菲涅耳-夫琅和费衍射区的过渡判据

区分菲涅耳和夫琅和费衍射是光学中一个基本且又十分有意义的问题。然而从菲涅耳衍射到夫琅和费衍射的过渡条件判别,多数文献是通过实验、或者数值计算和模拟仿真给出结论的。基于标量衍射理论,通过数学分析,得到了从菲涅尔衍射过渡到夫琅和费衍射的判别条件(即菲涅耳数的值F=0.203),其结果和一般文献(F=0.223)相一致。     

菲涅耳透镜的通光分析及设计方法探讨

研究了菲涅耳透镜成像质量差的原因,提出一种改进的方法,即改善轴外点的成像质量以增大菲涅耳透镜的视场。分析了三种常用的设计菲涅耳透镜的方法,用光学设计软件Zem ax模拟设计结果,对三种设计方法进行比较。得出结论:像面为曲面时可校正场曲;基面和底面为曲面的菲涅耳透镜与平面型菲涅尔透镜相比彗差较小。     

高分辨率X射线衍射光学元件

评述了BESSY研制的用于X射线聚焦的各种衍射光学元件。基于布拉格-菲涅耳光学元件,设计了高效高分辨率X射线聚焦和色散光学元件。描述了对长焦距布拉格-菲涅耳透镜与可变曲率半径反射镜组合所做的实验研究。用一块反射菲涅耳波带板作聚焦和色散光学元件进行了短脉冲X射线吸收谱(XAS)的测量。     

同轴双光束调制热透镜的理论研究

利用菲涅耳衍射理论提出了一种同轴双光束调制热透镜的理论模型,给出了探测面的热透镜信号表达式。计算了同轴双光束调制热透镜信号的横向分布,并分别讨论了激励光和探测光腰斑大小、样品位置和探测距离对信号的影响。     

对准误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响

基于标量衍射理论,在傅立叶光学的基础上,首先得出存在对准误差情况下4台阶菲涅耳透镜衍射效率的解析式;并以4台阶、8台阶、16台阶菲涅耳透镜为例,系统分析对准误差对衍射效率的影响并进行计算机模拟研究.模拟计算结果对正在进行的16台阶菲涅耳透镜制作工作提供了理论指导.     

菲涅耳透镜对平行光的成像特性分析

利用光线追迹与实验的方法 ,对菲涅耳透镜在平行光照明时的成像特性进行了分析。给出了在各种角度入射情况下的最佳像点位置及像点弥散斑大小 ,通过对结果进行分析 ,得出了最佳像面曲线及其特征与参数。并讨论了它们与菲涅耳透镜参数的关系。     

沟槽变异对菲涅耳透镜光学效率的影响

菲涅耳透镜以其良好的成像功能和很高的光学效率,广泛应用于教育投影仪、背投电视等大型成像设备。然而,出射面环形沟槽轨迹的不连续性给菲涅耳透镜的加工带来了诸多困难。为此,本文提出用连续阿基米德螺旋沟槽代替传统的同心环形沟槽,并从光学效率方面对它们进行了比较,计算结果验证了用螺旋沟槽代替同心环带沟槽的可行性,为螺旋沟槽型菲涅耳透镜的设计和制造提供了理论依据。     

也论分数傅里叶变换与菲涅耳衍射的等效性

介绍了分数傅里叶变换的定义及其用于光学衍射时必须满足的自洽性条件 ,推导了分数傅里叶变换的缩放性质 ;分析了菲涅耳衍射和分数傅里叶变换的等效性关系 ;运用 MATLAB程序设计语言编程模拟实现了菲涅耳衍射 ,给出了对分数傅里叶变换和菲涅耳衍射等效性有决定意义的三个参数之间的关系曲线     

菲涅耳波带板无运动扫描全息术原理研究

基于菲涅耳波带板扫描全息术,提出了无运动卷积菲涅耳波带板扫描全息术.由于菲涅耳波带板扫描全息术经过二维电移台控制物体移动进行二维扫描,得到整个物体的扫描全息图,因此,它是通过物体的光强透过率函数与菲涅耳波带板的光强透过率函数的卷积得到物体的扫面全息图.这种方法的缺点是扫描时间长.无运动扫描全息术是根据几何光学的基本理论,无需物体的移动直接得到扫描全息图,大大缩短了扫描时间.     

高透光率聚光镜用菲涅耳透镜的计算

从物镜和光源的工作移动范围出发，提出计算双透镜聚光镜菲涅耳透镜的方法，这种方法能使断面的各参量达到最佳，从而可以提高整个放大率范围的光透过率，并减少来自聚光镜的散射光。     

堆叠型太赫兹通信透镜天线设计

为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性,提出了"井"字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内,由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源;根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论和傍轴近似条件设计了"井"字堆叠型透镜用于聚焦太赫兹波,并分析了透镜结构在平面波入射时的聚焦场分布。利用控制变量法分析了透镜天线的全波周期和焦径比等结构参数对其远场辐射性能的影响。对所设计的透镜天线进行了实物加工和测试。实验结果表明:"井"字堆叠型透镜天线的加工和组装工艺简便,具有对称的辐射模式,在320~380GHz的工作频段内的增益高于26.4dB,3dB主瓣宽度低于4.8°,基本满足太赫兹通信系统对天线的高增益和强定向性等要求。     

X射线多重衍射效应

本文介绍了X射线多重衍射效应的起因,多重衍射图谱的指标化,给出了用普通X射线粉末衍射仪观测多重衍射效应的方法,并简要说明了多重衍射效应的应用。     

利用菲涅尔衍射测量微小尺寸

在科研工程实际中,对细丝、狭缝等微小尺寸的测量通常采用夫琅和费衍射法,因为衍射暗斑间距与被测尺寸之间具有很简单的函数关系:s=λL/d。理论上,夫琅和费衍射条件是相当苛刻的,即要求L>d~2/λ,在实际应用中,考虑到光源、传感器以及被测对象尺寸之间的匹配关系,往往很难实现。本文通过理论分析与实验数据充分证明,对于菲涅尔衍射,前述函数关系也能保持极为良好的近似,为仪器结构设计提供了极大方便,同时也为提高测量精度,扩展测量范围创造了有利条件。     

Köhler illumination in the TEM: Fundamentals and advantages

Köhler illumination is the most favourable design for the illumination path of an electron microscope with a condenser objective lens. The new illumination system of the EM 910 and EM 912 OMEGA allows both wide area (Köhler) illumination for TEM operation and spot illumination for analytical investigations. Compared to conventional systems and objective lenses with a condenser mini lens, this system offers many advantages. In addition to the homogeneous, highly coherent and parallel illumination of every point in the specimen, it offers advantages for selected area diffraction and spot scan mode. Combined with the electron optical selection of a condenser aperture, this illumination system provides the flexibility necessary to achieve optimum illumination for the specimen.     

三次位相传播中的波像差及在CGH中衍射级次的分离

设计利用计算全息图（CGH）作为零位补偿器来检测三次位相板的光学系统,最重要的两个理论问题是三次位相在空间传播过程中产生的波像差的具体形式和经过CGH衍射后衍射级次的分离。本文阐述了三次位相在传播过程中会产生高阶像差,详细推导了三次位相在传播过程中产生的波像差的理论公式。由公式得到高阶项随着传播距离l的增大而增大,且满足一个指数增大的关系。讨论了检测光波经过CGH衍射后衍射级次的分离的理论过程。根据用Zemax设计的一个用CGH检测三次位相板的检测系统作为模拟的实验验证,无论是传播过程中的波像差还是衍射级次的分离,都得到了与理论推导相吻合的结果。     

非规则几何槽形光栅衍射效率自动计算方法

为了快速地自动计算非规则几何槽形光栅的衍射效率,使用MatLab软件模拟各种槽形,自动获取槽形参数,并根据这些槽形参数运用严格耦合波分析方法,计算光栅的衍射效率。结果表明所设计的计算程序能够快速自动分析非规则几何槽形并计算其衍射效率。该方法可用于循环计算槽形逐渐变化过程中的衍射效率。