4f相位相干成像技术中相位光阑的改进

4f相位相干成像技术是测量三阶光学非线性的新方法.其原理是利用一个相位光阑将放置在4f系统频谱面上的非线性样品中产生的非线性相移调制成像平面上的振幅变化,从而测量样品的非线性折射率的大小和符号.常用的带圆形相位物体的相位光阑灵敏度随相位物体尺寸减小而增加,但是在相位物体很小的情况下制作难度很大,通常达不到最佳的灵敏度.通过将相位光阑中原来处于光阑中心的圆形相位物体改为半圆形相位物体,使得系统可以处于最佳灵敏度,相位光阑在制作工艺上的难度大大降低.     

含相位物体的光学非线性测量技术研究进展

光学非线性的研究离不开对材料光学非线性系数的测量,快捷可靠的测量技术一直是非线性光学研究领域的热点之一。4f相位相干成像技术因其独特的优势受到了人们的重视,其中相位物体的应用引起了广泛的关注。简述了4f相位相干成像技术的基本原理及特点,然后重点介绍了含相位物体的非线性测量技术的研究进展。综述了反射4f探测技术、含相位物体透过率的测量方法、相位物体Z扫描技术、基于相位物体的时间分辨泵浦探测技术和4f泵浦探测技术,并比较了这些方法的特点和应用。     

梅斯林干涉装置应用于激光告警的理论研究

本文研究了梅斯林干涉装置在激光告警中的应用,分析了干涉条纹的位置、形状、区域,讨论了用该干涉仪判断来袭激光的方位和波长的方法,与传统的法布里—帕罗干涉仪型激光告警装置和迈克尔逊相干识别型告警装置相比,梅斯林干涉装置应用于激光告警有着较为突出的优点。     

测量光学非线性的4f相位相干成像技术研究进展

4f相位相干成像技术是一种简单有效的测量材料三阶非线性的方法,文中具体介绍了它的基本原理、发展现状及应用前景.设计了一种改进的4f相位相干成像系统,通过改进传统4f相位相干成像系统的参考光路,使得原来用以监设计测脉冲能量浮动的参考光斑同时具备了监测入射脉冲空间分布的功能,实现了4f相位干成像系统在光斑空间分布不稳定情况下的非线性折射测量.报道了4f相位相干成像技术的最新进展一基于4f相位相干成像系统的泵浦探测系统.用这个新系统进行泵浦一探测实验方便快捷,并可同时研究出材料的激发态吸收与折射.     

4f相位相干成像技术时间相关特性分析

4f相位相干成像技术是测量三阶光学非线性的新方法.在4f相位相干成像法的理论处理中根据脉冲光的时间高斯型分布引入时间项,研究了在无非线性吸收条件下激光脉冲时间分布不同对测量非线性折射的影响.应用4f成像系统对甲苯的三阶非线性折射进行了实验测量.根据脉冲时间高斯型分布得到的拟合值与相同条件下根据脉冲时间矩形分布的拟合值相差比较大,并对这两个值的差异给出了理论解释.     

基于两步相移干涉的微表面形貌检测系统

为了精确稳定地测量物体微表面形貌,设计了一种基于改进迈克尔逊结构的空间两步相移干涉系统。该系统在泰曼-格林偏振干涉仪的基础之上,使用改进的迈克尔逊结构实现分光,采用偏振方向分别为0和45的两偏振片作为相移器件,在单个CCD相机中同时记录两幅具有90相移的干涉图像,然后由离散希尔伯特变换法提取相位,获取物体表面形貌信息。搭建了两步相移干涉光路,并通过对玻璃平板表面的检测,验证了该系统的可行性。结果表明,在实验室环境下系统重复测量结果的均方根误差小于0.02,在实际微表面测量中具有良好的稳定性。     

非相干同轴数字全息成像系统研究

非相干全息术可以利用非相干光源获得物体的全 息图。利用迈克尔逊干涉仪搭建了非相干同轴数字 全息成像系统,利用菲涅尔衍射理论分析系统的点扩散函数(PSF),使用CCD 记录全息图并在计算机中进行数值 重建,研究广义相移数字全息干涉术在非相干同轴数字全息成像系统中的应用。结果表 明,基于迈克 尔逊干涉仪的非相干同轴数字全息成像系统可以实现白光光源照明下物体全息图的快速记录 ,三步广义相 移数字全息干涉术应用于系统,能够克服使用移相器的非相干同轴数字全息术对系统稳定 性要求较高的 缺点,可以去除孪生像和零级像,获得清晰的数值重建像。本文系统的横向放大率为1.6倍 时,分辨率可达45lp/mm。     

光热调制激光波长测量物体的微小振动

提出了一种新型半导体激光正弦相位调制干涉仪。使用此干涉仪测量了物体的微小振动。利用光热效应调制光源波长降低了光源光强变化引起的测量误差。模拟计算和实验结果证明了此干涉仪的有用性     

多光束全息照相干涉仪

这种全息照相干涉仪可用来测量由干涉仪的物光光束与通过物体再次反射的光束之间的微小相差。相位的灵敏度与通过物体造成的光路数有关。提出了一种专门限制两镜子间(其一是半反射镜)物光束反射次数的方法。例如用一给定相干长度的准单色光就可以实现。这种光源可以是给定脉冲宽度的激光。光脉冲的有效长度用光开关限制,或者可将物光光束略微倾斜,使物光光束开始从光阑平面第一个孔通过再从第二个孔出来。换句话说:在反射一定次数后从第一孔出来。     

两种激光散斑均化方法研究

Nd∶YAG倍频脉冲激光器作为激光源,波长532 nm,频率1 Hz,光束直径5 mm。分别将低阶模或高阶模激光发散后,通过毛玻璃相位板或散斑相移器对激光散斑进行均化,测量不同大小光斑的均匀性并对比两种散斑均化方法的作用特性。结果表明相位板组与无均化组比较有显著差异(P0.01),相移器组与无均化组比较有统计学差异(P0.05)。毛玻璃相位板均化效果更加明显,但能量衰减更快,证明毛玻璃相位板更适用于对均化要求高但近距离应用的场合,而激光散斑相移器均化更适用于远距离应用场合。     

采用短相干光源的动态斐索干涉仪

为了实现斐索型干涉仪的动态干涉测试,研究了一种采用短相干光源的动态斐索干涉仪。以中心波长为638 nm、带宽为0.1 nm的二极管泵浦固体激光器作为光源,与偏振延迟装置结合得到一对短相干正交线偏振光,通过调节光源模块中两支线偏振光的光程差来匹配斐索干涉腔的长度,从而获取一对光程差为0的相干光束。使用偏振相机采集得到四幅位相依次相差/2的移相干涉图,按照四步移相算法解算相位,恢复待测元件的表面面形。采用光强归一化算法有效地抑制了偏振态误差导致的移相干涉图光强不一致在最终恢复波面中引入的一倍频波纹误差。采用琼斯矢量和琼斯矩阵分析了干涉图对比度与s光和p光光强比值的关系,并分析了1/4波片方位角误差对最终恢复波面的影响。利用该装置和Zygo GPI XP型干涉仪测量了同一块光学平晶,其均方根值相差0.024,峰谷值相差0.026。     

迈克尔逊干涉法精确测量太赫兹频谱及目标速度

搭建了一套迈克尔逊干涉仪,对CO2激光的9P36和9R10谱线泵浦CH3OH气体所产生的频率分别为2.52 THz和3.11 THz的太赫兹激光器输出频谱进行了精细测量。测量系统频率分辨率约为1 GHz,测量结果显示CO2激光泵浦的太赫兹源为单色源并具有极窄的线宽,波长与激光器标称值进行对比具有很好的一致性。基于这套系统实现了对干涉仪动臂目标的运动速度准确测量,提出了两种分别适用于匀速运动和变速运动情况下的速度反演方法,反演结果与设定值均相符。结论表明,迈克尔逊干涉仪不但可以精确测量太赫兹波源的频谱,同时配合单色太赫兹源可以准确测量目标速度,为太赫兹波段光谱、成像等领域的应用奠定基础。     

Strain measurement using frequency modulation fiber optic interferometer

The method for measuring the strain of an object using an optical fiber and a frequency modulation(FM)coupled carity semiconductor laser is pro-posed.This method uses the coherent FM heterodyne principle of the Michelson in-terferometer and can avoid the π/2 nonreciprocal phase bias and phase shifting problem existing in general fiber optic interferential sensors,the maximum detec-tion range is limited by the coherent length of the semiconductor laser and its rela-tive factor.     

有源波、空分复用光纤光栅传感网络

借助 1× 3光开关和可调F P滤波器对充当环形腔激光器端镜的 3× 10空、波分复用光纤光栅传感器阵列进行查询 ,用非平衡Michelson扫描干涉仪将来自传感光栅的波长漂移信息变为相移信息实现解调 ,实验证实系统的应变传感灵敏度为 1 6 817Deg με,与理论值 1 6 843Deg με非常吻合。锁定来自某一光栅的信号后 ,反馈装置保证系统具备自动追踪感测信号的能力。     

Lab VIEW实现光纤光栅传感干涉解调技术的研究

结合虚拟仪器技术和光纤光栅传感技术,自行设计了一套光纤光栅传感解调系统.系统采用了基于迈克尔逊干涉技术的解调方法,将包含被测应变信息的FBG波长信号转变成相位信号,通过以Lab VIEW为核心的虚拟仪器系统检测相位的变化,从而得到被测应变的大小.该干涉解调系统避开了传统解调系统受电磁干扰和环境等方面的影响,因此使得测量精度有了很大的提高.虚拟仪器系统可用于静态应变和动态应变的检测,具有高分辨力、大测量范围的特点.     

微片激光器移频回馈成像技术及其应用

微片激光器移频回馈成像技术是一种新兴的相干光成像技术,具有灵敏度高、相位可测量、系统结构简单等特点。该项技术可与共聚焦成像、超声调制光学成像、光学合成孔径成像等多种成像技术相结合,在微器件结构测量、生物组织成像、强散射成像等多个领域得到了应用。文章概述了激光器回馈技术的发展过程,详细介绍了微片激光器移频回馈成像技术的理论模型、研究进展及应用情况,并对该技术存在的问题进行了分析。     

Optical displacement measurement with GaAs/AlGaAs-basedmonolithically integrated Michelson interferometers

Two monolithically integrated optical displacement sensors fabricated in the GaAs/AlGaAs material system are reported. These single-chip microsystems are configured as Michelson interferometers and comprise a distributed Bragg reflector (DBR) laser, photodetectors, phase shifters, and waveguide couplers. While the use of a single Michelson interferometer allows measurement of displacement magnitude only, a double Michelson interferometer with two interferometer signals in phase quadrature also permits determination of movement direction. In addition, through the use of two 90° phase-shifted interferometer signals in the latter device, a phase interpolation of 2π/20 is possible, leading to a displacement resolution in the range of 20 nm. The integration of these complex optical functions could be realized with a relatively simple fabrication process