压下制备的薄膜含有较少的C元素和较多的Ge-C键.薄膜具有非常好的红外光学特性和力学特性.薄膜在较大波长范围内具有良好的透光性能.C元素含量随着束压的升高而降低,进而导致薄膜的折射率在束压从300 V增大到800 V的过程中逐渐升高.薄膜的硬度大于8 GPa.由于薄膜中的Ge-C键代替了C-C 键和C-Hn键,薄膜的硬度随束压的增加逐渐增加.