摘要:~~2003年国家自然科学基金光学与光电子学领域资助项目一览表

摘要:第 1期光电子器件和系统SOI电光开关中热光效应分析严清峰 ,余金中 (1 )…………………………………………………………………………………………………………高效率低功率抖动运转的Yb:Er共掺杂光纤激光器裴　新 ,向望华 ,杜荣建 ,等 (5)…………………………………………………………………采用声光Q开关调制的脉冲Nd :YAG激光器李　强 ,郑义军 ,王智勇 ,等 (9)…………………………………………………………………………采用单环微谐振器的光滤波器特性及其局限性杨建义 ,江晓清 ,王明华 ,等 (1 2 )……………………………………………

摘要:利用由高双折射光纤所构成的Sagnac环镜作为边缘滤波器，解调制布拉格光纤光栅(FBG)传感探头所返回信号光的频率漂移，提出了一种新颖的FBG传感解调制方法。环镜滤波器具有大约6nm的准线性解调制范围。实验结果和理论分析相吻合。

摘要:用声光调Q Nd:YVO4激光器输出的1 064 nm的激光做泵浦源,用单周期的周期极化LiNbO3(PPLN),实现了角度调谐的准相位匹配(QPM)光参量输出.达到了内部角度4.74°的角度调谐(对应于外部角度≈10.30°的旋转),信号光调谐范围为1 499.9～1 506.5 nm;由于晶体温控炉尺寸的限制,没有实现大角度调谐.

摘要:基于可编程门阵列(FPGA)器件实现了低功耗的高速光互连链路。采用电时分复用(ETDM)技术在1根光纤上实现了G，数据信号的虚拟并行传输，降低了系统成本。链路物理层带宽达1056Mbit／s，链路稳定传输带宽为545Mbit／s，在应用层可得到300Mbit／s的数据传输率。并通过合理的器件选择、动态功耗管理和低功耗编码等设计方法，使系统功耗降低50％。

摘要:设计并研制了基于电光聚合物光波导的光圆偏振调制器(CPM)。所研制器件的TE TM偏振模式均衡器部分能够实现TE模与TM模间90%的偏振转换效率,这为器件输出光波的偏振分量均衡提供了相当大的调节范围。在均衡了波导中TE模与TM模的基础上,实验表明,器件的TE TM相位差调制器部分实现了很好的光波圆偏振调制输出特性。所测得的输出线偏振光中,45°与-45°斜角方向偏振分量的消光比大于25dB。基于接触式电极化法所获得的电光特性,TE TM偏振模式均衡器部分的偏振转换周期电压约为230V,TE TM相位差调制器部分的调制特性曲线周期约为192V。

摘要:分析了通用改进扩展Benes型(GMDB)光开关结构的特性,提出了路由算法设计思路,并详细阐述了4×4GMDB光开关的控制和驱动电路设计。测试结果表明,设计的模块达到了控制的要求。

摘要:对于给定的非线性损伤，对喇曼／掺Er混合光纤放大器(HFA)结构进行优化，即优化光纤喇曼放大器(FRA)与掺Er光纤放大器(EDFA)的增益比和色散补偿光纤(DCF)长度比，得到一种最优HFA结构。分别比较了最优HFA、一般HFA、全FRA和全EDFA用作接收机前置放大器的噪声性能，以及用于多级链路在线放大器时系统所能到达的最大可传输距离。结果表明，最优HFA能提高系统性能。

摘要:介绍一种用于液体特性研究的光电液滴传感器(PLDS)，其原理是基于插入液滴内部的光纤，及由滴头和环形极板构成的电容传感器。传感器中集成了二极管及部分处理电路，并对滴头及相关零件作了特殊的机械结构设计，从而能够有效地解决光信号强度损失严重、输出信号易受干扰、光纤位置不稳定、气泡影响液滴形状和滴头部件难以清洗等问题。同时，传感器中通过两路输入光纤引入了不同波长的光信号，通过可拆卸的环形极板便于进行CCD图像液滴分析。

摘要:给出了SOI近红外Si0.8Ge0.2／Si横向pin光电探测器的设计和制作过程。对制得的样管进行了典型光电参数的测试。测试结果表明，探测器的响应波长范围为0．4～1．3μm，峰值响应波长在0．93～0．97μm，峰值波长下响应度达0．38μA／μW，与Si光电探测器相比，出现明显的响应波长范围和响应峰值波长红移，光电性能达到了预先的设计目标。

摘要:设计并建立了光纤Bragg光栅(FBG)温度传感实验装置，在20～260℃温度范围内对掺Ge单模FBG进行温度传感性能测试。通过比较升温与降温过程各相同温度点FBG中心反射漂移差，发现FBG对温度响应具有滞后性，滞后时间随温度的升高而减小。理论系统分析了滞后原因及规律，并提出了解决方法。

摘要:针对传统L-波段掺铒光纤放大器(EDFA)转换效率不高，提出了一种在未泵浦掺铒光纤的输入端插入一根布拉格光栅(FBG)的L-波段EDFA新结构。实验表明这种结构可以提高功率转换效率，小信号增益增加约3dB。基于考虑ASE噪声的Giles模型，建立了这种EDFA的理论模型，并运用数值模拟算法系统地分析了布拉格波长及其反射率等参量对放大性能的影响。

摘要:提出一种新型双通道旋转连接器。该连接器应用红外无线技术耦合光信号通过旋转面，可保证信号持续传输。分析了连接器的设计原理，并测试了旋转器固定和旋转两部分的转配误差引起的离轴距离、轴向距离及其相对转动对信号传输的影响。试验结果表明：只要旋转连接器的零件加工和装配精度符合设计要求，装配误差的影响可忽略；当旋转器两部分相对转动时，系统实际的传输速率与静态时的速率相同，均为1．46Mbps；此连接器对机械加工和装配精度的要求显著降低，生产成本减少。

摘要:提出了实用的Mirau干涉头结构,降低了制作工艺要求。物镜为长工作距物镜,由光焦度较大的正光组和光焦度较小的负光组组成。设计了5种不同透射/反射率的分束板,平衡了干涉光强。Mirau干涉物镜的NA=0.3,β=-10,工作距5mm,横向分辨率Δx≥0.887μm,景深Δ=±2.956μm。

摘要:为利于与微电子加工工艺相结合，基于Ti氧化线的纳米电子和光电器件需要加工μm级长的Ti氧化线。偏置电压和扫描速度是AFM阳极氧化加工Ti纳米氧化线的决定因素。在温度(20℃)、相对湿度(30％)和氧气浓度(20％)基本保持不变的情况下，在不同的偏置电压和扫描速度下加工了5μm长的Ti氧化线，研究了不同偏置电压和扫描速度对Ti氧化线加工特性的作用，在偏置电压8V和扫描速度0.1μm／s条件下得到了比较理想的长Ti氧化线。

摘要:对激光器速率方程所涉及的激光器的内部参数进行变换，得到一组新参数。它们可由实验中测得的激光器的数据通过曲线拟合的方法得到。利用拟合得到的参数对10GHz的分布反馈(DFB)半导体激光器(LD)进行数值求解，所得的结果和实验测量的结果相吻合。

摘要:报道了一种以980nm半导体激光器(LD)为泵浦源、Er3+/Yb3+共掺光纤为增益介质的超荧光光源(SFS)。最大超荧光输出功率为1.00mW,输出功率稳定性为±0.06dB。其阈值光功率为15.7mW,斜率效率为1.08%,3dB谱宽为15.6nm,所需最佳光纤的长度仅15 5cm。

摘要:介绍了科学级CCD芯片的主要性能参数和读出驱动时序要求，设计了图像采集总体方案。利用计算机EPP方式和采用CCD读出、A／D转换及数据传输流水线方法降低成本、噪声和实现难度。用复杂可编程器件(CPLD)实现了图像采集的各个控制信号，并给出了时序仿真波形。给出了相机的主要性能指标和在X射线数字实时成像检测中的应用。

摘要:分析了周期极化LiNbO3的极化反转过程和特性，进而提出了一种用于外加电场极化法制作周期极化LiNbO3的极化波形，并完成了相应的高压极化电源的设计与制作。电源可产生梯形波、序列脉冲方波以及由两者组合的多种波形，其最高输出电压为15kV，最大输出电流可达到300μA。用其在LiNbO3晶体上进行了多次极化反转实验，取得了很好的效果。

摘要:系统采用位置敏感器(PSD)作为光电探测器来测量器件的振动信号，计算机依据PSD测得的挠性器件的振荡信号，对其进行谐波分析及频谱分析，从频谱图上获得该器件的摆动频率。该方法具有非接触、响应快、易于操作等特点。实验结果表明，其摆频的分辨率为0．01Hz，重复性可达0．03Hz。

摘要:给出了采用5步法测量白光干涉中零光程差位置的理论推导。提出在测量中以双光束干涉条纹间距的1／4大小作为干涉光强空间采样间隔；以被测点附近5点测量数据作为一组基本数据来确定干涉条纹的局部调制度；采用重心法确定干涉条纹调制度的最大值位置，并以此作为零光程差位置。对不同干涉光强分布公式生成的模拟测量数据进行了理论分析；对光电测量系统中的机械精度与光电测量精度对测量结果的影响进行了定量计算。通过计算得到，本方法的最大零光程位置测量误差不超过1／4干涉光中心波长。

摘要:给出了在非定步长算法中使相位测量误差达到最小的一个最佳的相移步长。匹配范围:180°<Φ1<270°,90°≤Φ2≤180°;指出了即使相移步长不在此匹配范围内,应用该算法的相位测量精度亦能达到μm级。同时对非定步长算法与Stoilov算法进行了误差比较分析。经分析表明,该算法的性能优于Stoilov算法。

摘要:提出并研制了一种基于参数自适应比例、积分和微分(PID)控制算法的激光准直控制系统，从根本上解决了传统PID控制方法的存在的精度低、实时性差等不足。在50min内，x向(水平方向)的角漂移量为22nm／150mm，y向(垂直方向)的角漂移量为15nm／150nm；x向的平漂移量为26nm／150nm，y向平漂移量为28nm／150nm。实验证明：采用参数自适应PID控制算法，激光准直系统的准值精度和鲁棒性得到显著提高。

摘要:提出一种新型的非线性边缘检测技术。首先利用标准的Sobel梯度算子对图像的边缘点进行初选，然后用双同心圆窗口算子在候选边缘点集中寻找真正的边缘。通过与其它成熟的边缘检测技术进行比较。结果显示：该算法获得的边缘图像质量优于传统的Sobel算法；检测出的边缘与Canny和LoG算法可比，计算量却比二者有明显降低。

摘要:针对灰度图像的椒盐噪声滤波问题，提出一种保细节的非线性滤波算法。利用局部统计信息，首先将图像像素点粗分为信号点、可能的正噪声点和可能的负噪声点3类，建立噪声标矩阵；然后再根据噪声标记矩阵的局部统计信息，将可能的噪声点细分为信号点、噪声点和不确定点3种类别，并分别采用不同的方法进行滤波，以保留更多的图像细节。结果表明，本文算法在去噪能力、自适应性以及保留细节等方面都明显比其它4种算法强，尤其是对于噪声高度污染图像的情况。

摘要:提出了一种通过对二维模板图像抽样来进行图像匹配的快速算法,并对其进行了优化。该算法通过设定搜索步长、提取抽样序列,大大减少了搜索和匹配过程的运算量。并且采用两阶段搜索过程,解决了目标子图像旋转问题,保证了匹配精度。该算法运算简单,特别适合硬件实现。实践表明,该算法满足系统的实时性(<20ms)和定位精度(±4μm)的要求,抗噪能力较强,具有很强的鲁棒性。

摘要:基于色彩合成的数字彩色全息方法，研究了不同波长的再现光对数字彩色全息图再现像质量的影响。引入了偏移因子，进一步分析再现光对再现像的影响。在保证再现光与记录光波长相同的条件下，三基色全息图的分色再现像能够准确重合，并经过色彩合成可获得原物体清晰的彩色再现像。理论推导和实验结果证明：该方法对消除色串扰有很好的效果。

摘要:实验制备了颗粒平均尺寸为10mm且具有一定的红、绿和蓝色灵敏度的超细颗粒卤化银乳剂，对影响颗粒尺寸和光谱灵敏度的若干制备条件进行了讨论；实验研究了用该乳剂记录的反射全息光栅的衍射特性。实验结果表明，用改进了的AAC显影液和R-10漂白液处理，当用红光(633nm)或绿色(515nm)记录时，反射全息光栅的衍射效率可达55％，需要的曝光量分别为1．8mJ／cm^2、2．2mJ／cm^2；当用蓝光(458nm)记录且曝光量为3．3mJ／cm^2时，衍射效率达50%。

摘要:研制了一种测量材料瞬态微形变过程的新装置，详细讨论了其测试机理，并用该装置测量了激光烧蚀铁片时铁片背面的形变过程。实验结果表明，在激光辐照开始后3μs内，铁片有一小的正向凸起；在随后的20μs内，铁片有一较大的反向凸起，反向凸起的最大位移是正向凸起位移的3倍左右。这一结果从实验上进一步论证了激光反冲塞效应的观点。

摘要:用泵浦探测法测量了Cr4+YAG在Nd3+准三能级4 F3/2-4 I9/2跃迁波长的基态和激发态吸收截面,其结果为在Nd3+YAG的准三能级跃迁波长946 nm处,基态和激发态吸收截面分别为4.0×10-18 cm2和1.1×10-18 cm2;在Nd3+YVO4的准三能级跃迁波长914 nm和Nd3+GdVO4的准三能级跃迁波长912 nm处,2个吸收截面分别为3.9×10-18 cm2和1.4×10-18 cm2.

摘要:利用激发波长和发射波长处的蒙特卡罗模拟作为研究手段，对一系列不同边长胃肠壁组织的立方形标本模型进行检测，分析标本的上、下表面以及侧面的逸出荧光，最终确定适合作离体检测的胃肠壁组织标本尺寸的边长不小于3mm。

摘要:介绍一种快速调谐非共线光参量振荡器(OPO)。通过快速改变泵浦光与OPO中非线性光学晶体光轴的夹角,实现OPO的波长精确和快速调谐,光束入射时间、角度、速度和方向均由计算机控制,保证OPO的快速精确调谐。输出中红外激光波长3.1～4.2μm,最大输出能量9.8mJ。捷变频速率可达3.5×1012Hz/ms。

摘要:采用优质LiNbO3样品,在简单的实验装置上,成功地实现了角度变化2.5"的信息传递和检测。如果将此信息通过伺服系统控制相关器件,则可以制做各种瞄准或校准仪器。

摘要:半导体激光器 (LD)具有体积小、效率高和泵浦方式多等独特优点 ,在短距离激光测距、引爆、污染检测、激光通讯、激光印刷和激光医疗等方面有广泛的应用前景。　　实验仪由带有准直系统的LD、闪耀光栅、光谱分析仪和激光功率计等组成。LD的中心波长为 6 50nm ,最大输出功率为 5mW。光栅常数为 1 2 0 0线 /mm ,闪耀波长为 6 50nm。实验中 ,用功率计测量LD的P I特性 ,得到其阈值电流为 1 7mA左右。用光谱仪观测LD的荧光光谱、激光发射谱以及发射光谱与注入电流的关系。加入闪耀光栅作为外腔元件 ,利用其选频特性来压窄线宽和选取单纵模。…