矢量的扇形图示与二元光学元件衍射效应分析

本文运用矢量的扇形图示方法，分析了二元光学元件衍量图样的分布，并在该图示基础上推导了强度分布公式。该方法直观简便，表现了矢量图分析方法在解决衍射问题中的优点，对于设计和改善元件性能有一定实用意义。     

用夫朗和费衍射法测定微粒直径的准确度

本文认为文献 [1]的结论是错误的。作者从标量衍射理论的瑞利 - -索末菲公式出发 ,导出了描述通过照明波发散中心并与衍射屏平行的观察面所接受到的衍射花样的夫朗和费衍射公式及其成立条件。并将上述公式应用到二维随机分布的微粒系统 ,从而导出了描述此系统相应的夫朗和费衍射花样的光强公式及粒径测量公式。指出当用夫朗和费衍射法测量微粒直径时 ,只要应用文中导出的在大衍射角情形下亦成立的测量公式 ,便能得到正确的结果 ,并不存在文献 [1]所提出的随衍射角增大而增加的系统误差。相反 ,对于偶然误差而言 ,当衍射距离不变时 ,随着衍射角的增加 ,偶然误差反而减小 ,测量的准确度增加     

微粒光散射理论与测试技术研究

本文全面系统的论述了不同粒度段光散射理论与粒度分布测试技术 ;报道了基于MIE散射理论的亚微米粒度分布测试理论与技术的研究成果 ,提出了基于夫朗和费衍射理论的修正公式和密集颗粒粒度的测试方法。     

也谈夫朗和费衍射近似

分析信息光学和物理光学中夫朗和费衍射的差别 ,指出在研究单个物体的夫朗和费衍射二者的一致性 ,根据普适的夫朗和费衍射的定义 ,导出夫朗和费衍射的近似条件。讨论各种情况下该近似条件所体现出来的含义 ,实际测量中考虑残差时 ,被测物和衍射角的大小与测量准确度有关系 ,同时还得出 ,菲涅尔近似的衍射角受限 ,随着衍射距离的增大 ,观察屏中心区的菲涅尔衍射近似逐渐变为外环的夫朗和费衍射近似 ,当用物 -像法测微物体时 ,除满足傍轴近似等条件外 ,还需满足夫朗和费近似的衍射角条件     

球面波照射下夫朗和费衍射公式和成立条件的修正

本文认为文献[1]～[7]对球面波照明下的夫朗和费衍射的若干近似处理方法不是十分妥当的。并从标量衍射理论的瑞利—索末菲公式出发，导出了描述通过照明波会聚或发散中心并与衍射屏平行的观察面所接受到的衍射花样的夫朗和费衍射公式，且详细讨论了其成立条件。指出当衍射距离满足远场条件时，公式在源点或场点或两者均非傍轴的情况下亦成立；当衍射距离z0较近时，公式仅在源点(可处于非傍轴位置)附近的小区域成立，但距离越远，成立的范围越大。在场点、源点均傍轴的特殊情况下，此公式可退化为文献[1][6][7]的结果。     

用夫朗和费衍射法测定微粒直径

本文针对传统微粒直径测量方法的局限性，提出利用单色点光源经二维随机分布的微粒系统进行夫朗和费衍射所形成的图样来测量微粒平均直径的方法，并讨论了该测量方法的精度，对于常见的颗粒度为几μｍ￣几十μｍ的微粒，该方法的相对系统误差绝对值在１％以下。     

再论夫朗和费衍射测量的准确度

文［２］认为用夫朗和费衍射测量的准确度与物体尺寸和衍射角大小无关。本文从理论上证明其结论不能成立。测量的准确度与物体尺寸和衍射角有关，衍射角越大，准确度越低，系统误差越大。     

近衍射极限半导体激光束波面检测

在星间半导体激光通信系统中，如何检测发射光束波面的质量是个较难处理的问题，为了较好地解决这一问题，在简单介绍白光横向双剪切干涉仪的基础上，报道了用此干涉仪对近衍射极限半导体激光光束波面的检测，在此基础上推导出计算远场发散度的公式。实验测得近场光束的波高差为0．2A，通过夫朗和费衍射求得光束的发散度仅为64．8μrad，这表明光束接近光学衍射极限。同时，表明双剪切干涉仪灵敏度高、实用性好。     

一种用于高能激光器光学元件的新“溶液”

将物体做成完全透明的想法使科学家和一般公众发生兴趣已有多年。H. G.威尔斯著的“隐身人”是一部虚构的著作，但是作为故事基础的许多概念所根据的却是科学事实。关于隐身人的透明性问题，从1880年期间伦敦皇家学会瑞利爵士的讲演中就可以直接得到许多解释。在那里，瑞利首次作了减反射膜的实际表演。但是瑞利的表演也是建立在约瑟夫·冯·夫朗和费原先的工作基础上的。夫朗和费是第一个注意到把玻璃暴露于腐蚀性的酸后会使之变得更加透明的科学家。     

偏振光波的矩孔矢量夫琅禾费衍射

利用瑞利—索末菲矢量衍射公式导出偏振光波矩孔矢量夫琅禾费衍射的解析计算式,通过模拟实验研究了椭圆偏振光的一般孔和亚波长孔的矢量夫琅禾费衍射情形,可应用于偏振光波偏振度检测和偏振成像等方面,表明所得计算式的有效性和可靠性,可在微光学、近场光学、衍射成像、光束传输变换以及光信息处理等方面发挥作用。     

正弦交流电教学中的解题技巧

正弦交流电路中,由于各元件上的电压、电流之间存在相位差,借助于相量图可以清楚地描绘出各个电压、电流之间的大小和相位关系。文中列举了五个典型的交流电路的例题,通过相量图的分析,建立了清晰的解题思路,化简了许多繁琐的数学计算和突出了物理概念,达到了事半功倍之效。     

相序指示器案例教学探索

本文从案例教学的角度对电容型相序指示器的工作原理进行了详细分析,利用电路方程、相量图和解析几何等手段对中点位移轨迹、电容的选择、灯泡亮度等进行了深入探讨并启发性地提出了若干改进方案。此外还探讨了电感型和电阻型方案的可行性。分析过程可以帮助学生深入理解非对称三相电路中点位移现象、掌握用相量图分析交流电路的方法,培养学生解决工程实际问题的能力,达到案例教学的目的。     

二元光学元件各级光强的分布规律和衍射效率

用振幅矢量作图法研究二元位相元件各级衍射光强的分布规律．并得出了普遍的衍射效率公式，方法简便，物理图像清晰，结果普遍适用。     

Measurement of Differential Phasor Diagram of Multilevel DPSK Signals by Using an Adjustment-Free Delay Interferometer Composed of a 3$,times,$3 Optical Coupler

We develop an adjustment-free differential-phase demodulator based on a delay-interferometer (DI) made of a 3 times 3 optical coupler, which is used as a 120-degree optical hybrid, and demonstrate the possibility of using it as a phasor monitor for the multilevel differential phase-shift keyed (DxPSK) signal. The key features of the proposed demodulator are twofold: (a) in-phase and quadrature (I-Q) components and the phasor diagram can be obtained only by using a single DI, and (b) the phase delay of the DI can be derived from the output power of the DI without the knowledge of the signal under test. These features enable us to demodulate the I-Q components of DxPSK signals without any adjustments. We formulate a theoretical model for deriving the differential phasor from the output signals of the 3 times 3 coupler regardless of unbalances in the phase retardations and the splitting ratios of the 3 times 3 coupler. Thus, the discrepancy from the ideal 120-degree optical hybrid is not a problem, and hence the requirements of the 3 times 3 couplers are greatly relaxed. For a demonstration, we implement the proposed demodulator by using a fiber Michelson interferometer with Faraday rotator mirrors and use it as a differential phasor monitor capable of the plug-and-play (wavelength- and polarization-independent) operation. We show that this phasor monitor can be used for diagnosis of differential phase-shift keyed (DPSK) and differential quadrature phase-shift keyed (DQPSK) transmitters by identifying the sources of impairments from the measured constellation diagram and phasor trajectories. The proposed phasor monitor can also be used for monitoring the optical signal-to-noise ratio (OSNR) of DPSK signal.     

正交余弦光栅的衍射场

为了研究正交余弦光栅的衍射场,采用波前相因子判断法并考虑到光栅孔径的影响,对正交余弦光栅的衍射进行了理论分析,得到了正交余弦光栅衍射场所含基元成分,导出了像面波前函数、像面振幅分布函数和光强分布函数,并得出主焦斑的半角宽度.结果表明,该研究可为光栅用于光学信息处理技术提供理论依据.     

红外波段全固态单频激光器研究进展

红外波段的全固态单频激光器在民用和军用领域都具有重要应用价值,是全固态激光器的重要发展方向之一.概述了实现全固态单频激光器的主要技术手段和典型的工作原理,总结了1.064m,1.5m～1.6m和2m波段红外全固态单频激光器的主要研究方向和国内外研究进展,分析对比了各波段全固态单频激光器的主要实验方法的优缺点,最后对未来全固态单频激光器的发展前景进行了分析和展望.     

Quality Monitoring of DxPSK Signals by Using Differential Phasor Diagram

We describe a new method for quantitative evaluation of the quality of multilevel differential phase-shift-keyed (DxPSK) signals by using a differential phasor monitor. This method measures the phase deviation of the symbols in the differential phasor diagram and estimates the bit-error rate (BER) by using a simple relation based on the Q -factor defined for multilevel DxPSK signals. We demonstrate that the proposed method can accurately estimate the BER of differential quadrature PSK and 8-ary PSK signals.     

偏振态对角锥棱镜远场衍射分布的影响

分析了线偏振光垂直入射到角锥棱镜经三个直角面依次反射后出射光线偏振态的变化。利用衍射理论,计算了出射光两正交偏振分量各自的远场衍射分布,模拟出了相应的光场衍射分布图,并将计算结果与不考虑偏振态情况下的远场衍射图进行了比较分析,证明两者间存在明显差别。所得结果为不同使用要求下角锥棱镜的理论设计提供了依据。     

单模光纤中高相干光源的瑞利散射光的统计特性

基于光纤中高相干光源(相干长度大于100km)的瑞利散射光的统计特性,采用随机相向量模型,推导了光纤中瑞利散射光的功率分布和相位分布,指出瑞利散射光功率的概率密度函数(PDF)符合修正的莱斯分布,而瑞利散射光的相位分布近似为高斯分布。采用高灵敏度的光电探测器对不同长度的光纤的瑞利散射光功率进行了测试,实验结果与理论吻合,同时发现不同长度光纤的瑞利散射光功率的最大值随平均值线性增加。