化学还原法制备纳米银颗粒及纳米银导电浆料的性能

采用化学还原法,在水相中,以硼氢化钠为还原剂,月桂酸为分散剂,通过还原银氨络合物溶液制备了纳米银胶体,之后通过调节胶体的pH值,分离出了纳米银颗粒。TEM和XRD分析表明,该纳米银颗粒的平均粒径大约为17 nm,集中分布于5～30 nm,且无明显的团聚现象;红外光谱分析表明该纳米银颗粒表面包覆有月桂酸,紫外光谱表明制得的纳米银胶体在397 nm处有较强的吸收峰。将分离出的"湿"纳米银颗粒作为功能相,加入预先配制的载体相中,运用机械搅拌和超声分散等手段,制得了纳米银导电浆料。热重分析表明该浆料含有约67%(质量分数)的金属银,在220℃下烧结2 h后,其电阻率为4.2×10-5Ω.cm。经微细笔直写后,其线条的分辨率可以达到60μm。

湍流大气对无线光通信影响分析及解决方案

分析了湍流大气光传输特性,讨论了光信号闪烁对宽带光无线通信误码率的影响及解决方案。从湍流大气的经典功率谱模型与修正功率谱模型出发,分析了Rytov指数与光场波长的变化关系,讨论了其对传输光场强度起伏的影响,以及分别在球面波与平面波时的差异。从实验上模拟考察了湍流大气对宽带光通信的影响,提出了一种新的从光链路上矫正波前畸变、减弱信号闪烁进而降低通信系统误码率的技术方案。该方案基于遗传算法和无模型盲优化的方式,以Zernike多项式系数为向量,对波前畸变进行编码,根据畸变波前的Zernike多项式的系数实现波前重构。其特点是没有预先测量波前相位畸变信息,而是采用施特列耳比作为遗传算法的适应度评判标准,通过优化达到最佳的波前畸变补偿效果。分析结果表明,该方案对中等强度以下的湍流大气光传输具有明显改善效果。

盲反卷积方法在水下激光图像复原中的应用

由于水体对激光存在着吸收和散射效应,距离选通水下激光成像系统所获得的图像存在不同程度的劣化问题,具有信噪比低、边缘模糊等特点。为提高图像质量,在分析水下激光成像劣化过程的基础上,研究了水下激光图像的基本噪声特征,并结合点扩展函数和调制传递函数,利用威尔斯小角度近似理论,将盲反卷积方法应用到水下激光图像复原中。在进行盲反卷积图像复原时,比较和讨论了将原始图像和经过降噪处理后的图像分别作为初始输入的处理结果;并对当人为改变调制传递函数和点扩展函数时所得到的图像复原结果进行了研究和讨论。处理结果表明该方法能达到抑制背景噪声、突出目标细节、提高对比度的效果,对水下激光图像增强十分有效。

基于模糊度量的激光水下图像复原的盲去卷积方法

由于水体对激光存在着不可克服的吸收和散射效应,距离选通水下激光成像系统所获得的图像存在不同程度的劣化问题,具有信噪比低、边缘模糊等特点。为提高图像质量,将基于模糊度量的盲去卷积方法应用于激光水下成像的图像复原中。结合威尔斯小角度近似得出的点扩展函数与调制传递函数,分别讨论了最大期望,最小均方与多次乘法迭代盲去卷积算法,并引入模糊度量方法判断盲去卷积算法的最佳迭代次数,获取最佳质量的复原图像。

N-羟基邻苯二甲酰亚胺的简便合成

N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)是一种重要的化工原料;文章以盐酸羟胺、甲醇钠和邻苯二甲酸酐为原料,以甲醇为溶剂,合成了NHPI;该法合成和分离步骤简单,合成产率高(84%),产物纯度高(98.5%);简要讨论了合成反应的原理,分析了影响合成和产物分离提纯的一些因素。

一维随机激光器中准态模的饱和特性研究

针对随机激光器的半经典理论是应用电磁场时域有限差分法数值求解半经典随机激光模型方程组,基于半经典理论数值研究了一维随机激光器中准态模式的饱和特性,获得了不同准态模的空间分布和频谱分布图。计算结果分析显示:准态模式的某些特征参数如局域程度将会影响系统的饱和特性。利用这一结果,可以通过单频抽运方法选择具有低阈值、高饱和强度的准态模式作为整个激光系统的稳态输出模式。

基于光子图海水点扩展函数的估计

海水中粒子对光的散射是水下图像模糊的主要原因。点扩展函数能够反映海水中光的空间扩散程度,使用点扩展函数,水下图像能被恢复或增强。提出了一种基于光子图海水点扩展函数的估计方法,该方法通过用光子图求解辐射传输方程,对光场内任意点的辐射强度进行估计。通过与蒙特卡洛仿真点扩展函数的方法相比较,结果表明两者具有较好的一致性。

铒镱共掺磷硅酸盐光纤的制备及其激光性能研究

利用改进化学气相沉积法(MCVD)的反向沉积工艺,结合无铝的溶液掺杂技术,制备了高性能掺磷石英基的铒镱共掺光纤.反向沉积技术表现出了在纤芯中大量沉积磷这类高温下极易蒸发成分上的优势.研究表明,这种光纤中,铒镱离子能量传递效率极高,掺磷的石英基质对于促进镱离子对铒离子的能量传递,抑制镱离子寄生荧光作用明显.最后,搭建了双包层铒镱共掺光纤激光器系统,在光纤长度为4 m时,获得了3.2 W的最大功率输出,斜率效率达30%.

伽马辐照对掺镱硅酸盐玻璃光学性能的影响

采用传统的高温熔融法熔制了一系列掺镱硅酸盐玻璃,并测试了这些样品经总剂量为5 kGy的钴-60伽马射线辐射源辐照前后的吸收谱、荧光谱和上转换发光光谱.实验结果表明:辐致暗化效应导致玻璃样品在400 nm附近出现一个非常强的宽吸收带,其尾端可延伸至近红外区.经辐致损耗谱分析可知,部分Yb3+离子在辐照过程中通过俘获电离自由电子转变成了Yb2+离子,导致掺杂样品的辐致损耗明显比基质材料的要大.在960 nm LD泵浦下辐照过的样品荧光强度、上转换发光强度及荧光寿命均有所下降,且在476 nm附近出现了氧缺陷ODC(Ⅱ)的荧光.室温下辐照过的样品在荧光测试过程中温度明显升高并出现漂白现象.

抗湍流大气衰落的光学阵列天线特性

针对湍流大气光传输特性,研究分析了一种光学阵列接收天线的特性。光学阵列接收天线在光路上使用移相器和耦合器等光学元件对光信号进行处理合并,使天线的输出信号的信噪比最大;根据对天线分析计算得到的信号分布特点,在天线合理分配安装和使用小尺寸透镜时,可增大光学系统视场角。经过仿真计算,与单透镜在相同接收条件下的接收端信号的信噪比和视场角的变化进行了对比分析,结果表明,采用光学阵列天线可以在光链路上有效提高空间通信的信噪比和增大光学接收视场角。

空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究

采用改进的化学气相沉积法和气相液相混合掺杂技术制备大芯径掺镱石英光纤预制棒,以此作为有源纤芯制备了纤芯直径约90μm的掺镱双包层光子晶体光纤,纤芯组分为镱铝磷共掺.双包层光子晶体光纤的模场面积约1330μm2,纤芯数值孔径0.065,包层数值孔径0.5.首次实现了国产掺镱光子晶体光纤的高功率高效率激光输出,1m长的光子晶体光纤激光器实现102W激光输出,斜率效率76%.

不同盖层对InAs/GaAs量子点结构和光学性质的影响

利用金属有机化合物气相沉积设备生长了不同盖层结构的InAs/GaAs量子点,采用原子力显微镜和光致发光光谱仪对量子点的结构和光学性质进行了研究.量子点层之间的盖层由一个低温层和一个高温层组成.对不同材料结构的低温盖层的对比研究表明,In组分渐变的InGaAs低温盖层有利于改善量子点均匀性、减少结合岛数目、提高光致发光强度;当组分渐变InGaAs低温盖层厚度由6.8nm增加到12nm,发光波长从1256.0nm红移到1314.4nm.另外,还对不同材料结构的高温盖层进行了对比分析,发现高温盖层采用In组分渐变的InGaAs材料有利于光致发光谱强度的提高.

长波紫外激发下的三基色发光玻璃

报道了一种新的可用长波紫外有效激发的三基色发光玻璃.这种三基色荧光玻璃样品是在相同硅硼酸盐基质中掺杂Ce3+/Mn2+,Ce3+/Tb3+以及Eu2+并采用熔融法制备出的.其中Mn2+,Tb3+,Eu2+作为激活离子,Ce3+作为敏化剂向激活离子提供能量.由于敏化剂的加入使这种三基色发光玻璃在长波紫外激发下获得了很强的荧光.同时文中讨论了基质中Al在增强荧光中的作用以及离子间的能量传递过程和离子价态的控制.

匹配高斯光束在耗散晶体中的孤波演化及偏转特性

研究了匹配的高斯光束在加外电场的耗散型光伏光折变晶体中的动态演化及其偏转特性.结果表明,对于给定的耗散系统,若该系统能支持某一特定的耗散全息屏蔽光伏明孤子,也可能找到与之相匹配的高斯光束,则该匹配的高斯光束能在此给定的耗散系统中演化成稳定的屏蔽光伏空间孤子.同时,考察了扩散效应对此匹配的高斯光束的影响,结果显示,扩散效应将造成此匹配的高斯光束孤波在演化过程中产生偏转现象,而且其偏转过程与之相对应的明孤子的偏转过程具有极其类似的特征.通过比较研究匹配的高斯光束与耗散全息屏蔽光伏明孤子的偏转特征曲线,我们发现,对于匹配的高斯光束,其空间偏转的数值计算结果与明孤子偏转的解析计算结果非常接近.总之,在耗散系统中,匹配的高斯孤波的动态演化特性(包括偏转过程)与耗散全息屏蔽光伏明孤波的演化特性是相符合的.因此,人们往往可直接用匹配的基模高斯光束代替耗散全息屏蔽光伏明孤波,为理论分析和实验研究提供了便利.

集成双波导半导体光放大器光开关实现波长转换的理论研究

建立了基于集成双波导半导体光放大器的光开关(ITG-SOA-Switch)的理论分析模型.与半导体光放大器(SOA)的特性相比较表明,由于ITG-SOA-Switch合并了多种物理效应,故其静态增益饱和曲线在饱和功率点附近具有大幅度陡峭下降的独特性质.理论分析和10Gbit/s波长转换模拟结果显示,恰当地选择输入抽运光的功率范围,ITG-SOA-Switch波长转换器输出转换光的消光比特性较之输入抽运光会有显著的改善.

Dy^(3+)掺杂硼硅酸盐玻璃的发光特性

采用高温熔融法制备了Dy3+掺杂硼硅酸盐玻璃,通过测试激发光谱和发射光谱,研究了其光谱性质.研究了玻璃组分及Dy3+掺杂浓度对发射光谱及发光强度的影响,并计算了色坐标,均位于白光区域.通过改变玻璃组分及掺杂浓度,调节黄、蓝发射峰的强度比,在387nm长紫外光激发下实现了单一基质上有效的白光发射.