相移光纤光栅透射光谱特性研究

基于模耦合理论,利用传输矩阵法系统地分析了相移光纤光栅的透射谱特点.结果表明,相移光栅可在透射谱阻带中打开线宽极窄的一个或多个透射窗口,通过对相移光栅在不同相移量、不同位置、不同相移个数、不同kL值时的传输光谱特性进行分析研究,得到了影响其透射率以及其线宽和位置的主要因素.这些结果将对相移光纤光栅在滤波、波分复用、光纤激光器和光纤光栅传感系统的实际制作及应用有重要的指导意义.     

柱面式光栅超微粒乳剂的涂布方法

讨论了柱面式光栅的超微粒乳剂涂布问题；提出了一种有效的涂布方法──动态柱面旋转定量涂布法，并取得了理想的实用效果。     

标量衍射理论模拟蚀刻衍射光栅

讨论用于光通信的集成波分复用/解复用器件蚀刻衍射光栅（EDG）,它是波分复用光通信的核心器件的一种。EDG基于平面波导的Rowland圆结构,光栅面是平面。光栅的每一个齿面都垂直于齿面中心和输入波导端点的连线。基于标量散射场满足的Hemholtz方程,推导出Rowland圆上场分布的精确表达式。利用这个模型对设计好的器件参数进行了模块形状、谱响应、色散等复用性能的模拟,并对插入损耗和串扰进行了简要分析。     

三层亚波长光栅结构的透射特性

设计了一种具有三层结构的亚波长金属光栅,采用时域有限差分（FDTD）法对所设计的三层光栅结构进行仿真计算．与单层金属光栅相比,这种三层的光栅结构具有更好的滤波效果,其透射光谱中峰值可达77％,且能很好地抑制高波段的透射率．分析了各几何参数对所设计的光栅结构透射特性的影响,尤其是对透射光谱中0值位置的影响．结果表明0值位置主要受光栅缝宽、介质层高度和介质折射率的影响,而与金属层光栅的高度无关．其影响规律为偏振滤波器的设计提供了参考．     

平面衍射光栅的杂散光及其测量

本文分析了平面衍射光栅产生杂散光的原因,指出了影响杂散光的基本因素。详细讨论了测量光栅杂散光的光学衰减法,还对测量结果的可靠性作了分析。叙述了减少仪器杂散光的方法。     

光栅衍射特性的耦合波分析、计算与讨论

本文从麦克斯韦方程组及电磁场边界条件出发,推导了广泛应用于各类光栅衍射问题的矢量分析方法--严格的耦合波分析方法.针对光栅的衍射特性,编写了基于严格的耦合波分析方法的计算程序,并以TE模情形为例对光栅的衍射效率和收敛性作了数值计算.结果表明,当谐波数不断增加,即便对于厚光栅(d/λ>10)情形,光栅的衍射效率仍将收敛于某一确定值.     

光栅衍射表面张力系数测试系统

研制了一种测量表面张力系数的新装置,利用光栅衍射原理,结合ＣＣＤ计算机实现表面张力系统的快速,自动地测量。     

透射菊池衍射技术(TKD)的进展研究

电子背散射衍射(EBSD)技术在材料晶体结构及取向信息的研究方面作出很大贡献,但其空间分辨率较低,在纳米晶体表征方面遇到困难。透射菊池衍射(TKD)技术自2012年提出以来,因其较高的空间分辨率,迅速在纳米材料表征领域受到极大关注。本文通过查阅总结大量文献,回顾了TKD技术的发展历程,并对其研究进展进行了总结。其中主要包括三大部分,首先介绍了TKD的工作原理及部分重要设置参数的影响。其次介绍了TKD近几年在纳米晶粒、大变形量金属以及氧化物薄膜等领域的应用。最后对TKD表征技术在未来的发展趋势进行了展望。     

阶梯形浮雕和折射率位相光栅的衍射性质比较

位相全息图一般既有浮雕调制又有折射率调制,它们都会对衍射特性产生影响。利用以严格电磁波理论为基础的模式匹配法（ＭＭＴ）,从理论上比较了阶梯形浮雕位相调制光栅和折射率位相调制光栅对ＴＥ波的各级衍射效率。尽管它们同一周期内的相应部分所引起的位相变化相同,但随着光栅层厚度的加大两种位相调制光栅的各级衍射效率会出现差别。这种差别与周期有关。并将矢量理论的结果与标量理论的结果进行了比较,研究结果对研究全息术     

反射型阶梯光栅的特性分析

衍射效率是评价二元光学器件质量性能的重要指标之一.针对反射性阶梯光栅,利用几何方法计算出斜入射情况下光束在台阶边缘的光程差的分布情况,根据多缝夫琅和费衍射推导出反射型阶梯光栅的衍射光强表达式.并在此基础上,讨论了台阶数N取2和N趋向于无穷两种极限情况下阶梯光栅光强公式的变化情况,得到区别于一般文献所表达的衍射效率公式.初步试验表明,反射型阶梯光栅的衍射效率与台阶数、蚀刻深度与入射波长的比值均有密切相关.     

基于双光栅的平行度检测

为了对大型目标的平行度进行测量,设计并搭建了一套由双衍射光栅组成的平行度检测系统。采用两块衍射光栅正交组成光路,产生多条平行线作为基准线。通过照相机对参考线和待测目标进行拍照,对获得的图像进行处理,利用参考线的平行度偏差对目标所在平面的倾斜进行矫正,得到待测物的平行度测量结果。测量结果表明这种方法简单准确,满足测量精度高。     

用于分频的闪耀光栅设计及衍射行为研究

详细地介绍了用于分频的闪耀光栅设计方法 ;推导了影响元件性能的衍射效率公式 ;并研究了纵横向工艺误差对其衍射行为的影响。模拟结果显示在 8%和 5%纵横向相对误差范围内 ,该闪耀光栅具有良好的分色效果。     

粒子尺寸分布的激光衍射测量研究

提出了用于喷雾雾化分析和固体粉末粒子的激光粒度分析仪的设计原则。给出了进行粒子测试的数学模型,编制了系统软件。用实际设计的仪器进行了喷雾雾化分析和流化床催化剂粒度测量,证明了所提出的设计原则的正确和该仪器研制的成功。     

角谱理论用于衍射光学元件数字仿真

本文采用衍射角谱理论对衍射光学元件的光场分布进行数字计算。该理论包括两种表达方式:既可用含有传递函数的等式表达,也可用含有点扩散函数的等式表达。这两种计算方法在本质上是一致的。然而,在MATLAB计算过程中,它们又具有不同的适用条件,通过分析,将它们分为近场算法和远场算法,并且展示了它们的计算实例。结果表明,在标量衍射理论成立的条件下,不改变衍射元件抽样间隔和抽样点数,利用这两种算法能够快速、准确计算不同位置处的衍射图样。该方法对衍射光学元件像面光场分布的精确计算具有重要的意义。     

不同波长激光对计算全息位相光栅空间衍射光束分辨率的影响

针对用于激光阵列探测系统中的计算全息位相光栅，给出了在不同波长激光入射的情况下，衍射光束的空间分辨率随不同入射角的变化情况。用实验验证了用可见光代替红外激光进行初步测试与分析的可行性，为用于红外系统的整形光栅的测试提供了简捷，便利的实验方法。     

高精度衍射光栅干涉仪的研制

提出了一种新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统,以光栅衍射原理和偏振光学为理论基础,配合正交信号的解相位细分原理,使得该系统可以达到纳米级分辨率.由于光栅干涉测量系统以光栅栅距作为测量基准,相对于传统干涉仪,光栅尺系统受环境因素造成的测量误差影响较小.通过实验校正,得到不同行程范围内光栅干涉测量系统的纳米级重复性误差,新型的激光衍射光栅干涉仪测量系统适合于较长行程的高精度位移测量.     

基于圆柱衍射与离散余弦变换的图像光学加密算法

目的为了实现多幅图像的同步加密,并增强加密系统的抗破译能力,提出一种基于圆柱衍射域的相位截断与离散余弦变换的多图像光学加密算法。方法首先引入压缩感知(CS,Compress Transform)方法,对输入明文实施压缩;基于离散余弦变换DCT(Discrete Cosine Transform)对压缩明文完成分解,获取相应的DCT系数,形成系数矩阵;构建迭代复数,将每个压缩明文对应的系数矩阵融合为一个复矩阵,通过DCT逆变换,形成一幅组合图像。联合Hilbert变换与波带片相位模型,构建调制掩码;引入圆柱衍射域的相位截断机制,联合调制掩码,对组合图像实施光学加密,获取密文与私钥。结果实验数据表明,相对于已有的多图像同步加密方法而言,所提算法具备更高的加密安全性,密文熵值以及相邻像素间的相关系数分别达到了7.998,0.0012,且具有强烈的密钥敏感性。结论所提加密算法可以抵御网络中外来攻击,在图像信息防伪领域具有一定的参考价值。     

Fraunhofer Diffraction Effects on Total Power for a Planckian Source

An algorithm for computing diffraction effects on total power in the case of Fraunhofer diffraction by a circular lens or aperture is derived. The result for Fraunhofer diffraction of monochromatic radiation is well known, and this work reports the result for radiation from a Planckian source. The result obtained is valid at all temperatures.