偏磁场可控平行载流导线冷原子分束器

提出了一种采用平行载流导线的偏磁场可控的中性冷原子磁导引方案,计算了不同横向偏置磁场 情况下的横截面磁场分布,讨论了磁阱中心位置的变化,可以实现单通道或双通道可控磁导引。在此方案基础上,构建了一种利用纵向均匀偏置磁场 实现可控分束比的冷原子分束器方案,计算了横向磁阱的分布,给出了分束器的磁场等高面分布,并采用经典Monte-Carlo方法,模拟了冷原子在原子分束器中的动力学过程,得到了可调分束比的结果,验证了该方案的可行性。当纵向均匀偏置磁场 从- 0.005G增加到0.005G时,左右输出端的分束比从0.9/0.1变化到0.1/0.9。     

利用EIT效应进行光学信号存储的实验研究

在光学腔与四能级原子组成的非线性光学双稳系统中，利用调谐于不同能级附近的控制信号光脉冲使光学腔模产生“正”或“负”的非线性相移，实现了光学双稳迟滞曲线的受控移动及双稳“高态”与“低态”之间的可控跃变。基于上述效应，我们完成了光学信号的全光存储。     

中性冷分子的操纵与控制及其最新实验进展

主要介绍了国际上有关中性分子操纵与控制及其几何分子光学器件的基本概念、基本原理、研究方案与结果及其最新进展。这些内容主要包括：极性冷分子的静电导引及其分子导管，中性分子的激光偏转（折射）及其分子棱镜，中性分子的激光聚焦及其分子透镜，中性分子的电、磁反射及其分子反射镜，冷分子样品的激光旋转操作及其光学离心机（分子马达）等。     

冷原子束或超冷原子束的产生及其应用

综述了冷原子束或超冷原子束产生的基本原理、方法和实验结果及其最新进展.重点介绍了建立在激光冷却(多普勒、亚多普勒和亚反冲冷却机制)和磁光阱技术基础上的冷原子束或超冷原子束产生方案,并简单介绍了冷原子束或超冷原子束在基础物理问题研究和原子光学等领域中的应用.     

二元球透镜可见/紫外双波段光学系统

提出了利用带二元光学元件的球透镜实现可见/紫外双波段光学系统的新方法.在蓝宝石球透镜中部引入二元光学元件,有效校正了色差及球差;同时利用谐衍射设计,使可见/紫外双波段共用同一二元光学元件.利用光纤面板对像面的补偿,既校正了场曲,又满足半视场0～15°为可见波段,15～35°为紫外波段的实际应用需求.完成了在蓝宝石平面基底上最小线宽为10μm的八台阶二元元件的制作.所研制的系统经测试,在F数为1的条件下,弥散斑小于60μm,与传统的球透镜相比,光斑缩小了1/3.     

信息安全中的光学加密技术

光学加密技术作为一种新的加密手段,近年来得到了快速发展,成为现代加密技术的重要研究内容之一.简要概括光学加密技术的产生和发展过程.就影响较大的几种光学加密技术,如双随机相位编码方法、基于分数傅里叶变换的加密方法、基于菲涅耳变换的加密方法、基于联合变换相关器的加密系统、利用离轴数字全息的加密系统和利用相移干涉技术的加密系统以及基于相位恢复算法的加密技术等作了分类评述和讨论.介绍各种加密方案的技术特点和实现方法,讨论实际应用中尚存在的问题,并对其应用前景作了进一步阐述.     

时间透镜的原理、应用以及性能和发展

时间透镜基于时空二元性原理,近年来得到快速发展与广泛应用。时间透镜的发展源自光电子学中工程技术需求和理论发展的双重动力。给出了时间透镜作为超快光学仪器发展历程的综述。对相位调制器、和频产生、交叉相位调制以及四波混频等当前时间透镜的主要实现方案的原理和性能进行了分析和数学描述。相应地,分析了不同实现方案的原理限制以及应用中面临的问题。接下来,将脉冲放大和时频域转换用于超快脉冲检测作为最有代表性的应用进行了说明,其中,对最重要的技术指标分辨率和记录长度进行了定量分析。最后,对一些超快非线性光学原理,如金属纳米结构中表面等离子体激元增强的二阶和三阶光学非线性、石墨烯中强三阶光学非线性导致的四波混频,作为时间透镜发展的潜在机会进行了理论和技术讨论。     

复合型二元光学器件补偿色散和相位畸变研究

复合型二元光学器件作为一种新型色散和相位补偿元件,由于其色散的特殊性,在超强超短脉冲激光的色散和波前补偿中具有特殊的意义。提出并研究了利用复合型二元光学器件同时补偿全钕玻璃啁啾脉冲放大(CPA)系统中的色散和相位畸变,并利用光线追迹的方法对二元光学器件模拟了设计和补偿效果。在实验中,利用二元光学器件将100 fs的光束补偿至30 fs左右。实验结果验证了此方法的可行性。     

一种可控静电双阱电场分布的计算与相关分析

给出了可控制静电双阱方案的静电场分布与几何参数的关系及囚禁中心位置与系统参数的依赖关系并作相关分析。研究表明,可通过改变方案的系统参数改变囚禁中心的位置、囚禁势阱的深度及势阱的体积,从而实现囚禁经过Stark减速器得到的冷分子,甚至通过选择合适的系统参数实现温度更高的冷分子囚禁。     

二元衍射光学

文章综述了二元光学与衍射光学的发展历史、研究现状以及广泛的应用价值和前景。它研究的物理内容分为两个方面，即用光学的标量衍射理论去研究和设计二元衍射器件与光学电磁矢量衍射的基础研究。在众多采用标量衍射和设计方法中，重点叙述了Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ－Ｓａｘｏｎ算法和模拟退火算法，同时，简洁地介绍了掩制备－光刻－离子蚀刻－复制－套研制二元衍射器件的技术流程。最后，以较多篇幅介绍二元衍射光学在激光波面校正、相干合成、微透镜阵列、红外系统、光雷达、光通信与光计算等方面的应用。     

用二元组合光学元件产生多重像

报道了一种用离轴型二元组合光学元件产生多重像的新方法。此元件集Ｆｒｅｓｎｅｌ波带板和二维Ｄａｍｍａｎｎ光栅为一体，同时具有分束和聚焦功能。应用时无需成像透镜。分束点阵为９×９，焦距为８２３ｍｍ。当物的频谱面和二元组合光学元件的平面重合时，在与物面共轭的像面上产生同一物的９×９个多重图像，排列与分束阵列相同，图像清晰均匀．光强相对误差小于５％。     

双光阱法测量光阱横向力场分布

提出了用双光阱法测量光阱外缘区力场的方法,建立了双光阱实验装置,其特点是利用一个光阱作为标尺完整测量待测光阱外缘区横向力场分布,测量空间分辨率为10 nm。结合流体力学方法,从实验上给出了完整的光阱横向力场分布。光阱横向力场分布的实验结果与理论计算相符合,对实验结果与理论值存在的差异也进行了分析和讨论,指出了除已有的理论计算采用的几何光学近似模型与实验条件有差别外,粒子在实验过程中伴随的轴向位移也是造成这种差异的主要原因。     

光阱阱位的观察与调节

分析了用于形成光阱的激光束腰与显微镜耦合时的成像规律，根据镜面反射原理，提出了用玻片来观察激光束腰，判断光阱的位置，并测量阱位相对物平面的偏离量的方法；进一步运用高斯光束的透镜变换理论，通过改变入射激光的束腰位置，在实验上实现了光阱阱位的精细调节。     

会聚光中的傅立叶变换透镜用于彩虹全息

在提高激光能量利用率和增大成像面积前提下 ,为了尽量减小透镜口径 ,采用会聚光照明前傅立叶变换透镜。由于它在全息制版镜头对称面上形成实的频谱面 ,从而可进行空间滤波处理。结果 ,透镜口径由平行光照明时的 13 5mm减小到 98mm ,成像面直径达到 10 0mm ,曝光时间可缩短为原来的 1/5。由此可得出 ,会聚光照明的傅立叶变换光路 ,在减小透镜口径方面优于 4f系统。     

基于金属圆柱阵列的原子光学晶格

文中提出一种采用金属圆柱阵列实现二维原子光学晶格的方案,并利用Comsol软件仿真对其表面等离激元特性和三维光强分布进行研究。在此基础上分析冷原子所受光学势与范德瓦尔斯势的作用,讨论了总势场分布及势阱中心位置与结构参数的依赖关系。研究发现,在4个金属纳米圆柱中间上方可以形成长350 nm、宽350 nm、高66 nm的周期性暗中空区域并可用于冷原子囚禁。该研究结果为获得突破衍射极限的原子光学周期性元器件提供了一个新的思路。     

LED交通信号灯光学设计

设计了一款在规定角度范围内光强均匀分布且直观无明显的颗粒感的LED 交通信号灯。将高亮度LED 的出射光用菲涅耳透镜进行准直,利用斯涅尔定律,设计了枕型透镜来实现指定方向上的照明,并将之排成阵列,以获得一定角度范围内的光强均匀分布。利用ZEMAX 光学设计软件对设计方案进行了模拟,分别给出了水平和竖直两个方向上角度光强均匀分布的结果。通过仿真人眼对信号灯的成像,呈现人眼的观察效果,结果表明该设计满足设计要求。     

用二元光学技术制作的多通道频谱分析元件

介绍了两种二元光学组合元件：一种是两个线型波带板的组合,其效果相当于两个柱面透镜的组合;另一种是一个线型波带板和一个圆型波带板的组合,效果相当于一个凸透镜和一个柱面透镜的组合。这两种元件在x方向的焦距均为y方向焦距的两倍,如果把物放在此二种元件前fx焦平面处,则在元件后fx焦平面上,x方向可以产生傅里叶频谱,y方向可以产生等大倒像,从而具有多通道频谱分析的功能。给出了制作这两种元件的原理、方法、参数和相应的实验结果。     

相位调制双曲余弦高斯光束的梯度力

分析了同心分区相位板对双曲余弦高斯光束的梯度力的调制效应。模拟结果表明相位板可以调节焦点区域梯度力的分布,通过改变相位板的各个区域半径的大小,可以改变梯度力的分布形式,同时会出现多个光陷阱,光陷阱的形状也会发生非常明显的变化,改变相位板的相位变换量,可以使光陷阱移动,相位变换量从π增大到2π的过程中,其梯度力的演化形态和光陷阱的移动方向与相位变换量从0增加到π的过程中梯度力的演化形态和光陷阱的移动方向相反,这种相位板可用于构建可控光镊。     

光学分数傅里叶逆变换的单透镜模式

用波前相因子判断法，将球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射光场分布，与分数傅里叶逆变换的标准频谱分布进行位相比较，提供了球面波照明条件下光学分数傅里叶逆变换的单透镜模式，给出了其光学实现基本单元参量选择的判定法则。计算机模拟了实验证明了结论的可靠与可行。     

光学分数傅里叶逆变换的无透镜模式

用波前相因子判断法，将球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射光场分布与分数傅里叶逆变换的标准频谱分布进行位相比较，提供了广义条件下光学分数傅里叶逆变换的无透镜模式，给出其光学实现基本单元参量选择的判定法则，计算机模拟实验证明了结论的可靠与可行。