高功率激光装置中的鬼点反射分析

介绍了高功率激光装置中的鬼点反射及其带来的破坏影响 ,分析并计算了神光 Ⅱ装置中主放大器部分的鬼点反射 ,给出了避开鬼点反射损伤的方法。     

复杂光学系统鬼像分析的单向链表实现算法

光学系统的杂散光极易在系统内形成多个鬼像,严重影响光束质量和传输特性。主要研究了复杂光学系统中折射面的多次反射和衍射面的多级衍射而形成的杂散光及其数学模型与计算方法,提出了一种采用单向链表数据结构进行鬼像分析的更加简洁、高效的实现算法。编制了专门的杂散光分析软件,实例计算表明,采用该软件可以快速地分析含衍射元件的复杂光学系统的杂散光,全面描述鬼像在像面的位置和能量分布,分析结果对在光学系统设计阶段排除鬼像的潜在危害具有重要参考价值。     

寻找激光系统中离轴鬼点和鬼线的矩阵方法

在实际的高功率激光系统中 ,当光学元件非共轴放置、光学元件有像散特性、光束倾斜入射时 ,系统中会出现许多离轴的鬼点 ,鬼点也可能变为鬼线。采用 4× 4光学矩阵 ,给出了计算高功率激光装置中的任意n阶离轴鬼点或鬼线的方法 ,还给出了判断鬼点或鬼线虚实的判据     

高功率激光系统的低阶鬼点位置公式

在近轴条件下，采用矩阵光学，推导出了光束传输过程中单个凸透镜、凹透镜以及4F系统产生的低阶鬼点的位置公式，并分析其分布规律。     

光学系统杂散光分析

杂散光是光学系统中所有非正常传输光的总称,杂散光对光学系统性能的影响因系统不同而变化。因此,在现代光学设计中,杂散光分析成为光学设计工作中的一个重要环节。杂散光产生的原因比较复杂,讨论了漏光和透射面残余反射引起的杂散光,针对漏光杂散光给出了高密度取样的分析方法,对于残余反射的杂散光建立了带能量因子的光线光学模型和光线二叉树的数据结构,在保证计算精度的同时减少了计算时间。对一个卡塞格林光学系统进行了漏光杂散光分析和光学表面残余反射杂散光的近轴与实际光线分析,得到减少杂散光的措施,达到了杂散光分析的目的。     

空间光学系统的杂散光分析

介绍了空间光学系统的杂散光的来源,以及对红外光学系统成像质量的影响。在简化分析的基础上,讨论了杂散光分析的物理模型。利用已有的光学系统模型讨论了杂散光的计算和分析方法。主要介绍了蒙特卡罗法和光线追迹法在解决问题方面的作用,用具体的系统模型说明了杂散光计算和分析的假设条件、模型建立和计算过程等。对空间光学系统的杂散光有基础的认识。为以后利用软件进行杂散光分析打下基础。     

用"镜像法"处理高功率激光系统中非共轴光路的鬼点问题

高功率激光系统中鬼光束对元件安全造成威胁,并导致主光束质量变坏,故鬼光束会聚点的位置和鬼光束会聚光斑光强的定量分析,对高功率激光系统安全运行非常重要。提出了用“镜像法”分析高功率激光系统中非共轴光路鬼点的方法。即将光路在各反射镜处“镜像”,由“镜像”得到等效光学系统,对等效系统进行鬼点分析后,再将鬼点“镜像”回原非共轴光学系统。结果表明,非共轴光学系统的鬼点情况,可由其“镜像”等效系统决定。     

高功率激光系统中鬼像的非线性移动

采用矩阵光学方法 ,计算了高功率高斯光束通过单个凸透镜、单个凹透镜及 4F系统时低阶非线性鬼像的移动 ,并分析了其移动规律     

高斯光束等价光线追迹的新方法

提出一种输入和输出空间参考平面取在物象共轭平面处的高斯光束等价光线追迹的新方法,不仅可处理实际复杂光学系统高斯光束的传输和变换,而且能方便地算出象散、场曲和畸变等象差。     

高功率激光装置中透镜一阶鬼点形成规律分析

为了得到一阶鬼点形成的一般规律,从成像公式出发,利用薄透镜近似,对在高功率激光装置中所使用的各种形状的透镜,各表面剩余反射形成的一阶鬼点位置与其焦距的关系进行了推导,给出了两种入射方式下的关系式,为高功率激光装置中透镜的设计提供了一定的参考。     

高斯光束通过空间滤波器的传输特性

采用矩阵分解和用有限个复高斯函数之和逼近硬边光阑窗口函数相结合的方法,从柯林斯衍射积分公式出发,对高斯光束通过空间滤波器的传输特性进行了分析,得到了相应的解析式。通过对解析式的数值模拟,得出了直观的结果,并进行了误差分析。数值计算结果表明,最佳滤波小孔尺寸的选择和计算误差均与光束的截断参数有关。在此基础上,进一步研究了空间滤波器具有像传递功能时,高斯光束和平顶高斯光束(N=12)通过空间滤波器的传输特性,得出了截断参数与滤波后光强分布的关系,并证实了此方法也可用于计算其他类型光束通过空间滤波器的传输。     

高斯光束通过失调空间滤波器的传输特性

采用矩阵分解的方法,从柯林斯衍射积分公式出发,对高斯光束通过失调空间滤波器的传输特性进行了分析,得到了相应的解析式.通过对解析式的模拟,得出了直观的结果,并对模拟结果进行了分析.     

使用空间光调制器和频谱面滤波实现光学图像幅相转换

提出了一种新的振幅——相位转换方法。以原振幅图像为基础,由计算机构造一幅余弦光栅并显示到空间光调制器上,利用余弦光栅的分谱特性和4f系统谱面滤波得到需要的频谱项,再对这一频谱项进行一次逆傅里叶变换,就可在输出面上得到原振幅图像相应的空间相位分布。采用计算机和电寻址振幅型空间光调制器控制、输入图像,可以达到可控制、可重构及实现动态的空间相位分布。给出了该方法的基本思想、理论分析和计算机模拟结果及实验验证。     

One‐dimensional photogeneration profiles in silicon solar cells with pyramidal texture

The key metric of surface texturing is the short‐circuit current J_sc. It depends on front surface transmittance, light trapping and the spatial profiles of photogeneration G and collection efficiency η_c. To take advantage of a one‐dimensional profile of η_c(ζ), where ζ is the shortest distance to the p–n junction, we determine G(ζ) via ray tracing. This permits rigorous optical assessment of common pyramidal textures for various cell designs. When ζ is small, G(ζ) is largest beneath regular inverted pyramids, upright pyramids (regular or random) and planar surfaces, respectively. This higher G(ζ) results in superior collection of generated carriers in front‐junction cells. In simulations of a conventional screen‐print cell, 92.0% of generated carriers are collected for inverted pyramids, compared to 91.4% for upright pyramids, and 90.0% for a planar surface. Higher efficiency and rear junction devices are analysed in the paper. Despite differences in G(ζ) beneath textures, inverted pyramids achieve the highest J_sc for all cell designs examined (marginally so for high‐efficiency rear‐contact cells) due to superior front surface transmittance and light trapping. We assess a common one‐dimensional model for photogeneration beneath textured surfaces. This model underestimates G(ζ) when ζ is small, and overestimates G(ζ) when ζ is large. As a result, the generation current determined is inaccurate for thin substrates. It can be computed to within 3% error for 250 µm thick substrates. However, errors in G(ζ) can lead to 7.5% inaccuracy in calculations of J_sc. Errors are largest for lower efficiency designs, in which collection efficiency varies through the substrate. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

方位距离域最小二乘矩阵滤波器设计与分析

针对在近场强干扰源条件下对弱信号源探测难的问题,提出了近场矩阵滤波干扰抑制方法。该方法基于聚焦波束形成原理,设计出最小二乘方位距离域矩阵滤波器,用于抑制近场强干扰,实现对弱目标源定位。另外对影响距离深度域最小二乘矩阵滤波器滤波性能的几个主要因素进行了研究,分析了这些因素与方位距离域矩阵滤波器性能的关系,一方面可以在设计一个适当的矩阵滤波器基础上对其通带和阻带误差进行研究,另一方面可以对其幅度响应图进行直观的观察和比较。     

光在纤维介质中传播的研究

利用光线追踪方法在近轴近似下模拟了高斯光束在不同折射率分布纤维状介质中的传播。针对等离子体对激光的导引和离焦现象 ,以及应用激光操纵粒子的空心环状光束产生进行了模型化分析和讨论。     

最小误差空域预滤波矩阵求解及误差分析

建立了空域矩阵滤波器设计最优化问题,利用两种方法给出该最优化问题的最优解。第一种方法是通过将最优化问题转化为以向量为未知数的另一个最优化问题,并求解稳定点,重排获得原问题的最优解。第二种方法是利用对原最优化问题求偏导数的方式,直接获得最优解。利用广义奇异值分解,给出了最优解的简化形式。通过仿真,给出了不同阵元数情况下,预滤波的响应效果,通过对比可知,与恒定阻带抑制滤波器相比,最小误差空域预滤波矩阵有更小的归一化响应误差。     

一种降维空域滤波矩阵的设计方法

为解决降维滤波矩阵设计存在的维数与滤波性能之间的矛盾,提出了一种结合K-L变换（Karhunen-Loeve Transform）降维空域滤波矩阵的设计方法.该文首先推导出了滤波矩阵较大特征值的数量取决于滤波矩阵通带带宽的规律,并利用阻带衰减给出了区分大小特征值的门限,进而通过向大特征值对应的特征向量矩阵投影的方法,获得最终的降维空域滤波矩阵.仿真实验证明,由该方法获得的降维矩阵具有与降维前接近的空域滤波能力.     

一种利用无方向性滤波器设计的空域自适应隐写算法

为了提高隐写算法的安全性能,提出了一种利用无方向性滤波器设计的空域自适应隐写算法.首先,利用无方向性滤波器对载体图像进行滤波计算,获得图像中难于被建模检测分析的复杂区域,然后利用高斯低通滤波器对复杂区域进行平滑处理,增加嵌入信息区域相邻像素间的相关性,进而得到损失函数,最后按照损失函数通过校验格编码完成信息嵌入.抵抗富模型隐写分析实验表明:当信息嵌入率较小时,该算法的抗检测性能与S-UNIWARD算法相近;当信息嵌入率较大时,该算法优于S-UNIWARD算法.