高斯光束经局域相位调制后的光强分布和角谱特性

光学元件上不可避免地存在的缺陷会对传输光束产生局域振幅和相位调制。基于菲涅耳衍射积分,建立了高斯光束经局域相位调制后的传输模型,得到了高斯光束经有限多个小尺寸局域相位调制后的光强分布和角谱解析式,详细研究了相位调制尺寸与调制深度对光束光强分布和角谱的影响。结果表明,不同调制尺寸、调制深度对高斯光束在传输过程中的影响相似。且调制深度越大,产生的最大光强越大。相位缺陷尺寸越大产生的最大光强的位置离缺陷越远,随着调制深度、尺寸的增大和调制位置距光轴距离越近,低频区的角谱越小,中高频区的角谱越大。     

采用萨格纳克干涉仪与螺旋相位片生成矢量光束

萨格纳克干涉仪中传播的两束光具有相同的光程,因而适合用于高稳定的合束系统,螺旋相位片作为无源、分离器件具有螺旋光束转化效率高、工作环境适用条件低等优点。研究将萨格纳克干涉仪和螺旋相位片结合起来生成矢量光束的方法具有重要的研究意义。通过分析光束的轨道角动量态和偏振态在萨格纳克干涉仪中的演化规律,优化设计出了等腰直角三角形的合束光路结构。合束装置可以不使用1/2波片进行光束偏振态调制,因此光路结构更紧凑和稳定。通过旋转检偏器方法测量了生成矢量光束的阶数。实验结果证实了合束方法的高稳定性和高效率。     

高斯光束单丝衍射光强分布理论分析和实验

本文用基尔霍夫衍射理论推导出高斯光束单丝衍射的光强分布公式,通过计算机处理得到其数值解和它的远场条件,这些结论与实验结果一致.     

同心分区相位板对径向偏振光束的调制效应

理论上分析了同心分区相位板对径向偏振光聚焦性质的调制效应。模拟结果表明随着同心分区相位板各部分的半径,相移和偏振旋转角的改变,从而调制径向偏振光的分布,其焦点区域的光强度分布会发生改变,这些结果表明同心分区相位板对径向偏振光的调制效应及其可以用来生成可调光镊。     

用于光束整形的环带相位型光瞳滤波器

高数值孔径物镜下,必须采用矢量衍射方法研究焦点区域的光强分布.根据矢量衍射理论,研究了利用三环相位光瞳滤波器实现光束整形的技术.通过对数值孔径为0.85的物镜焦点区域光强分布的数值模拟,利用优化搜索算法得到了可以实现光束整形的三环相位结构.模拟结果表明,利用三环相位光瞳滤波器,不仅可以在焦面上实现光强的平顶分布,而且还...     

利用螺旋相位板获取涡旋光束的传播分析

为研究涡旋光束在空间中的传播特性,首先从理论上对利用螺旋相位板获取涡旋光束的基本原理进行了推导,并得出影响涡旋光束光斑半径尺寸的详细因素。然后基于设计好的螺旋相位板模型,对具有不同拓扑荷数涡旋光束的传播过程进行了细致的模拟分析和实验验证。结果表明,光斑半径会随着光束传输距离的增加而逐渐变大,并且随着拓扑荷数的增大光斑展宽程度也会相应明显。最后验证了基于螺旋相位板叠加获取新型拓扑荷数涡旋光束的实验方法。该结论为激光应用中实现不同性质微粒的微控制提供了具体的指导。     

同轴分区相位板对双曲余弦高斯光束的焦深调制效应

研究了同轴分区相位板对双曲余弦高斯光束焦点区域光强分布和焦深的影响.相位板由三个同心圆域组成:中心圆区,内圆环,外圆环.其相位变化分别是0,φ,0.即内圆环的相位变化是可调的.模拟结果表明焦点区域光强分布形状随着各区域半径的改变而变化.增大内圆环的外半径,焦深沿轴向变大,相位板可以调节光学焦深,并且可调的范围很大.内圆环的相位变化也影响焦深的大小,当相位变化φ为π时,焦深的变化效果达到最大值.     

非对准高斯光束入射下的小孔衍射光强分布

点衍射干涉仪中小孔的对准情况直接决定小孔衍射光斑的形状及位置,也影响着后续光路的布置.基于瑞利-索末菲衍射理论,对非对准高斯光束入射下的小孔衍射光强分布进行了研究,给出了平移、离焦、倾斜三种对准误差下的光强分布解析表达式,分析得出了不同直径小孔在不同对准误差下的衍射光强分布情况.研究表明:平移对准误差会使衍射光斑形状发...     

相位调制双曲余弦高斯光束的梯度力

分析了同心分区相位板对双曲余弦高斯光束的梯度力的调制效应。模拟结果表明相位板可以调节焦点区域梯度力的分布,通过改变相位板的各个区域半径的大小,可以改变梯度力的分布形式,同时会出现多个光陷阱,光陷阱的形状也会发生非常明显的变化,改变相位板的相位变换量,可以使光陷阱移动,相位变换量从π增大到2π的过程中,其梯度力的演化形态和光陷阱的移动方向与相位变换量从0增加到π的过程中梯度力的演化形态和光陷阱的移动方向相反,这种相位板可用于构建可控光镊。     

振幅调制高斯光束的聚焦特性及焦深

为了研究在不同数值孔径情况下振幅调制高斯光束的聚焦特性和焦深,采用基于德拜近似条件的矢量衍射理论进行了计算和数值模拟。模拟结果显示,在低数值孔径的光学系统中,焦平面上的光强分布呈圆形;而在高数值孔径的光学系统中,由于存在去偏振效应,光强的分布呈椭圆形分布。结果表明,可以通过改变几何参量和高斯光束的振幅调制参量的幂指数n调节焦点大小和焦深。     

周期性相位掩模用于图象加密的研究

提出了一种新的行之有效的图象加密方法．即利用两个彼此独立的周期性相位掩模分别对需要保护的图象在空域和Fourier频域进行编码，使原始图象变成噪声。其特点是解密时对相位掩模的对准精度有一定的宽容度．而且由于该相位分布具有周期性，是密钥的合法持有者唯一掌握的确定性函数，所以可以重构，给实际应用带来了便利。     

高斯光束的偏心分布

本文人正常高斯光束的复振幅表达式出发，通过傍轴光波传输公式，得到偏心高斯光束的复振幅和光强分布表达式以及数值模拟光强分布曲线，并与正常高斯光束光强分布的对称性进行了比较。     

复合涡旋光束的光强与相位特性

为了研究复合涡旋光束的光强与相位特性,利用不同拓扑荷数的2束零阶径向拉盖尔-高斯(LG)涡旋光束共轴叠加,产生一种新型的复合涡旋光束,从理论上研究了拓扑荷数对复合涡旋光束的光强与相位分布特性的影响,分析了拓扑荷数与中心暗斑直径以及内、外环分叉数的线性关系,并进行了数值仿真.仿真结果表明:不同拓扑荷数的2个零阶LG涡旋光...     

非傍轴矢量离轴椭圆高斯光束的矩孔衍射

根据矢量瑞利衍射积分公式,对非傍轴矢量离轴椭圆高斯光束的矩孔衍射进行了系统的研究,给出了矩孔衍射的解析表达式,并将非傍轴矢量离轴椭圆高斯光束矩孔衍射轴上、近场、远场和单缝衍射光场分布,非傍轴离轴矢量高斯光束以及非傍轴矢量高斯光束的自由空间传输作为特例统一于一般表达式中,研究表明,在矩孔衍射中,f参数,截断参数以及相对离轴参数共同决定着光束的非傍轴行为.     

位相板紧贴全息图的加密记录

本文提出紧贴加密的新方法,将加密位相板紧贴全息干版,使全息记录的物光和参考光同时获得位相调制,不但提高了全息图的防伪能力,而且由于位相板紧贴全息图,解密时对位相板只需进行二维甚至一维的调节,即可获得原物光的共轭再现,避免了对位相板繁琐的多维复原调节,增强了实用性。     

Multilayer phase correcting fresnel zone plate reflector antennas

Owing to its flat nature and light weight etc., the Fresnel zone plate antenna is becoming very attractive for such applications as DBS reception and receive-only VSAT. The disadvantages of low efficiency and high sidelobes of the simple and the phase reversing zone plates can be improved by using phase correcting techniques. In this paper, a systematic investigation on the efficiency and sidelobe performance of subzone phase correcting zone plate antennas is presented. The design of a form of multilayer phase correcting zone plate reflector is described. A quarter-wave zone plate reflector constructed with three dielectric layers and metallized rings is reported, with measured peak efficiency of 55 per cent.     

位相板的制作及其在相衬法实验中的应用

为了制作用于相衬法实验的π/2相板,采用全息干版,通过控制其曝光时间及冲洗过程,使乳胶膜的厚度或折射率发生改变,从而调节位相的变化;采用双点光源干涉位相测量方法,检测并筛选出符合要求的相板,得到相板位相的2维分布图;将筛选出的有一定吸收的π/2相板作为相衬法实验的位相滤波器并置于透镜频谱面上,在像平面上所成的位相物体的像达到了预期的效果。结果表明,用全息干版制作相板的实验方案及工艺是可行的,且相板的位相与吸收率可以任意设计。这为设计、制作和检测相板提供了一种简单、廉价和快捷的实验方法及工艺流程。     

二元矩形位相光栅用于高斯光束的空间整形

本文研究了透射式二元矩形位相光栅实现高斯光束空间整形的基本原理,并作了理论推导;提出了光栅加工的技术指标,对实验工作作了具体描述,并分析了实验结果。透射式二元矩形位相光栅的主要技术指标为:栅槽宽度:1.5mm;栅槽深度:0.55μm;光栅有效尺寸:15mm;透射率:大于90%;波长覆盖:0.55μm～0.65μm;破坏阈值:平均功率10W。整形参数:功率效率:大于75%;能量效率:大于90%;衍射距离要求:大于10m;整形后光束强度的径向非均匀起伏:小于9.3%。