高斯光束传播性质的数值模拟研究

基于平面波的角谱表示方法,给出高斯光束在非傍轴近似下的电场积分表达形式,数值模拟出高斯光束,并研究其在空气中的传播性质.主要讨论了高斯光束的光强度分布特点,波阵面、光斑尺寸的变化情况,以及束腰半径的大小对高斯光束的影响.通过对高斯光束的数值模拟,可以让学生对高斯光束建立一个更为形象而具体的物理图像,从而更深刻而细致地理解高斯光束.     

在水中获得单心光束的一个新的实验方法

本文利用旋转抛物面反射法在水中得到严格的单心光束,从而明显地演示出单心光束的单心性被破坏的现象,清晰地观察到子午焦线和弧矢焦线。     

双光束干涉波场空间分布的计算机作图

由理论推导得出波面形状不同的双光束干涉波场中极大值的分布不同,均为二次曲面,用计算机软件Mathematica画出了这些曲面的立体图,使双光束干涉空间波场的分布可以通过图形直接进行观察.     

Nd:CNGG激光器热透镜效应高斯光束数值模拟

采用谐振腔内光束传输矩阵模拟的方法，对工作物质为Nd:CNGG晶体的谐振腔进行设计，考虑了Nd:CNGG晶体的热透镜效应，将Nd:CNGG晶体等效为薄透镜，利用Matlab软件进行了谐振腔内高斯光束的模拟．热透镜效应会对谐振腔的稳定性产生影响，并且影响输出激光的光束质量．热透镜效应严重时将破坏谐振腔的稳定性，使激光器无法输出激光．     

空心高斯光束的非准直透镜系统衍射研究

利用非准直光学系统的ABCD矩阵表达式和Collins衍射积分公式,推导出了空心高斯光束通过光阑和非准直4f透镜系统衍射场的解析表达式,并对衍射场进行了研究分析.数值模拟计算表明,空心光束的阶数、束腰和4f透镜系统的错位位移等因素对衍射场特性有很大的影响.     

向列相液晶中衍射光束脉冲现象的研究

利用双光束耦合实验研究了C60掺杂垂直排列向列相液晶(5CB)中全息光栅衍射信号的脉冲现象,实验上发现没有相干光预照与没有相干光预照的样品的衍射信号表现出不同的脉冲现象。给出了液晶分子取向力矩平衡方程从理论上解释了这种现象。     

多摄站数码影像光束法相机检校的研究

普通数码相机在近景摄影测量中的使用越来越普遍,基于三维控制场的光束法作为相机检校的一种经典方法被广泛应用。为了研究影像数量和拍摄角度对光束法相机检校的影响,架设了多个摄站对三维控制场进行拍摄,通过依次增加摄站影像进行光束法相机检校,并对检校参数从稳定性和量测应用精度2个角度进行了比较分析。结果表明:在一定范围内,多摄站影像的光束法解算有利于提高检校参数的稳定性,并且量测应用精度较高,但并不是影像数量越多越好,随着拍摄时镜头距控制场中心距离的增加,以及镜头相对于正直拍摄方向偏转角度的增加,得到的影像并不利于检校,加入这些影像反而会导致检校效果变差。在实际的应用中,可以考虑在控制场的左前方、正前方和右前方等合适位置架设5个摄站,使用5张影像进行光束法相机检校以获得最佳的检校稳定性和量测应用精度。     

改进的几何约束求解的几何变换法

几何约束求解是智能CAD的一个关键技术,几何变换法是基于图论的几何约束求解方法的一种.在几何变换法的基础上,对几何变换法中的平移变换进行拓展,提出了两种新的变换算法:不相邻边交角变换和交叉边交角变换,将简单四边形的构造问题拓展到复杂四边形中,解决了两类有循环约束的复杂四边形作图问题,扩大了几何变换法的作图范围.     

光束畸变补偿技术的实验研究

为解决光束畸变问题,在前向简并四波混频布局中采用了补偿的分光技术,研究了共振介质(加碘的酒精溶剂)的简并四波混频(DFWM)效应．实验中用CCD实时连续采集DFWM信号光斑,直接从监视器上观察DFWM信号光斑．由于采用补偿分光技术,发现信号光斑位置虽然有所漂移,但信号光斑形状基本稳定,即抑制了激光漂移带来的负面影响,因而得到了稳定的DFWM信号输出;实验进一步通过对DFWM信号光与泵浦光光场分布的测量验证了补偿分光技术的有效性     

一种用于全景影像的测量方案

提出了一种从全景影像中还原目标三维信息的测量方案. 通过全景相机所获取的影像只有GPS 坐标,而没有姿态信息,需要运用影像匹配技术以及光束法准确算出拍摄时刻全景影像的姿态,然后通过前方交会计算全景影像中目标的三维坐标. 针对全景影像畸变较大的特点,采用仿射不变特征匹配算法进行影像匹配,同时使用随机抽样一致算法剔除粗差点,以保证匹配点的数量及准确度. 根据全景影像的透视投影几何模型,能改进常规摄影测量中的光束法,可用来求解全景影像姿态. 提出一种针对全景摄影测量的前方交会算法,将空间直线方程变换后建立法方程,并进行平差解算. 实验表明,该方法相比于传统方法有更高的精度,可准确测算全景影像上的物点坐标.     

静不定桁架变形协调方程的解析表达式

在传统的几何作图法的基础上,导出了静不定桁架变形协调方程的解析表达式。     

测光纤预制棒折率射分布的光束偏折法的改进

本文报道了一种改进的光束偏折法(非破坏性测量光纤预制棒折射率分布的方法).从准确匹配浸油改为近似匹配浸油,同时减小了入射光束的直径.实验表明此法结果可靠,节省时间,分辨率亦有所提高.     

一种作椭园的新方法──基点、基线法

本文在传统椭园作法的基础上，提出一种新的作图方法，即根据园锥曲线的有关性质，确定“基点”“基线”从而得到符合椭园方程的几何作图法。     

光波导型波分复用器及光开关的研究

介绍一种新型的具有光开关及波分复用功能的光波导器件,用光束传播法(BPM]分析,计算了它的传输特性。初步实验表明,该器件具有较好的波分复用及光开关性能。     

透镜光轴上的光振幅分布

表文以透镜和高斯光束菲涅耳数为参数推导出高斯光束通过透镜后光轴上的光振幅分布表达式,讨论不同参数的分布结果.     

周期调制光束的相干时间

本文简介了相干函数和相干时间,并重点介绍了周期调制光束的相干时间。而后举出两个最常用的实例。     

高光束质量连续波Tm,Ho:YAP激光器的研究

研究了一种二极管激光器泵浦的高光束质量的Tm,Ho:YAP激光器。选用中心输出波长为793.6 nm的二极管激光器作为泵浦源;c轴切割的Tm,Ho∶YAP晶体作为激光晶体,激光晶体中Tm3+掺杂浓度为5 at.%、Ho3+掺杂浓度为0.5 at.%,且采用液氮对激光增益介质进行制冷。在实验中,改变激光器的谐振腔参数及泵浦参数,Tm,Ho:YAP激光器获得了13.1 W的输出功率,相应的斜率效率和光光转换效率分别为40.9%和38.4%,输出波长为2 044 nm;选用刀口法对Tm,Ho:YAP激光器的光束质量进行了测量,获得激光光束质量的M2≈1.1。     

关于共焦圆锥曲线束的探讨

本文以“圆锥曲线的配极象作图法”为工具详细地讨论了共焦圆雏曲线束的有关问题,发现并证明了它的几个重要性质。同时纠正了某些高等几何教科书中关于此类问题的不严密的结论。     

非金属固体中高斯光束热弹超声的方向性研究

该文从理论上研究了非金属固体材料受高斯光束热弹激励时所产生的超声波的方向性,通过积分变换法求解热弹性运动方程,推导出远场区中的位移解析表达式,给出了纵波和横波的方向性图案,讨论了材料的光吸收系数对声源方向性的影响,并与实验结果进行了比较。     

部分相干光在斜程和水平大气湍流中的光强与扩展

基于广义惠更斯-菲涅尔原理、交叉谱密度函数,利用修正von Karmon 谱模型以及
ITU-R 颁布的大气折射率结构模型,首先推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中斜程和
水平传输时的光强分布以及光束扩展解析式,然后分别从归一化光强分布和相对束宽的角度
讨论并对比了斜程和水平传输时天顶角、湍流强度、光束相干长度等参数对光束光强分布和
扩展的影响,并给予相应的物理解释. 研究表明：1) 部分相干高斯-谢尔光束在自由空间中水
平传输时的归一化光强与斜程传输时的光强分布相同;2) 天顶角越小,光束的归一化强度分
布越集中,峰值光强越强,同时所受湍流的影响也越小. 3) 在斜程传输情况下,天顶角、湍流
强度、光束相干长度等参数对光束扩展的影响与水平传输几乎一致.