飞秒激光的无惯性扫描与显微成像

声光偏转器作为扫描器件没有机械惯性,具有扫描速度快、稳定性好的优点,但扫描飞秒激光受限于声光效应与晶体严重的空间色散和时间色散.采用单个棱镜同时补偿了这两种色散,实现了飞秒激光的无惯性扫描,并成功建立了飞秒激光快速随机扫描显微成像系统.另外还发展了高斯飞秒激光经角色散后的时空演化理论.     

提高声光偏转器空间分辨率的方法研究

由声光偏转器件（AOD）和四像限探测器（QD）组成的闭环光束跟瞄系统与以往的快速反射镜（FSM）和四像限探测器组成的跟瞄系统相比，具有带宽高、功耗低、重量轻、体积小、重复性好和控制简单可靠等优点。然而，随着控制光束偏转的超声波频率变化的加快，单声光偏转器件（SAOD）的空间分辨点数会随之下降，影响光束控制的精度。提出了一种新型的快速、非机械、高精度光束偏转方法，采用二级声光偏转器件（DAOD）进行光束控制，与一级声光控制器相比具有更快的光束控制速度，更高的空间分辨点数和更宽的扫描范围，可以显著提高光束跟踪的速度和精度。同时还提出了一种求静态和动态分辨点数的方法，并与实验数据进行了比较、分析。     

光子晶体光纤在光通信中的色散补偿应用

通过合理设计可使光子晶体光纤具有较大的负色散,利用这一特性可以制作新型光纤器件,用于现代光纤通信系统的色散补偿,这可大大缩短色散补偿光纤的长度。阐述光子晶体光纤在现代宽带光通信系统的色散补偿技术中的应用潜力,并说明如何设计光子晶体光纤的几何结构来补偿目前商用光通信系统中传输光纤的色散。     

基于光强选通成像的液晶透过谱研究

为了更好地将液晶器件应用于选通成像系统中,从理论上推导出了液晶器件透过率与波长、折射率、电压之间的关系。从双折射率与光强的关系定量分析了扭曲向列相液晶的色散效应。用光栅光谱仪选择380～1100nm波段,以SONY公司LCX023CMT型号的TFT-LCD为样品,测试了液晶器件在不同灰度级和波长下的透射率。研究结果表明:液晶器件在可见光波段色散较小,随着灰度值的增加,色散增大;通过自制的光强局部选通成像系统对同一物体进行了对比拍摄,选通后的照片表明液晶器件的色散对成像质量影响不大;该液晶器件对红外光线有近12%的透过率,证明其可以实现近红外波段的强光局部选通成像。     

导波结构的声光互作用与声光器件(一)

在各种固体介质中,光波与声波的相互作用,随着激光的问世与高频超声技术的发展,十几年来已为人们广泛地研究.许多实用的体波结构的声光器件(声光调制和声光偏转器等)也已研制成功.由于集成光学的发展,从1970年Kuhn等人第一次报导了导波结构的声光衍射实验以来,关于导波结构的声光互作用和声光器件的研究越来越多.这种新型的声光器件,由于光导波的导波特性使其与体波结构的器件相比,具有功率密度大、声光互作用的长度较长以及导波的色散可以控制等优点,在制作工艺上,这种器件采用薄膜平面工艺,可以制成小型化,并有利于成批生产.因而,导波结构的声光器件,在集成光学中可以作为一种有效的控制光束(光调制、光开关和光偏转)的元件.     

声光偏转工作模式及其应用研究

从声光偏转器对光束产生偏转的原理进行了讨论.根据声光偏转器件的工作方式分别归纳和介绍了声光偏转器在各个领域的应用研究.并提出了利用声光偏转器实现时间域信号向空间域转换的新思想.     

声光器件的动态特性及其对激光测速的影响

在光电混合反馈激光测速系统(OEHF—LDA)和声光扫描激光测速系统(AOS—LDA)中，起光学频移作用的声光调制器和控制测量位置的声光偏转器均处于变频工作模式，因此声光器件的动态特性对系统的性能具有重要的影响。该文从理论分析、数值计算和实验研究入手，具体讨论了声光器件的动态响应特性，它可用具有纯滞后的一阶非周期环节来表征，并深入分析了声光器件的滞后特性对变频光学频移LDA系统的影响，最后提出了对变频声光器件调节的基本要求。     

硅基光子集成宽带大色散延时芯片（特邀）

集成、宽带、大色散延时的器件在微波光子滤波、真延时相控阵天线等领域有着重要的应用,可以有效地降低系统尺寸和功耗。文中提出并实现了一种基于硅基光子集成的宽带大色散延时芯片,通过采用超低损耗波导结构和侧壁法向量调制结构实现了片上集成大色散波导光栅,色散值超过250 ps/nm, 最大群延时达到2440 ps,带宽大于9.4 nm,该芯片有望用于微波光子学、高速光纤通信系统等领域。     

基于声光效应的无线光通信光束扫描系统研究

将新型的光束偏转器件--声光器件引入ATP系统中,在建立了声光偏转器的偏转模型的基础上设计了一种快速、非机械的光束跟踪、瞄准系统.此系统与普遍使用的机械光束控制方式相比具有光束偏转速度快、控制方便、功耗小、可重复性好和体积小等诸多优点,显著的提高了光束对目标跟踪的实时性和稳定性.     

第五讲 基础声光器件

在前面四讲里,我们较详细地讲述了声光互作用的基本理论和选择声光材料的基本原则,这是声光应用技术的基础.利用声光互作用效应可研制出各种声光器件,其中最基本的是声光调制器、声光偏转器和声光可调滤光器等.利用这些器件可构成各种时间和空间信号处理系统,因此,我们把这些器件称为基础声光器件.因篇幅所限,在这一讲     

荧光显微镜的成像原理及其在生物医学中的应用

随着科学技术的快速发展,荧光显微镜成像在生物医学领域的应用越来越广泛.常见的荧光显微镜大致可分为普通荧光显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、超分辨率显微镜和多光子激光扫描显微镜.本文详述了几种常见显微镜的原理、特性及其在生物医学中的应用.     

Compton散射对磁化等离子体光子晶体色散特性的影响

利用多光子非线性Compton散射模型和有限时域差分法,对Compton散射对磁化等离子体光子晶体色散特性的影响进行了理论分析和数值模拟,提出了将入射光和Compton散射光作为磁化等离子体光子晶体中产生色散的新机制。研究结果表明,与Compton散射前相比,Compton散射使零色散频率和截止频率增大,零色散线相对于平带有一定的偏离,截止频率点色散线位置上升,上、下色散曲线分别呈现更加明显的非线性增加和减小的趋势。背景的相对介电函数增加到一定值时,散射使出现的全方向带隙的归一化频率增大,带隙中心位置下降较快,带隙宽度增加较大,波矢偏离周期平面较明显,本征模的截止频率较大,理论计算和数值模拟吻合得很好。     

Compton散射下的3阶色散对超短光孤子脉冲自频移的影响

应用多光子非线性Compton散射模型,对Compton散射下的3阶色散对超短光孤子脉冲自频移的影响进行了研究,通过理论分析、数值模拟和拟合,结果表明,Compton散射使3阶色散对孤子自频移有较强的抑制作用,在时域中引起孤子脉冲的调制振荡结构更为明显,频域中的频谱被分为两个较清晰的、峰值较高的谱峰,孤子自频移 ,但其斜率不同于散射前的斜率。     

Nonlinear Propagation of Coupling Optical Pulse under Compton Scattering in Laser Medium

After considering Kerr nonlinear effect,group velocity dispersion of host and gain distribution of active particle in laser amplifying medium,a basic equation describing propagation of the coupling optical pulse under the multi-photon nonlinear Compton scattering in the laser amplifying medium has been deduced. Besides,the profile and power spectrum of a picosecond-level super-Gaussian coupling pulse in the laser amplifying medium have been discussed when its central frequency coincides with the gain peak frequency of the laser amplifying medium.     

Compton散射下磁化等离子体光子晶体光子带隙特性

为了研究多光子非线性Compton散射对横向磁光效应磁化等离子体光子晶体光子带隙特性的影响,采用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法进行了理论分析和实验验证,取得了关于晶体色散和调制不稳定性、光子带宽变化的重要数据,并提出了将入射光和Compton散射光作为磁化等离子体光子晶体色散的新机制.结果表明,Compton散射使等离子体色散增强,耦合电磁波通带变窄、阻带变宽,有效地降低了电磁波传输中的交叉相位调制的不稳定性,频率低于等离子体频率的电磁波在等离子体中的传播几率减小.     

Forouhi-Bloomer离散方程在低k材料光学表征上的应用

半导体工艺中对低k介质材料的精确表征是工艺监控的重要环节,传统方法如扫描电子显微镜和透射电子显微镜存在耗时长和破坏性等缺点。使用一种结合了Forouhi-Bloomer离散方程组和宽光谱分光光度法的新方法,对低k薄膜进行光学表征,得到薄膜的折射率n、消光系数k和膜厚d,并将结果与椭偏仪的测量进行比较,证明了使用F-B方程在半导体工艺中精确表征低k材料的能力和这种方法快速无损的优点。     

Compton散射对磁化等离子体调制不稳定性的影响

基于多光子非线性Compton散射模型,研究了多光子非线性Compton散射对激光在磁化等离子体中调制不稳定性的影响.将入射光和多光子非线性Compton散射光作为形成调制不稳定性的新机制,对非线性色散方程和控制方程进行了修正,给出了由入射光和多光子非线性Compton散射光形成的耦合左旋椭圆偏振光调制不稳定性的时间增...     

A Breather in Birefringent Fibers

The propagation properties of the breather in birefringent fibers are investigated. The breather can propagate stably in strongly birefringent fibers. The propagation law can be expected. However, random birefringence makes the propagation of the breather more complex. The breather will partly disappear and partly appear, even may split into two smaller breathers. In addition, the varying range of relative time displacement between two components of the breather becomes narrower with the effect of third-order dispersion. If third-order dispersion is too strong, the breather behavior will disappear gradually during the transmission. The breather can exist in random birefringent fiber with dispersion management rather than in strongly birefringent fiber.     

超声分散技术在制备小颗粒(Y,Gd)BO_3∶Eu~(3+)粉体中的应用

采用共沉淀法结合超声分散技术制备亚微米级红色荧光粉(Y,Gd)BO3∶Eu3+,研究了超声时间对离子混合及沉淀过程的影响,以及进而对粉体性能的影响。采用红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)、PDP真空紫外荧光粉测试系统对荧光粉的组成、结构与光学性能等进行表征,结果表明:(Y,Gd)BO3∶Eu3+中[BO3]基团中B原子以四配位为主,同时混有三配位,主体基质YBO3以六方碳钙石结构存在,空间群为P63/mmc(194),晶胞参数a=3.778,c=8.814;在离子混合和沉淀过程中经过超声分散制备的粉体与未经超声分散制备的粉体相比较,相对发光强度提高,色坐标红移(x=0.6392,y=0.3604→x=0.6422,y=0.3575),红橙比(626nm/592nm)提高12%,粒径细小,颗粒形貌均匀,分散性良好。     

飞秒激光流动烧蚀制备ZnSe有机复合量子点

采用飞秒激光流动烧蚀法制备了聚乙烯亚胺(PEI)包覆的ZnSe量子点水相分散液。水相分散液外观呈现亮黄色透明液体状。多个ZnSe有机复合量子点在水中聚集形成球形胶束,通过扫描电子显微镜(SEM)检测发现,胶束粒径为40~100 nm。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)研究ZnSe晶体学特性变化,结果表明制得的ZnSe量子点保持了块体ZnSe的立方闪锌矿晶型。该ZnSe有机复合量子点的水分散液在365 nm紫外光照射下显示出明亮的绿色荧光,荧光中心波长约在500 nm处。采用光致发光光谱和紫外可见吸收光谱研究了该有机复合量子点的pH值响应特性,结果表明随着分散液中pH值由9降低到4,光致发光光谱显示出蓝移特性,波长最大蓝移量为25 nm。讨论了绿色荧光的来源与荧光波长调谐的可能机理。