连续旋转爆震波传播过程研究(Ⅰ):同向传播模式

通过改变空气、氢气质量流量,在大工况范围内开展了H2/Air连续旋转爆震试验,结合高频压力测量和高速摄影观测手段,重点分析了同向传播模式下的爆震波传播过程.在该模式下爆震波头个数随推进剂总流量的增大而增多,但同一时刻所有爆震波头的传播方向相同.试验发现了单波、混合单/双波、双波三种连续旋转爆震波传播模态,三种模态分别对应一定的试验工况范围.单波模态下的爆震波传播主频为5.05～5.8kHz,平均传播速度为1510 ～1735m/s;双波模态下的爆震波传播主频为8.6～9.9kHz,平均传播速度为1280 ～1480m/s;而在混合单/双波模态下,在试验过程中爆震波头个数会发生变化.当试验工况位于工况范围中间时,单、双波模态下的爆震波传播过程比较稳定,不会改变传播方向;而当试验工况位于工况范围边界时,发现了连续旋转爆震波改变传播方向的现象.

一维光子晶体多缺陷耦合的多通道滤波

利用传输矩阵法研究了含有多个缺陷且缺陷等距分布的一维光子晶体的透射谱.通过计算一个由1/4波片堆组成5个缺陷的一维光子晶体的透射比,发现缺陷间的距离每增加1个周期,禁带中的5个透射峰均向中心波长靠近,且1号峰向长波方向移到距离增加前2号峰的波长处,5号峰向短波方向移动到距离增加前的4号峰波长处.通过镀膜工艺,制备了这种缺陷结构,并用MP-5000分光光度计对其特性进行了测量.结果表明,实验结果与理论结果一致.缺陷层之间距离与透射峰位置的对应关系,对于多通道滤波器设计具有参考价值.

双掺杂铌酸锂晶体的生长及其光折变性质

采用提拉法以固液同成分配比（Ｌｉ２ＣＯ３／Ｎｂ２Ｏ５＝４８．６／５１．４）生长了Ｆｅ掺杂及（Ｚｎ，Ｆｅ）、（Ｍｇ，Ｆｅ）和（Ｃｅ，Ｆｅ）双掺杂ＬｉＮｂＯ３（ＬＮ）单晶。Ｃｅ∶Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体的质量，指数增益系数和衍射效率皆高于Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体。所测得（Ｚｎ，Ｆｅ）∶ＬＮ、（Ｃｅ，Ｆｅ）∶ＬＮ、（Ｍｇ，Ｆｅ）∶ＬＮ和Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体的抗光致散射能力分别为８．２×１０３，３．２×１０２，８．３×１０２和１．２×１０２Ｗ／ｃｍ３；在４８８ｎｍ光进行的光折变实验中还原处理后的（Ｃｅ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３晶体具有最高的二波耦合增益系数，为４０．２ｃｍ－１，其全息衍射效率可达８２．２％；实验结果表明（Ｚｎ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３和（Ｍｇ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３具有抗光散射能力强，响应时间短的特点，而（Ｃｅ，Ｆｅ）∶ＬｉＮｂＯ３的增益系数和衍射效率均为最高，明显优于Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３晶体。

单轴晶体双折射率随温度变化的双光路测量

为了研究单轴晶体最大双折射率在某一波长下随温度的变化情况,根据偏振光干涉的理论分析,推导出了单轴晶体最大双折射率随温度变化的解析式。在此基础上,设计、建立了一套双光路对比测试实验系统。利用该实验系统对石英晶体样品进行测试,获得了其实验数据变化曲线,并总结出了在测试波长下,石英晶体最大双折射率随温度变化的数学式。结果表明,单轴晶体在某一波长下的最大双折射率基本上与温度成线性关系;实验过程中,只要精确调整仪器,并注意控制好实验所需温度,其测量结果是可靠的。

偏光分束镜分束角的不对称性研究

文中给出了渥拉斯顿棱镜分束角的不对称性,并对通过调整胶合介质层来消除可调分束角棱镜的不对称性进行了分析。

光正反方向入射冰洲石Wollaston棱镜分束角的温度效应

为了了解温度变化对光正反方向入射冰洲石晶体Wollaston棱镜分束角的影响,首先明确了棱镜的结构角和晶体中o光、e光的主折射率是决定棱镜分束角的两个因素;然后从温度对这两个因素的影响出发,从理论上对光正反方向入射冰洲石晶体Wollaston棱镜o光、e光分束角的温度效应进行了研究,结果表明:随温度的升高,光正反方向入射时Wollaston棱镜两分束角均在减小,但光正方向入射时o光分束角减小的幅度要比e光大得多,而光反方向入射时e光下降幅度要比o光大得多;总体上光反方向入射要比正方向入射分束角受温度的影响大,实验测试结果与理论分析相吻合.

Nd_(0.007) Gd_(0.993)VO_4晶体折射率和折射率温度系数的测量

利用自准直法 ,在 2 0℃到 170℃温度范围和 0 .4 880 μm、0 .6 32 8μm、1.0 6 4 0 μm、1.0 795 μm、1.3414 μm等波长测量了Nd0 .0 0 7Gd0 .993 VO4晶体的折射率 ,得到了这种晶体的Sellmeier方程和折射率温度系数。为了验证得到结果的可靠性 ,利用得到的Sellmeier方程计算 1.0 6 4 0 μm的寻常光和异常光的折射率 ,并与实验测量的结果进行比较 ,两者的差异不大于 2 .2× 10 -4,处在测量误差的范围内。测量结果表明在室温下 ,对 1.0 6 4 0 μm波长的双折射率为 0 .2 2 0 1,双折射率温度变化率为 4 .3× 10 -6/℃。因此 ,与YVO4相仿 ,这种晶体不仅是一种优秀的激光基质材料 ,而且是一种优秀的双折射晶体。

用棱镜最小偏向角法测量晶体折射率

本文针对晶体的光学折射率性能与结晶学点群有关的这一特点，在试验原理和试验方法上（用棱镜法中最小偏向角法）作了进一步讨论，其中包括被测晶体棱镜的定向和设计，样品切割与制备的要求等有关方面，以求得到精度较高的晶体折射率数据。晶体按其结晶学对称性分为七个晶系。每个晶系的晶体折射率椭球的主轴与晶体的晶轴取向是有一定关系的。光波在各向同性晶体中传播时，只存在一个折射率ｎ，在切割测试样品时，只需加工一个任意取向的棱镜样品。当光波在单轴晶体或双轴晶体中传播时，将发生双折射现象，这时相应有两个或三个折射率出现。对于单轴晶体，要使晶体的光轴位于所作的棱镜的折射棱角的等分面内，便可测得晶体的两个折射率ｎｏ、ｎｅ。对于双轴晶体，必须切割两个一定取向的棱镜，才可测得三个主折射率。如：人工晶体所生长的某硼酸盐类晶体，属单斜晶系，其棱镜的切割方法为：一个棱镜的折射棱角的等分面平行晶体的结晶学ｂ面（０１０），当入射光波矢垂直入射到棱角内的（０１０）面时，可测出与主折射率ｎ２相垂直的另两个主折射率ｎ１与ｎ３，为了确定晶体折射率椭球的主坐标轴与其晶轴取向之间的关系，还要求使棱镜的底面为晶体的结晶学ｃ面（或ａ面）。在切割另一个棱镜时，使晶体的?

光轴取向任意时单轴晶体界面上的双折射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,自然光从各向同性介质入射到单轴晶体时界面上的反射和双折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.

光轴取向任意时单轴晶体内表面上的双反射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,寻常光和非寻常光从单轴晶体入射到各向同性介质时界面上的双反射和折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.

激波调制光子晶体频率转换效应的研究

研究了被激波调制的光子晶体对入射光产生的频率转换效应。建立了弹性激波调制一维光子晶体的物理模型;提出了准静态带隙结构的概念,并采用FDTD和平面波展开法计算了其光子带隙;通过数值计算和微扰分析,发现该频率转换是一个量化累积过程,并对该频率转换效应及其量化累积现象提出一种基于光子-声子相互作用和表面衰减模的解释,同时,分析了该频率转换效应的特性。

云母双折射率色散关系不一致性对波片设计的影响——波片光相位延迟色散的补偿方法

云母晶体材料本身性质所决定的双折射率色散关系不一致性 ,对于波片设计是一个棘手的问题 .与传统的样品普遍鉴别测量方法不同的是 ,该文试图从介绍分析双折射率的精确测量方法入手 ,通过必要的技术处理 ,达到直接采用单波长的测量结果代替多波长的测量结果 ,最终推断出任意波长或任意样品材料对应的波片相位延迟 .此方法较之传统测量方式简捷快速实用 ,可满足云母波片系列化生产需要 .

液晶等效折射率随电压变化关系的研究

给出了液晶等效折射率随电压变化的简单测量方法与实验结果

一维光子晶体结构参数对禁带带隙的影响研究

采用平面波法(PWM)计算一维光子晶体的带隙结构。分别就构造一维光子晶体结构的高低折射膜层的介电常数及填充比(高折射膜层的厚度与晶体周期长度的比值)对禁带带隙宽度的影响作出分析。通过最小二乘曲线和曲面拟合得到带宽与介电常数或带宽与填充比的函数关系图,以确定最佳的禁带带宽,从而设计一维光子晶体的周期结构。对高低折射膜层为G aA s/空气组成的一维光子晶体,介电常数比约为13/1,当填充比为0.16时,计算得禁带带宽为0.2564×2πc/Λ,禁带的中心频率为0.3478×2πc/Λ,与实验数据吻合。

测量晶体折射率的一种简单方法——布儒斯特角法

介绍一种测量晶体折射率的简单方法。这种方法所用样品尺寸小，加工精度要求低，且测量过程简单，特别适合于测量那些不透明或半透明晶体的折射率。

光在单轴晶体前表面上的反-射透射研究

给出了单色平面波从空气射向单轴晶体时O光和E光反射率和透射率的解析表达式.分析了E光波法线方向和光线方向的区别,对E光的菲涅耳方程及反射、透射率公式进行了修正.具体的数值计算表明,修正后的反射、透射率表达式遵循能量守恒定律.

晶体折射率测试方法

扼要介绍了一种测试晶体折射率的有效方法──激光干涉法．并用这种方法分别测试了ＥＩ１２ＳｉＯ２０、Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２、Ｂｉｌ２ＧｅＯ２０、ＬｉＮｂＯ３晶体和熔融石英的折射率．测试结果表明，这种方法具有简便、稳定可靠、测试范围广和精度高等优点．

光折变晶体中光诱导波导的折射率分布

分别讨论了亮孤子和暗孤子在光折变晶体中诱导波导的折射率分布 ,结果表明光诱导波导的折射率分布除与光强的倒数有关外 ,还与光强对数的一阶导数有关 .

磁驱动准等熵加载下Z切石英晶体的折射率

基于CQ4脉冲功率实验装置开展了Z-切石英晶体在磁驱动准等熵加载下的窗口折射率修正关系研究.实验中采用激光波长1550 nm的双源光外差测速仪测量获得了Li F窗口和Z-切石英晶体窗口与不同厚度极板界面的粒子速度.利用反积分方法由实验测得的LiF窗口与极板界面粒子速度计算得到了极板的加载磁压力历史;以获得的磁压力为输入条件,采用LS-DYNA计算软件正向计算得到石英晶体窗口与极板界面的真实粒子速度历史.由实验获得的Z-切石英晶体窗口/极板界面表观粒子速度和计算得到的真实粒子速度,获得了Z-切石英晶体弹性极限内的连续的折射率修正关系,将其折射率修正关系的适用压力范围拓宽至14.55 GPa.表观粒子速度与真实粒子速度关系采用线性拟合时,折射率修正关系为n=1.087(±0.008)+0.4408ρ/ρ0,与冲击数据拟合的结果一致.由折射率实验数据对Z-切石英晶体的极化率分析认为,在其弹性极限压力范围内加载路径和温度对折射率的影响可以忽略.

二维光子晶体的空气孔形状对负折射平板透镜成像分辨率的影响

为了研究分辨率与空气孔形状的依赖关系,用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法对二维光子晶体的折射平板透镜的成像分辨率进行数值模拟,得到成像分辨率随空气孔形状对称性降低而降低,对称性最高的圆孔成像分辨率最高的结果。