激光光束传输特性分析─—等效波面曲率半径法

本文提出了利用光束等效波面曲率半径，并结合束宽及远场发散角来测量分析激光光束传输特性的方法，能以较高的精度确定激光光束的束腰位置ｚｏ，束腰处的束宽Ｄ＿ｏ及激光光束质量传输因子Ｍ￣２。这是一种可用于连续，重复频率脉冲及单脉冲激光光束传输特性的分析测量方法。文中还给出了实现这一方法的具体测量方案。     

激光束空间特性的全息诊断

研究了一种诊断激光波面及激光光源特性的全息干涉法。该方法可以记录瞬态的1.06微米激光波面,并可用连续可见激光加以再现,这样不但能够准确确定波面的曲率半径,而且通过再现的激光光源点象的研究,得到光束方向性以及可能存在的各种象差的信息。 目前国内外用于波面半径的测量方法都是通过光束的投影或相干条纹的精密测量加以推算的。     

激光光束传输特性分析─—等效波面曲率半径法

本文提出了利用光束等效波面曲率半径,并结合束宽及远场发散角来测量分析激光光束传输特性的方法,能以较高的精度确定激光光束的束腰位置z0,束腰处的束宽D0及激光光束质量传输因子M2.这是一种可用于连续,重复频率脉冲及单脉冲激光光束传输特性的分析测量方法。文中还给出了实现这一方法的具体测量方案。     

锥形发散梯度折射率介质的激光束传播特性

本文从近轴波动方程出发，导出在锥形发散梯度折射率介质中传播的高斯光束光斑半径，波面曲率半径及光强分布的解析式，讨论了激光速的发散传播特性。     

飞秒激光光镊轴向力的计算与分析

光镊已成为捕获和操纵微米尺度粒子和生物细胞的有效手段，而目前常用的光镊光源为连续激光或长脉宽的脉冲光。提出飞秒激光光镊的概念．将飞秒激光序列脉冲视为对连续光的周期抽样，借助于连续光光镊的分析方法，建立了飞秒激光光镊对电介质微粒产生的轴向光学力的理论模型。给出影响捕获微粒的主要因素，指出存在最佳束腰半径和被捕获粒子半径。数值计算结果表明选取合适的飞秒激光脉冲能量、束腰半径、脉冲波长以及微粒与周围媒质的相对折射率．微米尺寸的微粒完全能被飞秒激光稳定捕获。综合考虑被捕获微粒所受的脉冲式光学梯度力、重力和布朗惯性力的作用，讨论了飞秒激光光镊轴向光学梯度力的脉冲式特点及实现稳定捕获的条件。     

波面数字干涉仪检测技术及其在光刻镜头生产中应用

移相式波面数字干涉仪是国际上八十年代出现的一种最先进的光学检测设备，它采用计算机图象处理技术对干涉图形进行实时动态采样处理，从而实现了光学面形的定量测量和形象化图形显示。本文介绍了我所用ＱＧＹ—１型激光球面干涉仪改造成的移相式激光波面数字干涉仪，在光刻镜头生产中的应用。     

YAG激光棒光泵浦动态热效应的干涉测试

本文研究了脉冲固体激光器的YAG激光棒光泵浦动态热效应对激光波面的影响。采用激光干涉测量方法得到了YAG激光棒在脉冲光泵浦时的瞬态干涉图和泵浦后的时间序列干涉图,并用计算机进行图像处理和计算,得到三维时间序列畸变波面图和激光棒的热焦距随时间变化的曲线。     

激光推进中的波前检测技术研究

文中从数学上分析了波前传感器测量的参数,针对激光推进应用中的波面检测技术,较全面地总结了现有各类波面检测方法及其特点,并给出了相应结构与应用实例,最后针对激光推进应用中光束波面检测的可行性进行了比较.     

基于Zernike多项式波面拟合中边界误差的影响分析

波面拟合实质上就是把携带测量表面信息的离散点采样数据拟合成与实际波面尽可能一致的数学上的波面函数;在光学检测中,由于Zernike多项式在单位圆域里具有正交性而通常被选作拟合基函数.Zemike拟合首先需要进行归一化处理,而待拟合的离散数据组的中心点和半径坐标值是归一化处理所需要的必要参数.简单介绍了基于Zemike多项式的波面拟合方法,重点分析了被拟合数据组边界误差(中心点和半径值误差)对拟合结果的影响.分析结果表明边界误差将影响到各项Zernike拟合系数精度,其影响程度与边界误差大小有关.因此,在实际的波面拟合分析中有必要采用一些有效的方法以提高待拟合数据组中心点和半径值的确定精度.     

超短脉冲激光测量的标定方法

在研究总结现有超短激光脉冲测量方法的基础上，对皮秒激光脉冲的测量及飞秒激光脉冲自相关二次谐波(SHG)的测量方法进行了统一的校正。实验中，利用迈克尔逊干涉光路的相对光程差，产生已知时间间隔，作为时间基准对皮秒、飞秒激光脉冲的测量进行了标定。     

径向剪切干涉仪系统的研制与校准研究

为了测量超长焦距高功率激光系统的波前畸变,研制并校准了基于空间相位调制的径向剪切干涉仪。仪器采用多波长设计,满足可见光和红外探测的需要。为研制并校准径向干涉仪,同哈特曼-夏克(HS)传感器、Zygo干涉仪进行了对比实验。通过实验与理论对比,得到径向剪切干涉仪参数的最佳值。研究了汉宁窗的取值范围和边缘截取值的合理范围,结果表明,校准后的径向剪切干涉仪能够准确测量,仪器的重复性和精度都能满足高精度波前探测要求。     

用Fe:LiNbO_3的实时散斑错位干涉仪

报道一种实时散斑错位干涉仪的实验室装置。采用Fe:LiNbO_3晶体作散斑照相的记录介质。晶体掺Fe量为0.1％摩尔,对λ=488nm波长的透过率<5％。进行散斑照相的同时在Fe:LiNbO_3晶体上形成象全息图。用此装置可以实时地测量物体的形变以及进行实时无损检验。     

使用双波带板径向剪切干涉仪检测非球面透镜

为了实现对光学非球面的低成本在线测量,在比较和分析现有非球面检测技术的基础上,设计并制作了一种小型径向剪切干涉仪用于检测非球面透镜。基于波带板可以聚焦成像的原理,该干涉仪采用不同焦距的双波带板产生径向剪切干涉。波带板由工业缩微矢量图制版技术设计和制作而成,并通过实验验证了该波带板的聚焦精度。采用傅里叶变换条纹相位分析法对干涉条纹进行处理,计算出波相差和波面面形。实验中给出了平面波光束经过一个非球面透镜后的波面面形检测结果和误差分析,使用该技术对标准非球面进行测试,波差峰谷值(P-V)达到了λ/5的精度,均方差(RMS)达到λ/10的精度。结果表明,该干涉仪具有体积小、抗干扰能力强等特点,适用于对小型非球面透镜进行在线检测。     

莫尔变换和位相测量(Ⅰ)

根据通讯论和信息编码理论,基于莫尔变换效应,本文提出了两种位相测量方法.第一种是载频干涉法,它有许多不同的应用和优点,如波面的自干涉和互干涉、多重记录、波前剪切、谐波干涉等等;第二种是用白光的(编码板)照相干涉法.它们能用于强变化位相体的测量.     

环形孔径锥镜剪切激光散斑照相法的研究

研制了环形孔径锥镜剪切相机，并利用它进行激光散斑照相，测量物体的位移导数场。该相机一次实验即可在一张散斑图上同时记录物体所有各方向的位移导数场，且在全场滤波时连续再现各方向的位移导数场。     

旋转剪切频闪散斑干涉法测量物体的固有频率

提出一种测量物体固有频率的新方法--旋转剪切频闪散斑干涉法.该方法能方便地测量振动物体的固有频率,具有较高的精度、全场显示、条纹可见度好等优点,给出了理论分析和实验结果.     

Holographic measurement of refractive-index profile of optical fibre preform

A holographic method of measuring the refractive-index profile of an optical fibre preform is presented. It uses the principle of shearing interferometry. The method is simple and allows measurements to be repeated even after the preform has been withdrawn for fibre drawing.     

基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理,研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法,使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图,减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失,实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程,控制剪切散斑干涉图的精确定向平移,得到了4个干涉图,实现了数字四步相移,代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移,从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程,也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明,该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程,也提高了测试精度,其精度可达到1/10波长。     

基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理, 研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法, 使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图, 减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失, 实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程, 控制剪切散斑干涉图的精确定向平移, 得到了4个干涉图, 实现了数字四步相移, 代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移, 从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程, 也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明, 该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程, 也提高了测试精度, 其精度可达到1/10波长。     

数字剪切散斑干涉技术的应用

介绍了剪切散斑的测量原理及成像方式,详细讨论了剪切成像的常见方式并总结了各种方式的优缺点及适用场合,探讨分析了几种常用加载方式的特点。由于数字剪切散斑干涉技术具有高精度、非接触、可直接测量应变并且抗干扰能力强等优点,已经广泛应用于应变分析、无损检测和振动检测等领域。重点分析了它在无损检测方面的应用以及特点及优点。