矢量空心光束的半屏衍射

利用矢量瑞利——索墨菲衍射积分公式推出了空心光束半屏衍射场中衍射场的解析表达式,并数值模拟了衍射场的光强空间分布及强度奇点的相关属性。结果表明：衍射场光强已不再是空心分布,发生了很大的改变;随着衍射传输距离的增大,衍射场光强的空间分布退化为类TEM02模场分布;随着传输距离的增大,衍射场观察区域内光强奇点出现湮灭等。     

贝塞尔-高斯光束通过圆孔与圆环光阑的衍射

为了研究贝塞尔-高斯光束通过圆孔硬边光阑和圆环光阑的衍射特性,从Collins公式出发,采用数值模拟的方法模拟出光强分布.模拟结果表明,贝塞尔-高斯光束经圆孔光阑衍射后轴上光强随菲涅耳数F呈周期振荡;贝塞尔-高斯光束经圆环光阑后轴上光强随F呈振动衰减.在F相同时,贝塞尔-高斯光束经圆孔光阑衍射后横向光强分布比经圆环光阑衍射后横向光强分布平滑,孔径越小,光强调制越明显;当孔径与束腰相等时候,横向光强分布与菲涅耳数没有关系.     

微小孔近场衍射光强的空间分布及仿真

阐述了微小孔近场衍射的基本理论。重点对单色光垂直入射时圆孔衍射场的光强空间分布进行了计算机数值模拟。通过对不同半径圆孔的衍射场光强进行仿真,分析得到了衍射场光强的空间分布特性。对接近式曝光技术参数的设定具有理论指导意义。     

矩孔菲涅尔衍射的光强分布

根据菲涅尔-基尔霍夫衍射积分得出矩孔菲涅尔衍射的光强分布表达式,对该表达式作了数值计算,分析了矩孔尺寸对衍射光强分布的重要影响。当光源的孔面投影位于矩孔中心且矩孔尺寸很小时光强分布具有夫朗和费衍射的特征;随着矩孔尺寸增大,在离几何照明区与阴影区边界距离相等的阴影区域内相邻光强峰值与谷值的比值越小,几何照明区出现的光强峰值越多。当光源的孔面投影不在矩孔中心时光强分布的对称性不复存在。最后计算分析了多矩孔菲涅尔衍射的光强分布。     

投影型莫尔法的成像理论研究

研究了基于莫尔条纹的三维轮廓测量技术的光学成像原理。以余弦光栅作为投影光栅和参考光栅,对投影型莫尔法从物理光学的角度进行了理论分析。采用菲涅耳衍射公式和傅里叶变换得出了输出面上的光场的理想计算公式。在计算机上采用描点法模拟出变形光栅的光强分布,该光强分布为余弦函数,与实验图片的结果一致,还得出了最终变形光栅像的光强分布。与从几何光学的角度分析结果相比,物理意义更明确。利用上述结果推导出了莫尔条纹的光强分布函数,同时也推出了高度和相位的关系。该结果为基于莫尔条纹的三维轮廓测量技术提供了理论基础。     

几类高斯光束通过超高斯光阑衍射的研究

为了研究贝塞耳-高斯光束、空心高斯光束,平顶高斯光束通过超高斯光阑的衍射特性,本文从collins公式出发,采用数值模拟的方法,得到衍射光强的分布结果.模拟结果表明当菲涅尔数为4时候,衍射出现无调制现象,该种光阑有效的抑制了光强的衍射.当菲涅尔数确定时候,空心高斯光束在横截面上衍射光强的分布较为平滑.     

全息波导显示中输出扩展光栅的衍射效率分布分析

对于全息波导显示系统,为获得连续的输出光瞳而引入的半透半反膜,会在波导中形成阶跃形光强分布,与阶跃形强度分布相匹配的输出光栅衍射效率须为阶跃形分布,这样才能获得均匀的衍射输出强度。为保证衍射角带宽内所有光线均有较佳的输出强度均匀性,提出了一种连续递增的衍射效率分布光栅模型。建立了基于对阶跃形衍射效率分布的分段加权平均和二次曲线拟合的优化计算模型,计算得到了衍射效率分布曲线,并由衍射效率分布曲线计算得到衍射角带宽内不同视场光束的输出光强分布。结果表明,输出光强位置均匀性最小为52.4%,出瞳内角度均匀性达到84.9%。随着分束膜层数的增加,波导阶跃形光强差将会减小,可获得更好的输出强度均匀性。     

分布的参数对颗粒群衍射谱的影响

基于夫琅和费衍射,据数值积分计算了按粒径对数正态分布时颗粒群衍射光强的分布,作出在粒数及重量分布的参数不同时光强随衍射角的变化图,通过对比分析说明了分散度及中值直径对衍射图样中心强度、是否出现衍射条纹、衍射条纹的数目及衍射条纹的角位置的影响。     

激光衍射二维测径仪

本文主要介绍用激光衍射高密度电荷耦合器件“CCD”是一种对衍射图样进行接收,并在线检测细丝直径和形状误差的仪器。 仪器的设计中运用了夫琅和费衍射原理。从细丝的衍射光强分布情况分析可知,由于衍射图样具有光强分布不均、亮条纹分     

调制因子对拉曼 纳斯声光衍射的影响

通过建立拉曼-纳斯衍射模型,运用数值模拟法,获得了拉曼-纳斯声光衍射的各级光强分布规律.表 明调制因子对拉曼-纳斯衍射现象的产生有重大作用,且随着调制因子的增加,各衍射级的光强相对系数变化明显,且各级衍射光强变得匀滑.同时进行了相应的实验测试,实验结果与理论分析一致.     

可变光衰减器中高斯光束的衍射特性研究

应用傅里叶变换法计算了高斯光束经光衰减器的挡光片阻挡后产生的衍射特性,给出了近似的衍射光强分布表达式。根据表达式,绘制了衍射光能量分布图,并实际测试了准直器出射光通过挡光片后的衍射光强分布。对比了数值计算和实际测试结果,最后对结果进行了讨论。     

齿形光阑聚焦特性的研究

采用一种简单有效的方法,模拟了光束经圆形孔径和不同齿形光阑的远场衍射分布,并与经圆孔硬边光阑的衍射作了比较.另外,讨论了齿形光阑的参数对光束衍射特性的影响.结果表明,齿形光阑能有效抑制光强的高频衍射,并降低横向光强分布的不均匀性.     

一种获得平顶激光光强分布的方法

从Huygens-Fresnel衍射积分出发,计算高斯光束经过初级球差透镜聚焦之后的衍射光场.数值结果表明,当透镜的球差系数为负时,在聚焦光场的两个位置,得到了平顶激光光强分布.还讨论了透镜的菲涅耳数对平顶激光光强分布及其出现位置的影响.结果表明,透镜的菲涅耳数愈小,出现平顶激光光强分布的位置愈往聚焦透镜移动.并且,当透镜的菲涅耳数较小时,平顶激光光强分布的顶部呈现光强调制.计算结果表明,负球差透镜可作为获得平顶激光光强分布的简单方法.     

平面变间距光栅的夫琅禾费衍射场分析

采用对单缝衍射结果进行直接叠加和根据标量衍射理论进行严格积分的两种方法进行推导,分析平面变间距光栅的夫琅禾费衍射场光强分布.在光栅各周期狭缝宽度δ0相差不大时两种方法得到的光强分布差异不大;但当δ0变化较大时,虽然零级衍射中心重合,但是在其他级次,如一级衍射极大的光强在峰值大小和位置上都表现出明显的差异.文中还通过变间距光栅的实例和matlab数值模拟进行分析,根据标量衍射理论通过严格积分将能给出更为普适的结果.在此基础上,联系平面变间距光栅夫琅禾费衍射场的光强分布,对这类光栅的位移传感和自聚焦特性做了介绍.     

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生变化,但对衍射光斑中心的位置没有影响,随着平移对准误差的增大,沿平移方向的第一暗环呈月牙状并逐渐消失;离焦对准误差对衍射光斑的位置和形状均无明显影响,但衍射光强值会随着离焦量的增加而减小;倾斜对准误差会使衍射光斑中心位置发生偏移,但衍射光斑的形状不会发生变化,并且偏移方向与斜入射方向一致,偏移量与倾斜角之间呈线性关系.     

高能飞秒激光光束锯齿光阑截趾整形

针对高能飞秒固体激光器光强分布光滑均匀的要求，研究了飞秒光束通过锯齿光阑和空间滤波器的传输特性。和单色激光的衍射不同，宽带的飞秒光束衍射调制较小，直接利用锯齿光阑，便能获得近场光强分布相对均匀的光束。     

布拉格声光衍射场光强空间分布不均匀的研究

从波动方程出发,结合声光移频器的工作原理,根据声光晶体的有限尺寸,建立声场模型,推导出布拉格声光作用的耦合波方程。有限差分方法分析衍射场光强的空间三维分布。结果表明,声场振幅的不均匀分布会影响声光衍射场的光强分布。     

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...     

平顶高斯光束及其通过圆孔光阑的衍射

为了研究平顶高斯光束通过圆孔硬边光阑衍射特性,本文从collins公式出发,采用数值模拟的方法,模拟结果表明平顶高斯光束在阶数大于10以后,光强的分布变化不大.平顶高斯光束经过圆孔衍射,孔径大时光强在横截面调制越厉害,但是强度小;孔径小时光强在横截面调制相对小,但是光强度相对大.轴上光强分布在孔径大时随菲涅耳数增大出现增大现象;孔径小时光强在轴上分布随菲涅耳数出现周期性振荡的调制特性.     

彩色赝无衍射光束及其实现

无衍射光束自1987年被提出以来，因其具有主光斑尺寸小，强度高，方向性好，在传播过程中不出现衍射扩散等特点，有着十分诱人的应用前景，因而国际上迅速掀起了无衍射光束研究的热潮，有许多有意义的结果已见报道．赝无衍射光束是新近提出的概念，它是这样的一类光束，即在给定的范围内，其核截面为窄光束状分布，但其轴向光强却保持恒定．赝无衍射光束既可由轴锥镜在轴向产生单段的光强恒定的衍射分布，又可由其他的光学元件产生轴向多段的恒定光强的衍射分布，其中相邻的两段被一暗区隔开．在某些实际应用中，人们往往并不介意光波在传播…