几种变反射率腔镜边界衍射光场强度的理论分析与比较

根据边界衍射波理论，对反射率呈高斯类函数（ｎ＝ ２）、抛物类函数（ｎ＝ １， ２）以及线性坡度递减分布的腔镜的边界衍射光场作了分析和比较，结果表明了反射率呈高斯类函数分布的腔镜能更有效地减弱边界衍射光场，获得高质量的准几何光学近似的基模光场．

基于植物工厂LED阵列补光灯的栽培槽平面光场强度预测模型

【目的】针对重庆地区寡日照的气候特点,结合不同作物、不同生长阶段光需求的差异性,探究植物工厂中光源不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场分布规律,建立补光灯高度、光强比例与栽培槽平面光场强度之间的定量关系模型,为补光灯高度及光强的自动、精准、按需调控提供支撑。【方法】在重庆市农业科学院的密闭型智能仿真农业环境实验室中,以智能LED补光灯为研究对象,探究补光灯不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场强度变化规律,采用回归型支持向量机算法构建以补光灯高度、光强比例、空间位置信息为输入,栽培槽平面光场强度为输出的补光灯光场强度预测模型,利用此模型进行栽培槽平面光场强度的预测及实现根据不同作物、不同生长阶段需光特性的补光灯高度的精准调节。【结果】探析不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场分布规律,发现在同一光源高度条件下,随着光强比例的增大,栽培槽平面的光场强度值也随之增加;在同一光强比例下,随着补光灯高度的增加,栽培槽平面中心区域的光场强度值随之减小,而边缘区域的光场强度值反而有一定程度的增加。对比5种建模方法,发现SVR算法在所得数据集上表现最佳。构建的栽培槽平面光场强度预测模型的训练精度R^(2)可达0.9897,测试精度R^(2)达0.9815,证明此模型可靠性良好。【结论】解析植物工厂LED阵列补光灯的栽培槽平面光场强度分布规律,证明了构建栽培槽平面光场强度预测模型的必要性。该模型的精准构建,为设施农业或植物工厂条件下不同作物、不同生长阶段的光源位置及强度最优动态调控奠定良好的支撑。

热光场强度关联成像技术在地球观测与导航技术领域取得自主创新成果

作为量子信息技术与成像光学的交叉前沿科学领域，量子成像技术正受到国际学术界越来越广泛的重视。

光刻机照明光场强度分布校正技术研究

在28 nm及以下节点光刻机中,平顶高斯照明光场是减小脉冲量化误差对曝光剂量影响的关键技术之一。为降低平顶高斯照明光场产生组件的设计、加工和装调难度,提出一种光刻机照明光场强度分布校正技术。该技术通过较少次数的算法迭代可获得合适的光场校正板透过率分布,并将扫描方向强度分布的尺寸公差需求作为边界条件来降低校正引起的能量损失。所得到的光场校正板可同时对照明光场的非扫描方向积分均匀性和扫描方向光场强度分布进行校正。仿真分析结果表明,该技术获得的光场校正板可将照明光场的非扫描方向积分均匀性校正至0.29%以下,也可将扫描方向强度分布校正至指标范围内,校正引入的能量损失也可平均降低4.09%。所提技术可在一定程度上提高光刻机的产率。

基于光场强度关联的二阶时域Lau效应

Lau效应是非相干光照明下双光栅干涉形成的光学自成像现象。本文从描述光场传输的波方程出发,基于空间-时间对偶性,建立了时域光学系统脉冲响应函数与ABCD矩阵之间关系,在此基础上设计基于时域非相干光源光场强度关联的二阶Lau成像方案,最后得到描述二阶时域Lau效应的强度涨落关联表达式和周期性光脉冲的再现与介质的群延迟色散(GDD)参量之间的关系,并分析再现的周期性光脉冲的分布规律。结果一方面表明周期性时域脉冲的非局域叠加再现源于关联光脉冲之间的联合色散,另一方面表明当两个时域光栅之间色散介质的群延迟色散参量等于Talbot群延迟色散参量的整数倍时,可获得周期性光脉冲成像。当两个时域光栅之间色散介质的群延迟色散参量等于二分之一Talbot群延迟色散参量的奇数倍时,可实现周期性光脉冲的重现但有半个周期的平移。该结果有助于促进光场强度关联在时域光学中的应用特别是周期性光脉冲在色散介质中的遥感传输。

内腔二次谐波过程中光场强度自脉冲振荡的增强

本文利用宏观非线性极化模型,分析了相干驱动内腔二次谐波过程中光场的动力学演化行为.发现了光场的一种新的动力学不稳定性.在此基础上,提出了一个增强光场强度自脉冲振荡的可能途径.

运动纠缠双原子与薛定谔猫态光场相互作用系统的场熵演化

利用全量子理论,研究了运动纠缠双原子与薛定谔猫态光场相互作用系统的场熵演化特性,讨论了光场强度、相干态间的相位角、原子的运动和场模结构参数对系统场熵的影响.结果表明:原子运动导致场熵演化具有周期性;当场强较弱时,奇相干态光场与运动原子的纠缠度最大,而偶相干态光场与运动原子的纠缠度最小,Yurke-Stoler相干态光场与运动原子的纠缠度值介于中间;当场强足够大时,分别处于Yurke-Stoler相干态,奇相干态和偶相干态的光场与运动原子的纠缠度相等,场熵演化特性相同;随着原子运动速度的增大或场模结构参数的增大,场熵的演化周期缩短,并且场与原子的纠缠度逐渐减弱.

存在内禀退相干时薛定谔猫态光场中原子的布居数反转

通过求解系统的Milburn方程,研究了二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中原子的布居数反转.分析了内禀退相干、光场强度、相干态间的相位角对原子布居数反转的影响.结果表明,当存在内禀退相干时,原子布居数反转随着时间的演化,逐渐衰减为零.光场强度不变时,随着内禀退相干因子的减小,原子布居数反转衰减加剧,其中奇相干态光场中原子布居数反转的衰减速度较快;偶相干态光场中原子布居数反转的衰减速度较慢;Yurke-Stoler相干态光场中原子布居数反转的变化情形介于其中.内禀退相干因子不变时,随着光场强度的增加,出现崩塌-恢复现象,并且Rabi振荡的包络值很快衰减为零.

计量光栅空间位姿参数光场输出模型与仿真

光栅安装或应用过程中光栅传感器指示光栅、标尺光栅相互位置发生改变,导致莫尔条纹发生畸变,直接影响着测量精度和后续处理系统的复杂程度。本文采用傅里叶频谱分析方法,建立包含指示光栅、标尺光栅位置姿态参数的光场输出模型,给出了两栅不平行时输出光场的数学表达式,对主要影响因子进行了较详细的分析,并在Matlab中进行了仿真,给出了不同安装偏角下的莫尔条纹误差值及变化趋势,讨论了接收传感器的结构尺寸对测量结果的影响,得出了与莫尔条纹同尺度的接收系统有最小的测量误差,其结果对光栅副的精度设计和结构设计有较好的指导性。

内禀退相干下薛定谔猫态光场与原子相互作用系统的场熵演化

通过求解系统的Milburn方程,研究了二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中的场熵演化特性.讨论了内禀退相干,光场强度,相干态间的相位角对场熵演化的影响.结果表明:内禀退相干下,随着时间的演化,场熵振荡逐渐减弱,光场与原子的纠缠度逐渐趋于恒值.并且光场与原子的最大纠缠度值只取决光场强度和相干态间的相位角,与内禀退相干因子无关.光场强度较小时,奇相干态光场与原子的纠缠度最大;偶相干态光场与原子的纠缠度值为最小;Yurke-Stoler相干态光场与原子的纠缠度值介于两者之间.当内禀退相干因子不变、光场强度较大时,分别处于Yurke-Stoler相干态、偶相干态和奇相干态的光场与原子的纠缠度值趋近于相同.

Schrodinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的纠缠特性

通过数值计算，讨论了初始处于纠缠态原子（｜ψα〉=1/√2（｜eA,gB〉＋｜gA,eB〉）与Schroedinger猫态光场（｜α，ρc〉=N^-1/2 e（｜1α〉＋e^ρc｜-α〉）,Nc=2[1＋exp（-2｜α｜^2）cosρc]）相互作用体系的场熵演化和原子间的纠缠特性。结果表明：（1）在弱场情况下，偶、奇相干态和Yurke-Stoler相干态分别与纠缠态原子相互作用的场熵演化特性不规则；在强场情况下，三种相干态分别与纠缠态原子相互作用的场熵演化特性相同，原子与场总是处在纠缠状态。（2）原子间的纠缠度只与光场强度有关，与相干态相位角无关。即在光场强度给定的条件下，不同相干态光场作用纠缠态原子，原子间的纠缠度相同。

“计算光学遥感技术”专刊序言

在利用传统的航天光学遥感探测手段感知世界时主要是获取目标场景的光场强度信息,然而客观世界的光场数据蕴含多维度的视觉信息,这就易造成维度特征信息的丢失,导致对客观世界的高精度感知能力下降。下一代航天光学遥感技术——计算光学高维遥感将计算光学引入遥感技术,能够利用光波强度、相位、偏振等多维度信息,通过探索低维度光场信息与场景高维度特征间的映射关系,构建光波与客观世界的高维映射关系,打破以几何光学为基础的低维线性关系,建立高维物理量与遥感量的非线性映射模型,从高维物理量中解译遥感信息,实现航天遥感探测能力与精度的非线性提升,从而超越传统探测极限。

依赖强度耦合T—C模型的反聚束效应

研究了依赖强度耦合T—C模型的反聚束效应,讨论了原子—原子间的耦合强度、初始光场强度以及原子初态与光场二阶相干度的关系,揭示了原子间的相对耦合强度、初始场强以及原子初态对光子的反聚束效应的影响.

末端基团对芴类衍生物分子非线性光学性质的影响

通过采用预估矫正的时域有限差分方法数值求解速率方程-光场强度方程,研究了纳秒激光脉冲在具有不同末端基团的对称性芴类衍生物分子2,7-双(4′-(二甲基氨基)苯乙烯基)-9-氢-芴(F1分子)和2,7-双(4′-硝基苯乙烯基)-9-氢-芴(F2分子)中的动力学传播过程以及光限幅效应,分析了两种分子的光限幅特性随传播距离(z)、粒子数密度(N)以及脉冲宽度(τ)的变化情况,并且拟合了两种分子的动态双光子吸收(TPA)截面。计算结果表明,该系列分子具有较大的双光子吸收截面以及较好的光限幅效应。此外,F2分子的末端基团―NO_2与F1分子的末端基团―N(CH_3)_2相比具有更强的得电子能力,因而使得F2分子具有更大的跃迁偶极矩,双光子吸收截面增大,光限幅效应更为明显。

光纤表面等离子体共振传感器的性能分析

光纤表面等离子体共振传感器把光纤传输技术和表面等离子体共振技术有机结合,对于实时传输和精确测量有着重要意义。通过Comsol Multiphysic软件对光纤表面等离子体共振传感器的结构和调制方式进行了研究,并在固定入射光波角度和固定入射光波波长的情况下,对溶液折射率与光场强度的关系进行研究,给出了拟合曲线。结果表明待测溶液折射率与光场强度有着严格的线性关系,且传感器对液体折射率有着极高的灵敏度。

利用光子相关光谱测量流体加速度——一种新的流体加速度计

本文推导了伴有布朗扩散运动的匀加速运动流体的外差光子相关光谱强度,论证了外差光子相关光谱强度的振荡频率与扩散运动及入射激光光场强度无关。基于这个理论结果,提出了一种新的加速度计的设想,其仪器结构相当简单。

光纤通信波段强度差压缩态光场的实验制备

强度差压缩态光场是指两束光场的强度差起伏低于对应量子噪声极限的非经典光场，由于其两束子模具有较强的强度关联而被用于量子成像、量子随机数产生技术中，此外，又由于其光场强度远高于压缩态光场、纠缠态光场等非经典光场而被广泛用于量子高灵敏测量中。本文利用运转于阚值以上的非简并光学参量振荡器制备了1．3μm强度差压缩态光场，它作为一种双色关联光场可以为制备多色纠缠态光场以及开展量子计算奠定基础。

Er与Yb共掺波导放大器的ADI-FDTD数值模拟

提出了一种新的简单的数值计算方法模拟Er与Yb共掺磷酸盐玻璃波导放大器(EYCDWA)的增益特性.该方法是基于交变隐式差分方向的时域有限差分法(ADI FDTD)的迭代方法,用ADI FDTD计算波导中的光场强度分布,用迭代法研究光波的传输方程.数值结果表明,增加光波导长度和提高Er3+浓度是提高EYCD WA增益的两种重要途径,Yb3+起能量传递的作用,Er Yb的比率取1～4较好.

频分复用系统中的五次非线性效应

在光路密集的频分复用系统中,当光纤中入射光功率非常大的时候,五次非线性效应不能忽略.重点考虑了五次非线性对调制不稳定性(MI)的影响,结果表明:当光场强度非常大时,由于五次非线性效应的影响,在光纤的反常色散区, MI并非总能发生.这为有效地避免频分复用系统中四波混频的不利影响提供了思路.计算表明,为了降低MI不能发生的功率阈值,需要充分利用具有高五次非线性系数的光纤做传输介质.