环形斑光束在非线性克尔介质中的自聚焦效应

通过数值求解非线性Schr¨odinger方程 ,详细讨论了环形斑光束在非线性克尔介质中的传输特性 .当入射光超过一定的功率时 ,光束产生多级自聚焦现象 ,自聚焦焦点出现在离轴的环上 ;自聚焦阈值与环形光束的半径有关 ;传输过程中光斑存在横向分裂现象 ,并且分裂与聚焦交替进行 ;当两个半径不同的同轴环状光束同时在非线性介质中传输时产生耦合效应 ,耦合效应使其自聚焦增强 .

环形斑激光束在非线性克尔介质中环半径的偏移现象

对于非线性克尔介质中的环形斑调制光束 ,通过数值求解非线性 Schrodinger方程发现 :当入射光强度超过一定值时 ,光束在传输过程中将发生环半径偏移现象 .并对环半径偏移产生的条件、偏移的特点 ,以及自聚焦焦点上光强度的横向分布与环半径偏移之间的关系进行了详细的研究 .

干涉法测量低频表面波的衰减系数

对于频率为几十赫兹的低频衰减液体表面波,结合激光干涉法和激光扫描法,实验得到反衬度很高的调制干涉图样,理论上给出了干涉图样的条纹宽度,条纹分布范围与表面声波振幅之间的解析关系。

水下低频声信号的激光探测及波的衰减

为了探测几十赫兹的低频水下声信号,建立了水下低频声信号的光学探测系统,得到了稳定、清晰的衍射图样.得到了衍射图样的宽度与声源距离的变化关系,声源距离越小,衍射图样越宽.当水下声波传至水表面后,实验上得到了表面声波的衰减特性,理论上得到了衍射图样的角宽度和液体表面波振幅的解析关系式.发现表面波振幅的衰减随距离是指数型衰减.并研究了衰减系数随频率的变化,频率不同衰减系数也不同,而且频率越大,衰减系数越小.

液体表面的遮光效应及其应用

首次发现了液体介质表面的遮光效应 ,讨论了遮光半径与液体介质性质的关系 .基于这一发现 ,建立了一种测量液体折射率的新方法 ,该方法具有实时、自动化。

液体表面低频声波的非线性声光效应

实现了液体表面上低频声波的光衍射 ,得到了稳定的、具有高阶衍射的高反衬衍射图样 理论上首次考虑到表面声波中的高次谐波 ,得到了相应的非线性条件下衍射强度分布的解析表达式 ,并将这种非线性理论与实验结果进行对比 对比结果表明 。

低频声表面波对细激光束的衍射效应

对于频率为几十赫兹的液体表面声波,实验上观察到反射光所形成的稳定、清晰的激光干涉图样.改变表面声波振幅,进一步发现了干涉图样的调制效应.调制效应明显地表现为干涉条纹的缺级,并且随表面声波振幅变化.依据波动光学原理,分析了调制作用下光束干涉所产生的光强解析分布及条纹特征,得到了干涉条纹角宽度与表面声波之间的解析关系,并据此对表面声波的特性参量波长和振幅及各级条纹相对光强分布规律进行了测定.

低频液体表面波衍射条纹的不对称性

实验上实现了低频液体表面波的光衍射,当表面波波长远大于入射光波波长时,得到了稳定、清晰的衍射图样,并首次发现了衍射条纹具有明显的不对称分布·理论上对表面波衍射的近似条件进行了分析,得出了各级衍射条纹角宽度的解析表达式,解释了衍射条纹的非对称分布·衍射图样的不对称分布具有普遍规律,可观察的明显程度与表面波的波长和光波波长的比值有关,在能观察到衍射效应的条件下,当表面波波长远大于光波波长,非对称分布越明显,当表面波波长远接近光波波长时,衍射条纹可近似的看成是对称分布的·

液体对微振动的放大效应

根据表面波声光效应的原理,实验上建立了固体表面微振动的激光衍射测量系统.当激光斜入射到微振动引起的液体表面波上,观察到了清晰、反衬度非常高的衍射图样.利用MATLAB软件对拍摄的衍射图样进行扫描,得到了衍射光斑的光强分布图,并根据衍射图样宽度与表面波振幅的解析关系式,求出了液体表面波的振幅,其大小在微米量级.改变样品池中液体的深度,测得不同深度下液体表面波的振幅,给出了表面波振幅与液体深度之间的解析关系,并发现了液体对微振动的放大效应.利用液体对微振动的放大效应,求出了固体表面微振动的振幅,实现了固体表面微振动的探测.

低频液体表面波激光衍射条纹的特征

用激光衍射法实现了低频液体表面波稳定、清晰、反衬度非常高的条纹,并发现了缺级现象.理论上分析了表面波的光衍射效应,得到了衍射光场和表面波之间的解析表达式,表达式包括衍射因子和干涉因子.通过对衍射因子和干涉因子的分析,得到衍射条纹空间分布与表面波波长的关系、条纹的半角宽度与入射激光光斑覆盖表面波的个数和入射方向的关系、衍射光强度与表面波振幅的关系,并解释了条纹缺级现象.

低频水下声信号的激光探测

根据表面波声光效应的原理,提出了一种低频水下声信号的激光探测技术,并建立了实验装置。在几十赫兹的低频段,对水下声源所产生的表面声波进行了探测。实验过程中,利用MATLAB软件对拍摄的衍射图样进行扫描分析,得到了衍射图样中条纹的像素差。根据波长与条纹间距的解析关系式,得到了低频液体表面声波波长,其大小在毫米量级。利用计算机编程,根据最小二乘法拟合色散关系的回归曲线,测量结果与理论色散关系吻合。该方法具有实时、非接触的特点。

纳米银粒子表面包覆分子共振吸收峰的红移现象

本文首次发现了两种电性不同的染料分子若丹明6G及荧光素钠包覆纳米银粒子时，染料分子共振吸收峰的红移现象，以及产生红移的条件．前者只有在KC1、KBr、KI等电解质存在时才产生红移；而后者则无需这些电解质存在．其红移量分别为27um及13nm．并对产生红移的机理进行了讨论．

液体表面波振幅与激发深度的关系

研究了液体表面波振幅随激发深度的变化特性.采用探针式激发器激发,观察到液体表面波的衍射图样;改变激发深度,得到不同激发深度处的衍射图样;根据衍射图样分布与表面波振幅之间的关系并进行计算机编程,获得表面波振幅与激发深度之间的关系.用最小二乘法拟合,发现:液体表面波振幅随激发深度的增加而减小,并呈指数规律.

干涉亮条纹强度的不均匀分布

建立了低频液体表面声波的激光干涉测量系统,实验上不仅得到了清晰、稳定的干涉条纹,而且首次发现干涉条纹的强度分布具有空间不均匀性,干涉条纹被限定在一定的空间区域内,中心干涉条纹强度最小,向两边强度逐渐增大,在两边界位置达到极大.根据波动光学原理,得到了干涉条纹分布的解析表达式,并给出了低频表面波振幅、波长与干涉条纹空间限度、干涉条纹间距的数学表达式.理论规律与实验结果吻合较好.

高阶非线性效应影响下二阶孤子的衰变

数值求解了标准化高阶修正非线性薛定谔方程.对二阶孤子在自陡峭(Self Steepening,简称SS)和自频移(Self FreguencyShift,简称SFS)两种高阶非线性效应影响下的传输特征及原理分别进行了研究,讨论了二阶孤子衰变产生的两个基孤子的峰值强度比与自陡峭参量、自频移参量之间的关系.结果表明,在高阶非线性效应影响下,二阶孤子在单模光纤中传输时会发生衰变,衰变后小振幅基孤子在前,大振幅基孤子在后;在自陡峭效应影响下,衰变后两个基孤子都发生时间轴上的延迟;在自频移效应影响下,衰变后小振幅基孤子发生时间轴上的超前,大振幅基孤子发生时间轴上的延迟;随着高阶非线性效应的增强,衰变产生的小振幅基孤子与大振幅基孤子的峰值强度比逐渐减小,在相同传输距离处,它们的分离程度逐渐增大.

二阶孤子间相互作用引起孤子衰变

对于二阶孤子脉冲对 ,通过数值求解非线性Schr dinger方程 ,得到了二阶孤子在光纤中传输时的衰变规律 由于脉冲之间的相互作用 ,原来的二阶孤子衰变为两个分离的基孤子 二阶孤子对同位相时 ,相互作用为“吸引” ,衰变后峰值小的基孤子位于内侧 ,二阶孤子对反位相时 ,相互作用为“排斥” ,衰变后峰值小的基孤子位于外侧 两个二阶孤子脉冲间隔越小 ,反位相时 ,在相同传输距离处 。

液体折射率的一种新型测量方法

利用液体薄膜的遮光效应原理,建立了一种新的测量液体折射率的方法和装置。选择了3种常见液体:蒸馏水、无水乙醇和1,2-丙二醇。利用新建的装置对其折射率进行了测量。实际测量过程中,对实验形成的图样进行了2种测量分析:一种是利用读数显微镜直接测量分析实验结果;一种是利用CCD拍摄记录实验结果,并利用计算机对拍摄结果进行了智能化处理分析。分析了实验误差,实现了实时、全自动化测量。测量结果均与理论值吻合。该方法操作简便、设备简单、重复性好、准确度高。

液体薄膜遮光效应的研究

当激光束通过静态液体薄膜时,由于表面的全反射效应能够观察到液体薄膜的遮光效应.在此基础上,以白光为光源研究了液体薄膜的遮光效应.结果显示,白光光源的遮光图样非常清晰,且无激光散斑效应;遮光图样的中心是一个光强极强的亮域,该区域的外部为两个同心的环状暗场,两个暗场之间是亮场,亮暗边界十分清楚;液体薄膜遮光图样的半径大小与液体的折射率有关,液体折射率越大,遮光图样的半径越大.本文给出了液体薄膜遮光半径与液体折射率的解析关系,分析了遮光图样产生的必要与充分条件,并根据液体薄膜的遮光效应,建立了一种测量液体折射率的新方法,测量了纯净水的折射率.结果表明,该测量值与传统方法所测折射率的值相吻合且该方法具有设备简单、操作简便、重复性好、准确度高等特点.

单模光纤中光脉冲对的聚合与分裂

对于双光脉冲在非线性单模光纤中传输问题 ,通过数值求解非线性Schr dinger方程 ,发现脉冲的分裂、聚合现象 讨论了不同入射光强度下 ,分裂、聚合的特点 ,以及产生分裂、聚合的物理机制 对聚合后光脉冲的频谱进行了分析 ,除了观察到与入射脉冲相同的中心频带外 。

激光反射法测量弯曲液面特性

发现了弯曲液面上边界反射光场的带状暗场扩张效应.当平行激光束垂直入射到由平板润湿效应引起的弯曲液面上时,边界反射产生特殊的反射图样,图样的中间为带状暗场,两侧有清晰的衍射条纹,并且带状暗场宽度随入射光束宽度的缩小而迅速变大.分析了反射图样的带状暗场宽度与入射光束宽度的解析关系,得出了弯曲液面的斜率曲线和高度曲线.建立了一种利用弯曲液面边界反射的暗场扩张效应来实时测量液面特性的新方法.