二维三角格光子晶体等效非线性折射率系数研究

考虑光子晶体中场局域效应,在等效介质理论的基础上利用场平均法得到二维三角格光子晶体的等效折射率.该折射率与平面波展开法得到的结果非常吻合.考虑慢光效应对非线性效应的增强,引入慢光增强因子得到该光子晶体的等效非线性折射率系数.该光子晶体的等效非线性折射率系数表现出强烈的色散效应,即随归一化频率的增加而逐渐减小,达到最小值后迅速递增,体现了场局域效应和慢光效应对光子晶体中非线性效应的共同作用.本文研究对利用人工微结构调控光学非线性效应具有一定参考价值.

斜磁场作用下抛物量子点的折射率系数变化规律研究

本文首先使用有效质量近似的方法研究了在斜磁场作用下各向异性抛物量子点系统,并求得了系统的能级与波函数.然后运用密度矩阵与迭代的方法得到系统的线性、非线性以及总的折射率改变的表达式,使用典型的GaAs材料来进行数值计算.计算结果表明,磁场的倾斜角度以及系统参数对于总的折射率系数的改变有较大的影响,随着磁场倾斜角度的增加,总的光折射率系数改变的峰值却在减少,并且向着高能量方向移动;然而随着系统结构参数的增加,总的光折射率系数改变却在不断的增加.

基于自准直原理的折射率温度系数测量新方法

在透射型光学系统设计中,常用的红外材料包括ZnSe、BaF2和LiF等。为了给光学设计者提供精确的折射率温度系数参数,本文提出了一种自准直原理的偏向角相对测量的新方法,并搭建了一套基于红外单点探测的折射率温度系数测量系统,分析了该方法的精度优势。通过该系统对ZnSe棱镜进行了实验,实验数据与NASA(美国航天局)的CHARMS系统对比,相对误差在1%以内。这一系统解决了宽光谱、宽温域下条件下红外光学材料的折射率温度系数测量的实际问题,对红外光学系统的测量精度有了进一步提高。

测量玻璃热膨胀系数和折射率温度系数实验

为了测量玻璃热膨胀系数和折射率温度系数,设计了基于水平光路的玻璃热膨胀系数和折射率温度系数的测量方法。运用光束在玻璃样品中发生干涉的原理,用自然降温法进行测量。实验得到干涉光斑的条纹移动数与温度呈线性关系,通过拟合实验曲线的斜率,即可计算该玻璃样品的热膨胀系数和折射率温度系数。该实验装置结构简单、调节方便、条纹移动清晰,自然降温法获得的数据线性良好,精确度高。

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。

7.5mol%Nb∶KTP晶体的主折射率温度系数的计算

阐述了 7.5mol% Nb∶KTi OPO4(Nb∶KTP)晶体在室温至 1 50℃ ,波长分别为 539.75nm、632 .8nm、1 0 79.5 nm和 1 341 .4 nm下 ,主折射率温度系数的测量结果和计算结果 .给出了计算 7.5mol% Nb∶ KTP晶体主折射率温度系数的两个表达式 ,分别用它们计算得该晶体的主折射率温度系数同实验测量值符合 ,最大偏差分别为 1 6.6%和 1 4 % .通过比较 KTP和 7.5 mol% Nb∶ KTP晶体在这四个波长下主折射率温度系数可看出 。

玻璃折射率温度系数的研究

1主要内容 物理实验教学除了让学生学习相关的知识,更希望能通过实验训练学生如何设计实验设备和实验方法.实验巧妙地用光干涉的方法测量玻璃折射率的温度系数,但由于玻璃受热会膨胀,测量时还需要扣除样品受热膨胀对光程差变化的影响.实验要求学生通过分别测量紧贴于样片上下两端的反射面的反射光（光束不通过玻璃样品）的光程差和样品上下端面的反射光的光程差随温度的变化,得出玻璃样品折射率的温度系数.

基于1stOpt求解光学玻璃折射率温度系数经验公式常量的方法

为了解决ZEMAX软件拟合计算折射率温度系数经验公式常量时,参量回归计算的折射率和折射率温度系数与实验值存在较大偏差的问题,用1stOpt差分进化法求解折射率温度系数经验公式常量.以氟冕D-FK61和特种火石H-TF3A光学玻璃为例,用该方法求解的λtk常量与其通用数值范围0.08~0.33相吻合,参量回归计算的折射率和折射率温度系数与实测值的偏差分别小于1×10^(-5)、2×10^(-7)/℃.该方法作为ZEMAX软件计算光学玻璃折射率温度系数的有效补充,计算的准确性高,可为热补偿光学系统设计提供准确的光学参量保障.

红外光学材料折射率温度系数测量装置

本文介绍一台红外光学材料折射率温度系数测量装置。该装置是由温控系统、精密测角系统、光学系统和电器控制系统等组成的一台高精度全自动化测量系统,采用改进的自准直法测量折射率温度系数值。该装置达到的主要技术指标:工作波长为2～12μm,温度范围为-50～150℃,测量不确定度为3%,可满足各种红外光学材料折射率温度系数测量的要求。利用该装置对红外材料锗折射率温度系数值进行了测量,并对测量数据进行了报道。

无色光学玻璃折射率温度系数与平晶等厚干涉条纹

本文通过平晶折射率温度系数和热膨胀系数对其等厚干涉条纹影响的定量分析,找出了温度变化影响平晶等厚干涉条纹的主要因素。从理论上论证了平晶表面形状判断的新方法,证明了新方法短时局部外围温升法(阶跃温升法)的合理性和可操作性。最后对标准平晶和高精度工作平晶玻璃的材质提出了特殊要求,以满足其平面度的热稳定性要求。

7．5mol％Nb∶KTP和KTP晶体的主折射率和主折射率温度系数的比较

阐述了用自准直法测定7．5mol％Nb∶KTP晶体的主折射率和主折射率温度系数的测量结果。比较7．5m01％Nb∶KTP，KTP和KNbO3晶体的主折射率、双折射率和主折射率温度系数。在研究中发现Nb引入KTP晶体后．使晶体的主折射率和双折射率均增大．从而造成晶体的倍频的Ⅱ型相位匹配的截止波长缩短和晶体非线性相位匹配的最佳相位匹配角产生变化。7．5mol％Nb∶KTP的主折射率温度系数和KTP晶体相当且明显优于KNbO3晶体。这将有利于7．5mol％Nb∶KTP晶体在LD直接倍频产生蓝光的器材中应用。

应用折射率负温度系数的固体元件补偿Nd：YAG棒激光器的热透镜效应

将PMMA，PC，COP等具有折射率负温度系数特性的固体光学元件插入Nd：YAG固体激光器的激光介质中，可以有效补偿激光介质工作产生的热透镜效应，优化光束质量，并且这种方法是一种动态补偿，不受泵浦功率变化的影响。

利用Pb_(1-x)Ge_xTe材料的折射率异常性质改善红外光学薄膜的低温性能

红外薄膜干涉滤光片性能在低温下的变化是空间遥感系统中的一个关键性问题。经研究表明IV-VI族半导体PbTe和GeTe的赝二元合金Pb1-xGexTe在铁电相变点具有折射率异常—相应于铁电相变,Pb1-xGexTe薄膜呈现出最大折射率值。用Pb0.94Ge0.06Te材料代替PbTe材料,制作了一个红外薄膜干涉滤光片。测试结果表明:其中心波长漂移从0.48nm/K改进到0.23nm/K,在所测量的80K～300K的温度范围,用Pb0.94Ge0.06Te材料制作的滤光片的峰透过率高于用PbTe材料制作的滤光片约3%,从而极大地改善了光学薄膜器件在深低温环境下的稳定性和可靠性。

锗薄膜在低温下的折射率研究（英文）

利用电子束蒸发方法在双面抛光的ZnSe基底上镀制单层Ge薄膜.在80 K^300 K温度范围内,采用PerkinElmer Frontier傅里叶变换红外光谱仪低温测试系统每20 K测量Ge单层在2~15μm波长范围的透射率.采用全光谱反演拟合方法得到Ge单层在不同温度下的折射率.结果显示,Ge单层折射率均随波长增大而减小,且变化趋势基本相同.利用Cauchy色散公式对折射率波长色散关系进行拟合,得到Ge薄膜材料折射率温度/波长色散表达式为:n(λ,T)=3.29669+0.00015T+5.96834×10^(-6)T^2+0.416 98/λ~2+0.173 84/λ~4.最后,验证了Ge单层膜折射率温度/波长色散公式的准确性.

YAl_3(BO_3)_4晶体折射率温度系数的测量

采用最小偏向角法在40℃～160℃范围内分别测量了0.194、0.254、0.404、1.53、2.325μm等9个波长下非线性光学晶体YAl3(BO3)4(YAB)的折射率,通过最小二乘法拟合得到不同温度下折射率的Sellmeier方程及折射率温度系数随波长变化的函数表达式。在此基础上计算出YAB晶体I类相位匹配实现266nm紫外光输出时的温度带宽为6.9℃·cm。实验与计算结果表明,YAB晶体具有较好的热稳定性,有利于实现高功率、高稳定性的266nm激光输出。

Nd:GGG晶体折射率和折射率温度系数的测量

利用自准直法，在303～443K温度范围内，用0．473、0．633、1．064、1．319和1．338μm等波长测量了Nd^3＋：Gd3Ga5O12（Nd：GGG）晶体的折射率，得到了上述波长的折射率温度系数和测量温度范围内修正的Sellmeier方程的常数。用色散方程和折射率温度系数表达式，计算了相应温度下在0．473～1．338μm波段内任意波长的折射率及折射率温度系数。

微纳流体光波导及其在生物传感器中的应用

微纳流体光波导融合了微观流体与微光学特征,能够在相同物理空间实现流体介质和微光学信息功能及结构的集成,是生物化学分析及生物传感器的关键器件。本文综述了微纳流体光波导研究现状及其在生物传感器和生物化学分析中的应用实例。论述了实现微纳流体光波导的全反射机理、多层干涉效应,抗谐振反射机理,以及基于上述机理实现的各种流体波导形式。重点分析了基于微纳流体层流效应的全流体波导,基于多层干涉效应的Bragg光波导、空心光子晶体波导、狭缝光流体波导、抗谐振反射光波导等多种波导的特点。指出狭缝光流体波导和抗谐振反射光波导具有更好的设计灵活性,且检测灵敏度高、可靠性好、易于集成制造,可望在生物传感器及微纳流体光学系统中得到更广泛的应用。

氟化钇薄膜的低温红外光学性能

采用离子束辅助电子束蒸发方法在硒化锌基底上制备氟化钇(YF3)单层650 nm薄膜样品,基于其空间低温应用环境,利用液氮杜瓦及傅里叶变换红外光谱仪建立的薄膜材料变温光学测试系统,测试了薄膜样品在80~300 K温度条件下,在1~15μm波长范围的光谱透射率。基于该测试结果,利用全光谱反演拟合方法对YF3薄膜在低温下的折射率变化情况进行了研究。结果表明,YF3薄膜折射率均随波长增大而减小,且在不同温度下变化趋势基本相同。基于Cauchy色散公式得到了YF3薄膜在低温下的折射率与波长及温度的关系表达式,其折射率温度系数dn/dT约为6.95×10−4K−1,对在任一低温下YF3薄膜折射率快速计算提供了一个较好的方法。最后通过比较该公式得到的在300 K与80 K温度下的设计值与实际测量值的结果验证了该折射率计算表达式的准确性。

薄膜滤光片的光学稳定性研究

薄膜滤光片中心波长的稳定性是非常重要的参量 .这不仅取决于膜层的聚集密度 ,而且与薄膜材料和基板的折射率温度系数及线性膨胀系数有着紧密的关系 .本文根据滤光片的实验参量 ,分析计算了它们对滤光片中心波长漂移影响的大小 。

Pb_(1 - x) Ge_x Te薄膜的光学性质

对 PVD沉积 Pb1 - x Gex Te薄膜研究发现 Pb1 - x Gex Te是一种高性能的红外材料 ,在 3～ 2 5μm光谱范围具有较好的透光性能 ,室温下的折射率为 4.8～ 5 .6 .薄膜的光学性质 ,包括透射率、色散关系以及折射率的温度系数dn/ d T,与材料中组分 x、环境温度和薄膜的沉积工艺条件有密切关系 .适当地改变组分和工艺条件 ,可以使薄膜的折射率温度系数 dn/ d T从负变到零并转为正 。