摘要：反射式介质膜光学相位延迟器件在具有波片的功能的同时，还可用作光束保偏（或相移）转向器件及光束保偏（或相移）平移器件等，是光学领域中近10多年出现的新型器件，在科研与光学工程中有广泛的应用与需求．本文从理论上系统地研究了各相关因素对单层介质膜反射棱镜式光学相位延迟器件相位特性的影响，探讨了该类光学相位延迟器件的设计方法，给出了一个设计实例及相应的实验结果．

摘要：采用双面反射调制技术，设计了双光纤差动式光纤微小角度传感器．动态范图±10’，分辨率1”，精度可达3”．可用于各种非接触微小角度的测量场合．

摘要：在非功能式强度型光纤传感器中，造成光强变化而导致较大信号误差的主要原因有如下几个方面：（１）光源输出光功率的变化；（２）光路损耗变化；（３）无源器件耦合系数的变化；（４）调制器的光学特性变化；（５）光探测器灵敏度的变化；（６）光纤探头机械特性参数的变化。针对上述各种不稳定因素，分别讨论了相应的实用补偿技术和方法，并对这些补偿机理给出简略的分析。

摘要：在利用多模光纤进行太阳表面磁场、视向速度测量等高分辨率天文光谱探测时,获得的光谱图像存在明显的能量分布不均匀的现象,出现了散斑。分析其原因可知,光纤光谱成像时,成像系统收到的是光纤出射端不同波长的像沿色散方向的展开。而光谱仪的高色散率使成像系统的每个像元所对应的光谱范围都非常窄,具有非常好的相干性。多模光纤内存在多种传输模式,每个波长的各个模式之间干涉形成的散斑图样的能量中心会偏离光纤几何中心,降低了光谱测量准确度。为了解决这一问题,设计了一种抑制散斑影响的多维机械扰模系统,用来提高光纤光谱测量精度。多维机械扰动装置由三个不同方向、不同频率运动的机械结构组成。通过调节三个机械装置以不同的频率振动,使光纤中的传导模式产生接近随机的相位漂移,从而使光纤出射端的散斑图样发生随机改变,经过长时间曝光(对应多幅散斑图样叠加平均)可以消除散斑的影响。为了检验系统的扰模效果,使用芯径为35μm的光纤研究了650 nm激光的出射散斑场能量分布,并提出以能量中心偏移位置的标准偏差作为光纤模式散斑能量分布离散度以及对天文光纤光谱测量精度影响的评价函数。首先,对比分析了不扰模、手动扰模、一维扰模和多维扰模下的各1000张散斑图叠加平均效果,结果显示手动扰模和多维机械扰模效果较好,散斑平均叠加图能量分布较为均匀。然后,又比较了散斑图叠加数量(等效于不同曝光时间)的多维扰模效果。实验结果表明,经过多维机械扰模的100张散斑图叠加平均后,标准偏差仅为单张散斑图的1/13。最后,对扰模装置频率和振幅对扰模效果的影响进行了测试。结果表明较高的频率和振幅都有益于散斑抑制。对于本次实验中光纤而言,频率选为1.2 Hz、振幅选为6 cm最为合适。在此条件下,散斑的平均质心偏移距离最小,为0.21个像素。

摘要：宽频带和动态可调谐的超构表面在太赫兹无线通信、传感和医学成像等应用中具有重要的价值。结合VO_(2)薄膜的相变原理,本文设计了一种单层"台阶型"复合超构表面,能够实现宽频带四分之一波片和半波片之间的灵活开关功能。VO_(2)薄膜为常温绝缘相时,超构表面可视为透射型双偏振的宽频带四分之一波片。在1.43~2.43 THz宽频带范围内,能够将垂直入射的x偏振光转换成左旋圆偏振光,椭圆率大于0.99,相对带宽为52%。VO_(2)薄膜为高温金属相时,超构表面能够实现反射型半波片功能,垂直入射的x偏振光能够转换成y偏振光。此外,本文也详细地研究了波片性能随倾斜入射角度的变化情况,结果表明,随着入射角度的增加,四分之一波片能够实现宽频带和双频带的动态切换,半波片可以实现频率可调谐度为57%的频移。本文所提出的单层"台阶型"复合超构表面有望促进宽频带偏振转换器件,可调谐开关和紧凑型光学器件的发展。

摘要：编码超表面可以通过编码序列设计对波束进行灵活调控,文中提出一种基于二氧化钒(VO_(2))的可调谐太赫兹编码超表面.设计中借助可调谐单元与不可调谐单元,通过VO_(2)由绝缘态到金属态的相变,在0.97 THz处实现了多种远场波束的动态切换.此外,还设计了双频带太赫兹编码超表面,在0.97和1.97 THz两个不同频率下均可实现双波束.这项工作为设计可调谐编码超表面、实现波束间灵活调控开辟了一条新的途径,将在通信和雷达领域具有广泛的应用前景.

摘要：本文基于新导出的光纤出射光强的分布公式，给出了光纤接收光强的计算方法。该方法具有一定的通用性，可用于外部调制强度型光纤传感器调制机理分析及新型光纤传感器的设计。作为该计算方法的应用和验证，给出了反射型光纤位移传感器调制特性函数的解析表达式，其计算结果与实验相符。

摘要：三维成谱成像技术是一种能够对观测视场中的所有展源目标进行实时光谱获取的技术,它可以通过单次采样同时获得目标光谱域和二维空间域信息。光纤积分视场单元(IFU)则是天文三维成谱成像技术的关键器件,通过将接收的像面切分,将像面信息细分到若干单元传递至光谱仪,在此过程中二维的展源目标被重整为互不干扰的线性排列供光谱仪进行采样提取,能有效提高天文观测的时间分辨率。介绍一种具有242光纤单元的IFU,该IFU目前应用于中科院云南天文台的光纤阵列太阳光学望远镜(型号FASOT-1B)系统。为满足FASOT-1B的指标要求,获得高传输效率、高光谱分辨率和高时间分辨率观测效果,该IFU采用微透镜阵列加光纤阵列的结构,该微透镜为正六边形球面镜,实现接近100%的空间填充率。综合考虑光纤积分视场单元前置望远镜系统和后端光谱仪系统的设计参数,优化设计了一对11×11的微透镜阵列,相邻微透镜间距300μm,每个微透镜对应天区1.5″,以焦比F/8.2将接收到的光汇入与其对应的光纤纤芯中。系统分析光纤芯径与光谱仪光谱分辨率间的关系,设计的光纤规格为:35/105/125μm,该设计既能满足光纤接收微透镜所传递的全部光信息,同样可以得到系统需求的光谱分辨率和相对短的狭缝宽度。量化分析IFU阵列端光纤直径与微微孔深度对光纤实际入射焦比的影响,选定的微孔尺寸直径130μm,深3 mm。阵列端二维排布的光纤在赝狭缝端经过重整,以线性排列将光信息导入光谱仪,相邻光纤间距130μm。整个IFU的能量传输效率均值77.7%,波动值RMS 1.6%;所有光纤出射焦比EE90均慢于F/7。IFU出射端(赝狭缝端)光纤横向(排列方向)偏移量RMS值小于2.7μm,纵向(垂直于排列方向)偏移量RMS值小于1.8μm。FASOT-1B系统安装IFU并调试后进行了验证性观测,成功获取了太阳NOAA12738活动区MgI色球的斯托克斯光谱,该IFU也成为国内首个自主研制并应用于科学观测的光纤加微透镜型IFU。

摘要：本文给出了一种双波纹管结构光纤液位传感器。该传感器能以差动方式工作，特别适于石油、化工产品的液位测量。在设计中，采用了全光路补偿方法和多种温度补偿技术，使得该光纤液位计具有自动补偿性能，克服了光源强度起伏和环境温度变化这两大主要因素对结构式强度型光纤传感器测量精度的影响。

摘要：随着微流控技术的日趋成熟,将微流控芯片技术和光微流方法在微结构光纤中进行交叉融合,已经逐渐形成了一个新的发展方向。简要综述了这一技术是如何从初期的利用微结构光纤的特殊结构,进行简单的功能集成,拓展到如今基于特殊需求进行光纤的功能设计的新阶段,以实现在微结构光纤内部构造微流控感测系统的目的。该方向的发展,不仅促进了光波导与微流物质检测技术相结合,还为实现不同检测原理在微结构光纤内的高灵敏度光纤微流传感器技术开辟了新方法与新途径。