液体中声光效应的特点及分析

分析了液体中的声光相互作用的特点.根据声光相互作用类型的区分标准,液体中的声光相互作用为典型的拉曼-奈斯衍射.实验测得的衍射光强分布与理论规律相符合.表明衍射条纹的方位由相位光栅方程决定,衍射条纹的强度由相应阶次的J2m(u)函数值决定.对于确定的介质,存在一最佳声场功率使得高级次的衍射光强度最大.     

声光技术在激光技术领域中的应用研究

从波动性和粒子性两个方面对声光互作用进行了讨论,由耦合波方程得到Bragg衍射的衍射效率,依据光子和声子相互作用的能量守恒和动量守恒得到衍射光相对于入射光偏转角的关系式,衍射光和入射光之间频率的关系式,以及反常Bragg衍射入射光波长受超声波频率控制的关系式,基于声光互作用的特性展开了声光器件在激光技术领域中的应用研究,并进行了归纳总结。     

CCD图像处理技术在声光效应分析中的应用

为了研究声光Naman-Nath衍射的光强度分布情况;利用CCD结合数字图像技术分析了衍射光谱的强度分布;根据强度分析得到各级衍射谱线的相对强度,与理论数值计算对比,得到超声场引起的相位延迟υ=1.37,相应的声致折射率变化量Δn=3.45×10-6;表明用CCD观察拍摄Naman-Nath衍射光谱并结合图像的强度分析,不仅能得到各级衍射光的相对强度,与理论数值计算比较后,可进一步得到声光相位延迟和声致折射率变化.     

声光调制器在激光直接写入系统中的应用

介绍了声光调制器的光强调制原理及声光调制器在激光直接写入设备中实现光强稳定、连续可调的理论和设计．该声光调制器采用钼酸铅晶体作为声光介质,并给出了具体的结构参数．该系统曝光所能达到的最小线宽为0．6μm．     

铌酸锂声光偏转器宽带匹配模式研究

通过求解铌酸锂晶体反常声光衍射的Dixon方程,给出了不同入射光情况下超声波方向和衍射光方向关于超声频率变化的关系曲线,确定了铌酸锂反常声光偏转器宽带设计方法,通过理论计算得到了宽带工作模式的具体设计参数．计算结果表明,选择合适的入射光方向和超声主方向可以有效扩大声光偏转器的布拉格带宽．     

声光Q开关衍射效率的研究

为了研究声光Q开关衍射效率对激光器输出效率和脉冲特性的影响;讨论了声光Q开关的工作原理,在传统点声源叠加模型的基础上,建立了晶体中超声场的数值计算模型,数值模拟了声光Q开关晶体中超声场的空间分布,设计测量了声光Q开关空间衍射效率;在声光晶体中心轴线方向上,距离换能器越近,衍射效率越大;在垂直于声光晶体中心轴线的横截面内-2 mm～+2 mm区域,空间衍射效率最大,在该范围外,衍射效率急剧减小.     

主动调Q掺铥双包层光纤激光器

利用790 nm半导体激光器作为泵浦源、声光调制器作为Q开关,将4 m长掺铥双包层D型光纤作为增益光纤,在入纤功率9.17 W、调制频率50 kHz时,获得激光器最大输出功率为1.26 W.调制频率为30 kHz时,获得单脉冲能量40μJ的脉冲激光.激光器在30～50 kHz工作时可以获得稳定的脉冲输出.讨论了在阈值入纤功率附近形成1/2、1/3调制频率脉冲及在较大泵浦功率时形成多脉冲的原因.     

光斜入射下光栅公式与特性研究

主要讨论了当入射光斜入射光栅表面时的光栅衍射公式。分析光在不同入射方向下的光栅公式的具体表达式，认为在讨论的三种光栅公式中第二种光栅表达式易理解且计算方便。讨论了光斜入射下的衍射光光谱。当入射光斜入射光栅表面时，通过改变入射光的斜入射角度，在衍射光一侧存在着一个最小衍射光谱线位置，并分析了斜入射光下的光栅特性。     

铌酸锂光纤声电光调制器

制作了一种新型光纤声电光调制器,在原有光纤声光调制器的基础上增加了一对直流电极,通过电光效应改变器件的中心频率,使应用更具有灵活性.声电光效应包括声光效应和电光效应,其中声光效应同时起到光调制与光偏转的作用.给出了声电光衍射效率的计算公式,讨论了最佳声电光工作模式的选定,计算了铌酸锂反常声光互作用几何关系,设计制作了铌酸锂光纤声电光调制器,测试了其相对衍射效率分别随电信号功率和直流电压变化的曲线,实验结果和理论相符.     

透射式位相光栅矢量衍射特性的实验研究

实验研究了透射式全息位相光栅的矢量衍射特性,实验结果表明当光栅常数接近或小于入射波长时,等光强的P、S偏振光入射,其各级衍射光强明显不同.经分析得知这种偏振依赖是由两方面的因素引起：玻璃基底的影响和光栅本身的矢量衍射特性所致.用时域有限差分方法（FDTD）模拟了光与位相光栅的相互作用,结果表明光栅本身的偏振依赖是由矢量衍射中P、S偏振光在光栅中形成的相对位相延迟不同引起的.     

驻波型声光调制器的理论研究

从Ｆｒｅｓｎｅｌ－Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ衍射积分出发,在斜入射和正入射的不同情况下,导出了光经过驻波型声光调制器后的衍射输出特性,给出了驻波型声光调制器的系统理论。     

高效声光调制器研究

本文根据声光互作用的基本理论以及结合Bragg方法,提出了一种线性调制器的设计方法.该设计方法比以往传统设计方法的主要优点是提高了衍射效率.论文还叙述了利用该设计方法制作声光器件的过程,制作了以Ge为声光介质、中心频率为80MHz、带宽为10MHz的可见光声光调制器.最后给出了设计方法的实验数据,充分证明这种设计方法的可行性.     

光纤声光互作用耦合波方程

从参量互作用基本方程出发,导出微扰形式的光纤耦合模方程;视超声波为微扰,推导出光纤声光互作用耦合波方程组,它包括前向波和后向波两个方程．通过求解耦合波方程组,得到后向波效率计算公式,并证明在弱声光互作用的条件下,后向波的光强与超声波功率近似成正比．该研究为光纤声光强度调制器的研制打下了理论基础,这种新型调制器将在光纤通信领域中有广泛的应用前景．     

调Q掺Yb大模面积光子晶体光纤激光器研究

利用掺Yb大模面积双包层光子晶体光纤和声光调制器(AOM)研制了调Q光子晶体光纤激光器．在65 kHz的重复频率下,得到了最大平均功率为2．5 W,脉冲宽度(FWHM)120 ns,峰值功率320 W,单脉冲能量38．5μJ的调Q单模激光脉冲,激光中心波长为1 038．4 nm．分析介绍了实验中出现的多脉冲现象和激光脉冲重复频率的演化及其原因．     

椭偏法细丝在线监测系统设计及数据分析

椭圆偏振测量是一种具有原子层级灵敏度的无破坏性光学测量技术。作者论证了当入射光波长λ及入射光偏振态确定时,对应于半径为R的细丝,其衍射光强不仅与散射角φ有关,而且与散射场光强分布表现为m阶序列傅里叶变换的序列阶数m有关,因而选择φ和m为测量参数;测量系统在连续采样的每一步进中密集采样,采用对同一数据点进行重复测量了均值的方法提高采样精度;为了提高信噪比,对采样数据用曲线拟合最小二乘法进行二次滤波;对实测数据进行分析,结果表明偏振散射特征及其对散射光场强度分布的影响与散射光在传播过程中偏振度的径向分布有关。     

含偶氮苯聚合物线性偏振全息光栅的物理特性

为了提高线性偏振全息光栅的衍射率,对含偶氮苯本体聚合物的线性偏振全息光栅的工作原理进行研究.通过琼斯矩阵推导正交线性偏振全息光栅的传输矩阵T,对传输矩阵进行傅里叶变换,进而得到各阶衍射波的传输方向和信号强度,理论公式表明,其一阶衍射率可达到50％.当含偶氮苯本体聚合物受到2个正交线性偏振光的照射时,通过Pump-probe法分析传输光的零阶和一阶衍射效率的变化规律,以及一阶衍射率和其偏振角之间的关系.实验数据表明,厚度为1 cm的样品在一组正交线性偏振光的照射下,其一阶衍射效率与探测光的偏振态无关,+1端衍射光的最大衍射效率为33％,零阶和一阶衍射光的能量可周期性地相互转移,二者的时域变化趋势符合一阶第一类贝塞尔函数的平方,且传输光的衍射效率为偏振角2γ的函数.     

利用相切条件研究TeO2晶体反常声光衍射几何关系

利用相切条件推出了计算TeO2晶体反常声光衍射几何关系的方程,给出了zt平面内光波矢量的入射角和衍射角、超声极值频率、声光优值等参数随超声离轴角而变化的曲线. 该计算方法比传统的求解Dixon方程的方法更简捷和精确. 计算结果表明,TeO2反常声光器件的中心频率存在最小阈值;对于相同的中心频率,1级衍射状态优于1级衍射状态. 为了设计器件的方便,还列出了中心频率在200MHz以下TeO2反常声光器件的各设计参数及性能参数.     

干涉和衍射实验中的光源问题

本文系统地讨论了单色点源的偏振状态和光强度对干涉和衍射的影响,以及非相干扩展光源和激光光源对干涉和衍射的影响.     

准周期反射式单级衍射光栅研究

准周期单级衍射光栅（MGPG）可以抑制高级衍射,提高光谱系统的精密度和信噪比。本文从理论及实验两方面阐述了反射式准周期单级衍射光栅良好的衍射特性。实验证明,MGPG能够有效抑制高级衍射。基于其宽波段特性以及高线密度下的可实现性,MGPG在反射式光谱测量系统中将会得到广泛应用。     

计算机辅助超声光栅测量

介绍了声光衍射原理和数字散斑相关测量技术,采用CCD成像技术采集声光衍射图,并辅以计算机测量,实现对超声声速的高精度测量.测定了超声波在乙醇和水两种介质中的传播速度,并与标准值进行了比较,相对误差分别为0.12%和0.51%.与其他方法相比本实验测量精度更高.