摘要：根据多模干涉 (MMI)技术和波分复用原理 ,设计并研制出应用于波分复用系统的 1× 4钛扩散铌酸锂 (Ti:LiNbO3 /LiNbO3 )多模干涉耦合器。对MMI耦合器进行了理论研究和设计计算 ,完成了结构参数的优化设计、特性参数 (损耗 ,分光比 )的计算和实验验证 ,并与常规的M -Z型耦合器进行了对比。设计出的 1× 4MMI耦合器的长度为6mm ,损耗为 1 4dB ,而使用三个M -Z型耦合器构成 1× 4耦合器 ,总长度为 6 0mm ,总损耗为 1 5dB ;因此 ,采用MMI耦合器 ,具有结构紧凑、损耗低、工艺简单、容差性好等一系列独特的优点。

摘要：提出了一种新型的硅基M-Z干涉型光电集成加速度地震检波器。对硅基微光电机械加速度地震检波器的M-Z光波导干涉仪系统进行了系统研究和优化设计,采用K9玻璃作为基底层和包层材料,Bak7玻璃作为波导层材料,波导的宽度为4μm,厚度为0.4μm。M-Z光波导干涉仪的Y分支设计中采用上升反正弦S型弯曲,为适用于该干涉仪的信号臂和参考臂大跨距的特殊结构,应用波导转向镜实现了大角度光路转折,反射转向镜的内介质采用镀制金属铝膜得以实现,并利用BPM进行了仿真。为了防止TE模偏振光的偏振态经铝膜全反射后发生变化,加了4个长度为1 mm的TE模偏振器以保持其偏振态。实验结果与理论相符。

摘要：为了克服基于传统光学成像技术设计的手持式混凝土裂缝宽度测量系统焦深小、准确调焦困难,以及由于存在像差和混凝土表面凹凸过大致使视场内图像无法完全清晰等缺陷,采用波前编码技术重新进行缝宽检测系统的设计,以便有效地拓展景深(焦深)。讨论了波前编码立方型相位板规一化参数及其与实际系统相位板设计参数之间的关系,利用CODEV光学设计软件完成了手持式裂缝宽度波前编码测量系统的设计,加工制作了立方型相位板并进行了初步实验。实验表明,采用基于单透镜的波前编码系统设计,在满足分辨率为50μm,F数为6的前提下,可将景深拓展为15mm,达到传统光学系统相同F数时景深理论值的4.5倍。该系统能够满足混凝土结构裂缝宽度测量中扩大景深和成像的基本要求。

摘要：外加电场法制备周期极化铌酸锂工艺的众多结构参数对极化进程有潜在的影响。本文采用数值方法系统的分析了周期极化的重要结构参数的影响,这些参数包括绝缘层介电常数、绝缘层厚度、电极宽度、外加电压幅度和光栅周期。证明了对极化进程影响最为显著的是电极宽度、外加电压幅度和光栅周期,它们应该是设计极化结构时需要考虑的主要参数。相对的,绝缘层介电常数、绝缘层厚度对极化进程的影响在一定条件下可以忽略。本文由此推论了一种简洁合理的极化结构设计步骤。另外,本文得到了光栅周期与最优电极宽度的二次拟合公式,它为设计提供了依据,降低了复杂程度。

摘要：为了提高地震检波器的检测灵敏度,增强其性能可靠性,使其体积微型化,利用集成光学原理设计研制了迈克尔逊干涉芯片,并与光纤-质量块简谐振子、光源、光电探测器制成迈克尔逊干涉型加速度地震检波器,检波器具有灵敏度高、频带宽、重量轻、抗电磁干扰等优点,设计参数相位检测灵敏度△φ/a为1.1×10-2 rad/(m·s-2),测试结果表明,在工作频带O～1065 Hz内,振动与检波器输出信号吻合良好,达到设计要求.

摘要：在普通光学成像系统中引入相位模板和数字图像复原技术,可以增大系统的景深。本文设计了一种新的由多个等面积环形区域组成的纯相位模板,相邻的环形分区交替补偿高斯物面两侧离焦。同时,基于频域滤波理论和MTF离焦不变性质,给出了相应的不依赖于离焦程度的图像复原滤波器的表达式。系统的MTF曲线、MTF密度图和Spoke图结果表明系统具有大景深特性。通过适当调整模板参量,系统景深可以达到普通光学系统的4倍以上。系统可以应用到生物和医学的显微成像、机器视觉等多个领域。

摘要：针对立方型相位板对光瞳调制具有非旋转对称性及实际相位板方位测试困难从而导致实际波前编码系统后续图像不能准确恢复的问题,提出了以灰度梯度向量模方和为判据的等增量旋转调整点扩散函数(PSF)的维纳滤波方法。对于手持式裂缝检测波前编码系统的图像恢复,以ZEMAX软件设计得到的PSF为基础,根据立方型相位板PSF的旋转性质,进行旋转增量修正,并使用循环边界的方法消除截断振铃效应,来提高图像恢复的质量。实验表明,改进算法可以有效地修正系统的PSF,对波前编码实际系统图像的恢复有很好的适用性。

摘要：本文采用有限元方法分析外加电场法对铁电体进行周期极化时的电场分布,讨论尖端效应对极化的影响,比较两种不同的电极设计方案—梳形电极和框形电极的优劣。分析了多周期光栅同时极化时的电场分布,推断了大周期与小周期之间存在的竞争现象。本文最后对光刻造成周期电极的断条、毛刺工艺缺陷和液体电极方案的残留气泡缺陷进行了探讨。数值计算得出的结论比较圆满地解释了实验中的许多现象。

摘要：基于保偏光纤(PMF)偏振耦合原理设计了分布式保偏光纤应力传感系统。对一长为1050 m的保偏光纤进行了实验,确定了系统的测量灵敏度和空间分辨率。测试了耦合强度与应力大小的关系及温度对系统的影响。实验结果表明,该传感系统能检测大于1000 m的保偏光纤,测量灵敏度和空间分辨率随光纤长度的增加而逐渐衰减,温度低于100℃时,其波动对测量影响很小。从理论上分析了保偏光纤双折射色散对系统的影响。通过旋转半波片调节检偏器检偏角提高了系统测量灵敏度,通过优化检偏角,系统测量灵敏度为85 dB,最大空间分辨率为98 mm。

摘要：设计一种两光束相向照射,在散射角θ=90°方向记录的干涉粒子成像测量实验系统,利用模版匹配相关方法提取粒子两点像的位置坐标,根据粒子像位置坐标,粒子掩模图的形状和大小提取出单个粒子两点像。再对每个粒子两点像进行自相关、Gaussian插值提取两点像之间距离,进而计算得到粒子尺寸大小,其测量精度可达到亚像素精度。对标称值为45 mm的标准粒子进行了测量,粒径测量值为(46.54±0.50)mm,相对误差3.42%。实验结果表明了该方法的可行性。