高度聚焦系统中径向偏振光束强焦斑消失

该文通过与线性偏振光束图形比较,研究径向偏振光束的横向焦斑尺寸的大小.入射光圈是内径可调的光圈.即使只考虑纵向场分量,径向偏振光束焦斑尺寸也可能比在同一个横向的线性偏振光束大.随着数值孔径和环形光圈内径的增大,焦斑尺寸会明显变大,在这个范围内,径向偏振光束纵向场分量优于横向的线性偏振光束纵向场分量.因此,对于横向强聚焦,线性偏振光束优于径向偏振光束.     

腔外激光束整形系统设计

根据波动光学的原理及腔外透射型衍射体对光波动场的波前进行变换调制的理论,设计了一种组合式腔外激光束整形系统．对系统的每一透射式元件进行透射函数分布设计并组成一个系统,使激光束通过该系统后,对光波场波前实现调制和整形．     

加权GS算法的权因子对BOE整形效果的影响

采用加权GS迭代算法,以高斯光束均匀化为例,模拟计算了算法中权因子的大小对所设计的BOE整形效果的影响;利用最佳权因子设计了16阶的二元光学元件,并与权因子为其他值时进行了比较。模拟结果表明,随着权因子的增大,均方差减小,而衍射效率降低,得到了最佳的权因子值。     

基于DOE的标识光场整形系统设计

使用二元光学元件进行远距离、大光场的整形,成像均匀度低、成像光场的尺寸也不易控制。依照衍射光学元件整形原理,提出了一种将双镜组预整形系统和衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)整形器相结合的DOE标识光场整形系统方案,并提出了一种优化的二次平滑修正算法以适用于远距离大光场的DOE设计。可用于远距离大光场的激光主动照明或者信号标识。实际工程指标设定为在1m距离上,对波长为532nm,直径2mm的激光进行整形,得到360mm×288mm的矩形光场,保证其均匀度大于97%,能量转换率大于90%。Virtual Lab仿真结果表明,理论上系统的均匀度可达98.91%,能量转换率可达91.69%,成品测试结果表明,该系统实测整形光场均匀度为97.33%,能量转换率为90.92%。仿真和测试结果表明,设计符合预期的工程要求,证实了设计选型和算法优化的正确性。     

二元光学元件分析方法概述

作为 90年代的光学 ,二元光学具有广泛的应用前景。根据元件特征尺寸及观察衍射场离衍射元件的远近 ,二元光学元件的分析方法有两种 ,标量衍射分析法和矢量衍射分析法。本文详细介绍了两种方法及其具体应用范围 ,并对其及各种所属方法进行了图表概括     

衍射光学元件在现代光学成像系统中的应用

衍射光学元件是利用表面浮雕结构对光波进行调制的元件．通过对比折射元件分析了衍射元件用于成像系统的特点,如任意相位分布、特殊色散等性质．探讨了衍射光学元件在现代成像系统中的应用优势,它与折射元件相结合可以实现许多传统光学系统不能达到的目标．     

二元光学元件分析方法概述

作为90年代的光学,二元光学具有广泛的应用前景。根据元件特征尺寸及观察衍射场离衍射元件的远近,二元光学元件的分析方法有两种,标量衍射分析法和矢量衍射分析法。本文详细介绍了两种方法及其具体应用范围,并对其及各种所属方法进行了图表概括。     

经卡式光学天线发射的高斯光束衍射特性的研究

激光通信发射系统一般都是采用卡塞格林式望远镜作为发射天线,由于激光通信采用的光源波形为高斯光束,卡式光学系统的主次镜光学结构为环形结构,以往对均匀波经圆孔光阑后的衍射特性并不适用于激光通信。对基尔霍夫衍射公式进行了简化,利用数值计算的方法,利用仿真软件得到了高斯光束通过卡式光学天线之后的远场衍射分布特性,并与近场菲涅尔衍射分布特性进行分析比对,给出了卡式光学结构的最佳遮拦比为0.2,理论上可以达到1.5倍的近衍射极限发射束散角,在工程计算中有一定的应用价值。     

菲涅耳衍射变换及其在二元光学设计中的应用

导出菲涅耳衍射的逆运算表达式，定义菲涅耳衍射变换，并基于二元光学设计的Gerch-berg—Saxton(GS)算法，将菲涅耳衍射变换用于二元光学元件的设计，给出对产品表面作激光标记的光学元件的设计实例．     

LCOS头盔微显示器光学系统设计

二元衍射光学元件作为一种成像元件具有任意相位分布、特殊色散、平像场、温度稳定等性质,同折射元件相结合可以实现许多传统成像光学不能达到的目标.本文设计一个用于0.56″LCOS头盔显示器的光学系统.该系统由三片折射透镜和一个二元衍射面构成,具有10 mm出瞳直径和20 mm眼点距.同传统光学系统相比较,该折/衍混合系统具有更长的工作距离和更好的成像质量,中心视场在35 lp/mm处的传递函数值大于0.4.     

用偏振态控制器检测光学电磁量传感信号

讨论了一种采用偏振态控制器的光学电磁量传感信号的检测方法,通过在泡克尔斯 效应晶体ＬｉＮｂＯ３上施加不同的控制电压,可以将入射偏振光中的不同偏振分量进行输出,在 只采用一条光路的情况下,实现对光的不同偏振分量的检测。在实验室条件下分别进行了直 流电流和直流电压传感的实验研究,并给出实验的结果。     

离相封闭母线大电流的光测系统及传感研究

本文阐述了离相封闭母线壳内空间的磁场仅与母线电流有关的特征。论述了在壳内设置基于光学方法的电流传感器、实现非接触光测大电流的系统及其优越性。本文按半经典理论推出磁场作用下的传感媒质的复介电系数、复折射率以及对左、右旋光的吸收差异。论证了磁光传感的普遍形态是将线偏振光转变为一个发生磁旋转、振幅衰减的线偏光与一圆偏光的叠加——椭圆偏振。分析了对交、直流不同情况实现大电流的光测的不同处理方法。最后,推出交、直流的光测大电流公式。     

光学相干断层扫描成像系统中消偏振分光膜的研制

消偏振分束镜能够将光学相干断层扫描干涉成像系统中的信号光进行分束,是光学相干断层扫描成像系统中重要的组成器件。为了减小45度角入射时P光和S光造成的偏振分离,针对成像系统中分光棱镜的参数要求,选择Ti3O5、Al2O3和Mg F2薄膜材料,借助Macleod膜系设计软件,结合Compact Design功能,运用Optimac和Needle Synthesis两种优化方法进行优化设计,选择电子束加热蒸发和离子源辅助沉积的方式镀制薄膜。根据实际镀膜结果,运用Independent Sensitivity功能对膜层敏感度进行分析,并采用Reverse Engineering模块进行逆向模拟分析,判断镀膜误差主要来源于不同监控波长的光控tooling值有细微的差距以及膜层的Final Swing值过大。通过改变不同监控波长的光控tooling值以及对敏感度较高的膜层进行重点监控,制备的消偏振分光膜经过测试,1310±50nm处P光平均透射比为51.47%,S光平均透射比为49.11%,偏振度为4.59%,满足成像系统的使用要求,并通过了环境测试。     

三层手征网格结构的特性研究

首先基于希腊十字型手征结构,提出一种新型的三层手征网格结构,并对该结构的关键几何参数进行了优化选择;随后对新型手征结构的电磁波响应进行了数值模拟,得到结构对于不同频率入射波的透射和反射响应,依据模拟得到的透射反射系数进行反演计算;最后根据反演计算得到的旋光度、椭偏度、介电常数、磁导率和手征参数等结构特性参数分析结构的旋光性和电磁特性。结果表明,这一结构具有比以往类似结构更好的光学特性,为未来这一类型手征结构的应用提供了更加广阔的思路。     

椭圆偏振光折反射时的状态变化

以非涅耳公式为基础，建立一套坐标系统，定量地分析和讨论了椭圆偏振光从空气到某介质表面发生折反射时，其相位、振幅和旋转方向的变化情况．     

Perfect solar absorber based on nanocone structured surface for high-efficiency solar thermoelectric generators

Nanostructured surface is a promising photon management strategy to tune spectrum in design of the selective solar absorber.In this paper,we propose a nanocone structured surface as a perfect solar absorber in application of the solar thermoelectric generators(STEGs).The trade-off between the solar absorption and the mid-infrared emission is obtained to maximize the STEG efficiency.The effects of the geometric parameters,thermal concentration,incident angle and polarized state as well as the lattice arrangement are systematically investigated.The results show that the STEGs equipped with our proposed selective solar absorber can achieve a peak efficiency of 6.53%under AM1.5G condition(no optical concentration).Furthermore,the selective solar absorber exhibits insensitive behavior to the incident angle and polarization angle as well.This means that the proposed selective solar absorber can utilize solar energy as much as possible and be generally suitable in equipping the STEGs without optical concentration.     

光通信中激光发散小角度远场焦斑测量法

根据激光发散角经准直后的微小角度的测量理论,提出了采用远场焦斑和CCD进行快速准确的测量方法,最后实际测出了激光准直后的远场发散角。实验证明:采用该方法可以达到空间光通信的激光发散小角度微弧度量级的要求,并且所带来的误差小于国际标准组织规定的最大值。     

荧光余辉光纤测温法研究

研究了一种非接触光纤荧光测温法它是把荧光粉涂在被测目标表面,用光纤传送激励光束并接收反回的荧光余辉,便可以用非接触的方法测得目标表面的温度这种方法可用于高压电器及电机内部温升的测量并给出了方案及实验结果     

双折射棱镜干涉光谱仪分光特性研究

分析了空间干涉光谱仪对空间分光特性的要求,即两干涉光束的光程差应该是某空间变量的线性函数,同时为了提高仪器的分辨率,最大光程差应该有尽可能大的值。为了得到满足上述条件的光学元件,对双折射棱镜中光波的传播特性进行了分析。并在不同的棱镜切割角条件下,当入射光束取不同入射点和不同入射角时,所形成的两光之间的光程差进行了计算机模拟,给出了相应的函数曲线。模拟结果表明在切割角不太大的条件下,光程差与入射点和入射角的关系具有较好的线性,只要相关的元件参数和空间变量选取的合适,也可以得到较大的最大光程差。