基于紧凑型Nd∶YAG/PPMgLN模组的561 nm基模激光器

本文提出了一种非线性晶体的切角方法,通过切去谐振腔中掺氧化镁周期极化铌酸锂(PPMgLN)晶体输出端面的一角,改变输出端面的激光模式分布,从而实现了稳定的561 nm黄光激光的基模输出。利用有限差分本征模法,仿真出各种切角方案输出端面的激光模式分布,讨论其输出基模的原理,并通过实验测出各方案输出功率随泵浦功率的变化曲线。结果表明,当抽运功率为4.8 W时,实现了最高121 mW的基模输出,光-光转换效率为2.6%,中心波长为560.95 nm,半峰全宽为0.92 nm,3 h内波动性小于1.91%。与已报道的实验结果对比,该实验结果具有更小的结构尺寸,为紧凑型基模激光器提供重要参考。

光纤端面耦合周期极化铌酸锂(PPLN)薄膜波导器件的研究

通过有限元模拟器从理论上分析了在理想光学系统中实现光纤与周期性极化铌酸锂(PPLN)波导之间高效耦合的可行性。仿真模拟了单模保偏光纤和透镜光纤在空间中的发散情况。针对截面尺寸为10μm×10μm、长度为20 mm的PPLN脊形波导,进行了与两种不同光纤的直接端面耦合模拟分析。分析发现,尽管透镜光纤的耦合效率高达95%,但其基模占比却不足5%。鉴于PPLN倍频器件主要依赖于激光的基模进行工作,这使透镜光纤的耦合效率在实际应用中显得相对较低。相比之下,单模保偏光纤的基模占比高达93.8%,显示出更为优越的性能。因此,本文选择了单模保偏光纤与PPLN脊形波导进行封装测试。实验结果表明:当温度为24.8℃,从光纤放大器输出的泵浦功率最大为1.6 W时,计算扣除输入端光纤与波导的耦合损耗后的输入泵浦功率为1.2 W,光纤到波导的耦合效率为75%,略高于当前已知的最高效率72%。1 560 nm基频光的输入功率为1.2 W时,最大输出653 mW的倍频光,光光转换效率达到了54.4%,归一化转换效率为20.2%/(W·cm^(2))。

光电探测器的设计

分析了硅光电二极管的基本结构、等效电路、噪声等情况。为了提高测量时的线性，要选取Ｒｄ大、Ｒｓ小、ｉ０小的硅光电二极管，并在输出短路状态下工作。因此常采用将运算放大器接成电流－电压转换器的办法来满足这一要求。分析了运算放大器的噪声电压、噪声电流、失调电压、失调电流和硅光电二极管的噪声因素对硅光电二极管与运算放大器组合电路的影响。考虑这些因素可以设计出响应快、灵敏度高、稳定度好、测量线性好、信噪比高的探测器。

双光瞳系统的光学传递函数和扫描全息术

在单光瞳图像处理系统中,扫描系统与非相干成像系统具有等价性,在此基础上设计了图像处理系统中的双光瞳处理系统,并推导了该系统在聚焦和离焦时的光学传递函数,提出了离焦时该系统在光学扫描全息术中的应用.

VCD和DVD用全息光栅衍射效率的分析

在 VCD和 DVD中由于使用了全息光学元件 ,全息光学读出头的元件数量比传统光头的元件数量少 .分析了光盘信号探测、聚焦、循迹原理 .推出了光栅衍射效率的一般计算公式 ,并给出了光栅沟槽形状为“方波”时光栅衍射效率的计算公式 ,由此计算出了 VCD和

彩虹全息图的假彩色编码方法

本文在三基色原理的基础上，分析了在彩虹全息术中的两种假彩色编码方法——多狭缝假彩色编码方法和参考光假彩色编码方法。

环形光栅与菲涅耳波带板自相关特性比较

目的比较环形光栅和菲涅耳波带板自相关哪个更接近于δ函数．方法通过计算机仿真比较面积相等的环形光栅和菲涅耳波带板．当环数相等时二者的自相关以及当环形光栅的环间距等于菲涅耳波带板最边缘的环间距时二者的自相关．结果环形光栅的自相关更接近于δ函数．结论面积相同的菲涅耳波带板和环形光栅，菲涅耳波带板条纹间隔中间稀，边缘密，而环形光栅的稀密程度均匀，当环形光栅的条纹间隔等于菲涅耳波带板最边缘的条纹间隔时，环形光栅的自相关特性比菲涅耳波带板的自相关特性更接近于δ函数．

菲涅耳波带板在光学扫描全息术中的作用

本文研究了非运动卷积中的投影式卷积装置，并讨论了二函数在该装置中的卷积与解卷积过程。为了验证在光学扫描全息术中菲涅耳波带板与物体波函数之间卷积的作用，本文利用投影式卷积装置实现了菲涅耳波带板与物体波函数之间的卷积与解卷积过程。

参考光旋转—步法大视角彩虹全息术

本文分析了全息图视角受限制的主要原因，其原因是再现衍射光方向受到限制。针对这个原因，作者提出了同步旋转参考光、物体和干板，采用分时记录物体的信息，使全息图再现时形成多方向的衍射光波，从而达到扩大视角之目的。文章中给出了理论分析和实验装置及结果。

利用 Fraunhofer 全息图的再现实像测量孔的椭圆度

介绍Ａｂｂｅ成像理论和全息术相结合的新方法，它的特点是：利用小尺寸和无初级像差的Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ全息图记录物函数的频谱，通过调节Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ衍射零级谱点的中心，使之定位于待测圆的圆心上，通过间接测量像的横向放大率及其偏差测出内孔的椭圆度；用原参考光作再现照明光波，并共同旋转全息图和参考光，使之清楚地成实像在同一圆周上各点处．本装置制成内窥成像系统，可检测直径为５～１００ｃｍ深孔的椭圆度．

全息图的假彩色编码及狭缝宽度的选择

在三基色原理的基础上，分析了彩虹全息图的两种假彩色编码方法—多狭缝编码方法和参考光编码方法；根据这两种编码方法通过依次改变狭缝之间的距离或参考光之间的角度可以制作所需颜色的假彩色彩虹全息图，同时对狭缝的宽度进行了设计，通过优化设计，实际的狭缝宽度为５～８ｍｍ．

新书推介——《波导非线性光学器件》

非线性光学是现代光学的一个分支,研究非线性光学晶体在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。利用非线性光学晶体的频率转换过程可以得到与入射光频率不同的激光,能够拓宽激光光源的波段范围。通过块状非线性晶体的频率变换可以得到晶体透光范围内任何波长的激光或纠缠光子输出,如高效绿光激光、中远红外激光、生物(医疗)用激光、太赫兹波等,在激光显示、光电对抗、量子科技、光通讯、大气探测、生物检测和医疗以及太赫兹无损检测等领域有着广阔的应用前景。

光学超晶格晶体——实现激光频率转换的无限可能

1962年,诺贝尔奖获得者Bloembergen等提出了准相位匹配(quasi phase matching,QPM)理论,通过对光学晶体的二阶非线性极化率的周期性调制来补偿光频率变换过程中因色散引起的基波和谐波之间的相位失配,从而获得非线性光学效应的有效增强。20世纪70年代末,南京大学闵乃本等用晶体生长条纹技术生长出具有周期畴的铌酸锂晶体(后被称为光学超晶格),完成了首次准相位匹配的实验验证。20世纪80年代末,他们又提出了多重准相位匹配理论,将准周期(人工准晶)引入光学超晶格。到了20世纪90年代初,日本SONY公司、美国斯坦福大学、日本大阪大学、日本东北大学和中国南京大学等发展出图案极化技术,在铌酸锂(LN)、钽酸锂(LT)等不同铁电晶体中实现了铁电畴的周期极化反转,成功实现了倍频输出。后来南京大学研究组还将光学超晶格的研究从一维拓展到二维、三维,从经典光拓展到非经典光,极大地推动了光学超晶格晶体的应用研究。

全息光学元件在光学读出头中的应用

分析了全息光栅在光学读出头中的作用。给出了用于光头中的全息光栅的设计原理 ,推出了记录和再现公式 。

环形光栅光学扫描全息系统的OTF和PSF

美国弗吉尼亚工业学院和州立大学Ｔ．Ｃ．Ｐｏｏｎ 等人提出了光学扫描全息术，在该技术中记录时利用实时菲涅耳波带板扫描物体，但由于菲涅耳波带板边缘稀、中间密，不能充分地利用系统的分辨率，而环形光栅的边缘和中间的稀密程度一样，为此提出了环形光栅光学扫描全息术。根据线性系统理论得到系统的光学传递函数为实时环形光栅像强度分布函数的付里叶变换；系统的点扩散函数为δ函数。文中给出了理论和计算机仿真结果。

光学扫描全息系统中提高光电探测系统测量精度的方法

给出了光学扫描全息术的基本原理 ,记录时用实时FZP与物体强度透射率发生卷积从而产生扫描全息图 ,再现时用与记录时相对应的FZP与全息图信号发生卷积即可再现出物体的信息。提出了单光源、双光路的光源补偿光路 ,以消除由于光源的不稳定带来的实验误差。

基于XGM波长变换系统中变换脉冲上升时间和脉冲宽度的研究

本文首先对半导体光放大器 ( SOA)中影响载流子寿命的因素进行了简单的理论分析 ,建立了 SOA中动态载流子的模型 ,并且用这个模型分析了在 2 .5Gb/s非归零码 ( NRZ)条件下 ,基于交叉增益调制 ( XGM)波长变换系统中 ,泵浦光和信号光不同功率组合、不同波长组合 ,SOA的不同偏置电流等条件对变换脉冲的上升时间和脉冲的半高全宽的影响 ,并对结果进行了理论上的解释 .

周期性极化掺镁铌酸锂晶体光参量振荡研究

为了实现高转化率3μm红外激光光参量振荡输出,采用外加脉冲电场法在厚度为1mm、掺摩尔分数为0.05的镁铌酸锂晶体上成功制备了周期为31.2μm的极化光栅,理论计算并模拟了1064nm激光抽运周期极化铌酸锂晶体时,闲频光波长随温度的对应关系,并进行了实验验证。利用1064nm声光调Q Nd∶YAG激光器作为抽运源对样品进行了光学参量振荡实验,其中,脉冲激光脉宽为200ns,重复频率是20k Hz。在控制温度为80℃、输入抽运光功率为5.567W时,光参量振荡输出波长3μm的闲频光功率为1.141W,光光转换效率达到20.1%。结果表明,通过此方法制备的周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡,具有较高的光光转换效率。

基于Nd:YVO_4/PPMgOLN的532nm紧凑型阵列激光器（英文）

为更适用于批量生产激光投影仪,需要一种具有结构紧凑、性能稳定与低成本等特点的绿色激光器作为绿光光源。采用光胶合的Nd:YVO_4/PPMgOLN晶体棒作为增益介质和倍频晶体,结合一种新型焊接封装工艺,最终得到了一种紧凑型微片阵列激光器。该激光器3个激光光束共得到了223.7mW的功率输出,每个激光光束都有良好的光斑分布和稳定性,且激光器包含两个内置TEC在内具有47 mm×35 mm×25 mm的紧凑尺寸。激光器连续工作2.5 h波动小于±2.5%。各项性能可以充分满足激光投影仪绿光光源的要求,并便于低成本批量生产与后期维护。

基于PPMgOLN绿光微片激光器的散斑抑制

提出了一种将激光耦合入多模光纤后,利用改变多模光纤长度并结合振动光纤的方法来抑制散斑的方法。介绍了抑制散斑的相关理论及实验验证方法。实验中采用自主研发的基于PPMg OLN晶体的高效紧凑型微片绿光激光器作为激光光源,经过CCD相机采集屏幕上的散斑图像,通过图像处理,得到了相同型号的多模光纤在不同长度下,光纤在振动与不振动时,图像散斑对比度的变化趋势及在屏幕上的强度分布,从理论上分析了产生该变化趋势及强度分布情况的原因。实验所得的图像散斑对比度在4.7%左右,满足视觉观察的要求。