正弦衍射光栅的傅立叶分析方法

以标量衍射理论为基础，用傅立叶分析方法，讨论了正弦型振幅光栅、正弦型位相光栅的夫琅和费衍射规律。从正弦型振幅光栅、正弦型位相光栅的透过率函数入手，导出了光栅在夫琅和费衍射过程中的复振幅、光强、频谱的分布函数，给出了光栅的分辨本领及最大衍射效率，并对光栅的衍射效率进行了分析和讨论。     

影响彩虹全息图衍射效率的因素

从干涉条纹的可见度，感光材料性质，及记录时的曝光处理等方面分析了影响彩虹全息图衍射效率的主要因素，并结合实际制作提出了提高衍射效率的方法。     

可见光波段衍射光学元件衍射效率测量

本文简要介绍了衍射光学元件衍射效率的理论计算原理,给出了一些衍射效率的测量方法;在此基础上设计了一套实用的衍射效率测量系统,并针对一个中心设计波长为546.1nm,F数为4的折衍射混合透镜进行测试,给出了测试结果和分析;此测试系统对衍射光学元件的设计加工具有实际意义.     

空气间隙对多层衍射光学元件衍射效率的影响

基于多层衍射光学元件的衍射效率表达式,推导出多层衍射光学元件空气间隙与其衍射效率的数学关系,并建立其关系的数学模型。基于其数学模型,分析了空气间隙、周期宽度、工作波长对多层衍射光学元件衍射效率的影响。以8~12μm波段的多层衍射光学元件为例,其基底材料分别是硫化锌（ZnS）和硒化锌（ZnSe）,以特定周期宽度研究了多层衍射光学元件空气间隙大小对其衍射效率的影响。     

软X射线波段透射光栅衍射效率检测系统

为获得透射光栅在软X射线波段的各级衍射效率,利用凹面反射光栅单色仪加激光等离子体光源组成一套软X射线波段单色系统,并以He空心阴极光源所发射的30.38、53.70、58.43nm三条谱线做为标准点,通过建立拟合曲线方程的方法对该单色系统进行波长标定。然后以背照射CCD(charge-coupled device)做为接收元件,对金自支撑式透射光栅在85～900eV能区范围内的多个能量点进行了衍射效率的实验标定,获得了该透射光栅一级相对衍射效率和零级绝对衍射效率的标定结果。同时利用准梯形栅线模型对该透射光栅在软X射线波段范围内的衍射效率进行理论计算,得到了该透射光栅一级相对衍射效率的理论曲线,模型计算结果与实验标定结果基本符合。最后,利用实验中得到的零级绝对衍射效率和模型计算的一级相对衍射效率结果拟合出了该透射光栅一级绝对衍射效率曲线。     

声光Q开关衍射效率的研究

为了研究声光Q开关衍射效率对激光器输出效率和脉冲特性的影响;讨论了声光Q开关的工作原理,在传统点声源叠加模型的基础上,建立了晶体中超声场的数值计算模型,数值模拟了声光Q开关晶体中超声场的空间分布,设计测量了声光Q开关空间衍射效率;在声光晶体中心轴线方向上,距离换能器越近,衍射效率越大;在垂直于声光晶体中心轴线的横截面内-2 mm～+2 mm区域,空间衍射效率最大,在该范围外,衍射效率急剧减小.     

短波段光栅衍射效率计算软件设计

求文结合光栅电磁理论中的微分方法，采用具有较高稳定性和精确度的数值算法，编制了可用于计算短波段光谱范围的任意槽形光栅衍射效率分布特性的软件，其计算结果具有相当的准确性；该软件可从理论上分析入射角、糟深、闪耀角及光栅周期对衍射效率的影响。     

声光Q开关衍射特性的空间分布

利用声光Q开关中衍射效宰最大的位置调Q可以发挥其最佳的性能．在传统点声源叠加模型的基础上，考虑了介质中的声衰减因素，通过数值计算研究了声光Q开关晶体中超声场的空间分布，得到了晶体中衍射效率的空间分布规律，从而确定了衍射效率最大的位置，并在实验中得到了一致的结果．该结果有助于提高大功率激光二极管泵浦调Q固体激光器输出脉冲的峰值功率，压缩激光脉冲脉宽．     

红外双层衍射光学元件衍射效率研究

红外衍射光学系统中衍射元件的设计波长直接影响光学系统的衍射效率.介绍了常见的三种红外材料,利用整个波段(3~14μm)衍射效率的平均值作为评价红外双波段衍射效率的因子,分别模拟了三种不同材料组合下,561种设计波长组合的平均衍射效率.结果得出:三种材料的不同组合,在与之相对应的设计波长下,其衍射效率平均值均可达到96%以上.设计了含有双层衍射元件的中远红外光学系统:入瞳直径EPD=33mm,视场2ω=9.2°,焦距f′=50mm,中波红外的传递函数(MTF)在40lp/mm所有视场达到0.6,长波红外在40lp/mm所有视场达到0.2.     

短波段光栅衍射效率计算软件设计

本文结合光栅光磁理论中的微分方法，采用具有较高稳定性和精确度的数值算法，编制了可用于计算短波段光谱范围的任意槽形光栅衍射效率分布特性的软件，其计算结果具有相当的准确性；该软件可从理论上分析入射角、槽深、闪耀角及光栅周期对衍射效率的影响。     

TEM中电子衍射相机长度的实验分析及计算

透射式电子显微镜(Transm isson E lectron M icroscopy,TEM)中的电子衍射相机长度,是电子显微镜设计和对微晶体样品进行电子衍射分析的主要技术参数之一.依据布拉格(B ragg)定律,经对TEM中电子衍射成像光路的探讨与研究,并通过TEM与普通电子衍射仪的电子衍射的对比分析,导出了TEM电子衍射相机长度的精确计算公式,阐述了TEM和普通电子衍射仪的电子衍射相机长度所表征的物理意义的区别.同时对TEM中的电子衍射分辨率指数进行了分析和讨论,并给出了实际应用金单晶标样精确标定TEM电子衍射相机长度的实验方法.     

不同四边形孔的Fraunhofer衍射图样模拟

利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同四边形孔的Fraunhofer（夫朗禾费）衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式。并利用mathematic软件模拟了不同三角形孔与四边形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同三角形孔与四边形孔的形状与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律.     

椭圆孔夫朗和费衍射的分析

本文从基尔霍夫衍射公式出发，对椭圆孔的夫朗和费衍射作了较为严密的理论推导，并由此分析了衍射场的衍射图样及光能量的分布规律。     

对称六边形孔的Fraunhofer衍射图样模拟

利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同对称六边形孔的Fraunhofer（夫朗禾费）衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式.并利用Mathematic软件模拟了不同对称六边形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同对称六边形孔的形状与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律.     

圆孔衍射的计算机模拟实验

在大学物理中,对圆孔衍射的讲解时,对于暗环衍射角公式一般都没有作详细的推导,只把它作为一个已知条件给学生,同时学生在实验室也很难做到精确测量圆孔衍射,或根本就没有做过圆孔衍射实验.为此,通过MATLAB对圆孔衍射做了精确的数值计算,同时利用MATLAB对圆孔衍射现象进行了演示.     

X射线法测量微晶玻璃残余应力的误差分析

探讨了X射线法测量微晶玻璃残余应力的原理及该方法对残余应力值精确度的影响。采用不同的衍射角对微晶玻璃的应力进行测试，对应力结果进行了比较，分析了应力产生误差的原因。发现选择较高的衍射角并延长衍射时间，测试中各应力值点与用最小二乘法所拟合出的直线之间的偏差较小，这说明各点的线性和相关性较好．可以减小X射线法残余应力测试的误差。     

基于任意正多边形孔径的菲涅尔衍射

在基尔霍夫衍射公式的基础上,通过模拟仿真研究了任意正多边形小孔的菲涅尔衍射规律.首先利用Matlab中的for循环给出衍射平面的球面波复振幅分布,再利用函数graythresh和im2bw读取Photoshop绘制的小孔图像得到孔径函数; 然后通过函数fft2对点扩散函数和衍射平面的复振幅分布与孔径函数的乘积进行傅里叶变换; 最后利用函数ifft2对输出频谱做傅里叶逆变换,从而得到衍射条纹分布.研究结果表明:在正多边形各边的垂直方向上,衍射条纹清晰; 在各角的方位上,衍射呈条带分布(正多边形边数为奇数时为     

激光衍射测量研究与应用

激光衍射测量的应用多局限于夫琅和费衍射，因为夫琅和费衍射暗斑间距与衍射体尺寸之间具有很简单的函灵关系，而菲涅尔衍射光强分布非常复杂，缺乏解析的计算方法，本文首先从理论上证明，菲涅尔衍射暗斑分布与夫琅和费衍射是相同的，并通过实验数据证实了上述结论。同时，利用上述结论提出了一种新颖的衍射测量方法，能够有效地简化仪器结构，提高测量精度，扩展测量范围。     

衍射光强分布规律数值模拟和测量

用螺杆带动光电池研究光的衍射时，其测量精确度较低．为了精确得到衍射的光强分布规律，本文利用MATLAB软件作数值模拟和CCD系统测量两种方法，分别对几种典型的衍射单元的衍射光强分布规律进行了对比研究．数值模拟方法适用于较规则形状，能精确得到衍射强度分布公式的衍射单元；CCD系统适用于任意形状和衍射单元．该方法通过计算机处理输入的衍射光图像．实验结果表明，本文采用的两种方法是研究光的衍射强度分布规律的适用的方法．     

基于FFT的衍射现象计算机仿真

通过分析光学中衍射的数学模型,在傅里叶变换光学的基础上,采用Matlab中的FFT工具对衍射实验现象进行计算机仿真,该方法能够直观地展示衍射这一复杂的物理现象,并可针对任意的衍射屏快速给出衍射图样。