GOLD光学设计软件及其技术性能

利用物象空间正则归一化坐标理论，研制出光学系统自动设计大型软件包。其功能包括光路追迹，象差分析，点列图、点扩散函数、光学传递函数等象质指标的计算，两次反射鬼象和红外扫描成象系统中的冷反射对系统影响的模拟和控制，阻尼最小二乘法结构优化等等。ＧＯＬＤ软件适用于各种非对称、非常规复杂光学系统的设计分析，经实践应用得到满意的效果。     

光电成象系统全色点扩散函数的研究

本文建立新的一阶横向象差半径的三维坐标曲面图形,用形象的手段讨论阴极透镜的全色点扩散函数,给出了在一股象面上归一化全色点扩散函数的表达式及若干实例。     

利用光栏面控制象差渐晕的计算

本文指出了在入瞳面上控制几何渐晕的缺陷,提出在光栏面上控制象差渐晕,以解决在大视场情况下精确的外形尺寸计算和光线追迹问题。本文还介绍了实现这一方法的电子计算机程序的有关处理。     

电磁聚焦成象系统中曲轴宽电子束聚焦的象差理论

在宽电子束聚焦理论基础上，利用非正交旋转曲轴坐标，研究了电磁聚焦成象系统的曲轴象差理论。采用象差积分函数形式，导出了二级几何象差，主轨迹色球差和曲近轴色球差的象差系数，使结果适宜计算机处理，本结果已用于实际电磁聚焦成象系统的设计计算。     

全息产生重复象及其象差的实验研究

实验研究了由小透镜阵列的费涅耳全息图和无透镜富里叶变换全息图两者产生的重复象及其象差。比较了两种光路的特点,产生象差的原因,影响分辨率和象差的各种因素,以及为提高分辨率及减少象差可以通过的途径等。实验及分析都表明,这种象差是由于原图有一定大小所产生的。当以点源阵列的全息图产生图形阵列的重复象时则不可避免地会有象差出现,这也与理论计算结果相合。本文还给出了全息产生重复象在制造光刻掩模版中可能的应用范围。对于激光全息制版和全息术的其他实际应用将是有意义的。     

双光瞳系统的光学传递函数和扫描全息术

在单光瞳图像处理系统中，扫描系统与非相干成像系统具有等价性，在此基础上设计了图像处理系统中的双光瞳处理系统，并推导出了该系统在聚集和离集时的光学传递函数，提出了离集时该系统在光学扫描全息术中的应用。     

漏光型环形光瞳滤波器的优化设计

通过对漏光型环形光瞳滤波器三个特征参数（K、α和b）的优化，得到了具有最佳三维超分辨的漏光型环形光瞳结构（κ=0.418,α=0.407,b=0.935）。计算和分析表明，利用优化的光瞳的显微镜成像系统，其三维超分辨能力优于其它方法所得的结果。本文的优化方法对其它三维光瞳滤波器也适用。     

计算机辅助推导环形电场轴向三阶象差系数

利用计算机推导出环形电场轴向所有三阶象差系数具体解析表达式，所有软件色均用人工智能语言Ａｒｉｔｙ－Ｐｒｏｌｏｇ编制，并简要地介绍了该软件包推导象差系数的过程，所得结果可直接应用于工程设计和计算。     

象面调制共焦扫描显微术应用研究

对共焦扫描显微镜（ＣＳＭ）的光瞳函数进行调制可以进一步提高分辨率，但实现却颇难．而象面调制和瞳面调制效果完全相同，并且容易实现．本文通过理论分析，得出了相干成象时象面调制和瞳面调制之间存在付里叶变换的关系．我们建立了由光电倍增管数据采集装置、步进电机驱动机械扫描装置和光学系统三部分组成的ＣＳＭ实验装置．为一维相干照明条件下的象面调制ＣＳＭ设计加工了状如Ｒｏｎｃｈｉ光栅的位相型膜片．实验结果表明，分辨率几乎提高了一倍，和理论分析吻合得很好．     

构造微分方程组的线性哈密顿结构

经典力学系统的任意守恒量都可以作为系统的哈密顿量,只需在定义的相空间上增加一个适当的辛结构或泊松括号,就可以把原运动方程表示为哈密顿系统的正则方程。本文分析了辛结构与哈密顿函数、泊松括号的关系,研究了几例二自由度的微分方程,并推导了这些系统的哈密顿量和泊松括号。同时构造了此辛结构下的正则坐标,推导了系统的拉格朗日量,显式地给出了几个（超）可积系统的额外守恒量在正则坐标下的表达式。     

大口径空间望远镜变形镜校正能力分析

为满足大口径长焦距空间望远镜在轨像差校正的要求,提出采用出瞳变形镜技术方案。首先分析了在轨误差源以及主动校正像差的必要性,建立了变形镜高斯影响函数模型,给出变形镜控制矩阵和控制电压解算方法;在此基础上,通过对波前畸变模拟校正误差分析,确定方法的有效性。通过有限元对主镜在轨工况条件分析,得到离散点坐标值及相应的位移值,处理数据用于出瞳变形镜校正,完成在轨主动光学校正全链路仿真。     

BaZrO3晶格畸变的电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理密度泛函理论,计算分析了Zr原子晶格畸变对立方BaZrO3的能带结构、能态密度、Mulliken电荷布居和光学性质方面的影响．计算结果表明,随着Zr原子z坐标的上移,BaZrO3晶体的畸变程度越来越大,O原子的电子逐渐转移到Zr原子上,价带与导带渐渐重叠,能隙消失,介电函数也有较大改变,即Zr原子晶格畸变可以强烈影响BaZrO3的电子结构和光学性质．     

硬边光阑的复高斯函数展开及在高斯光束中的应用

将硬边光阑门函数展开成复高斯函数后，利用高斯光阑和薄透镜的ABCD矩阵形式，推导出了高斯光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统传输的解析表达式，说明了展开式的物理含义．通过二组复高斯函数展开系数与直接对Collins公式数值积分结果进行比较，说明所得的解析结果和新数据的优点．     

厄米-高斯光束通过硬边光阑光学系统变换的近解析传输公式

将硬边光阑门数函展开成复高斯函数,利用高斯光阑的ABCD矩阵形式,应用于厄米-高斯(H-G)光束,推导出了H-G光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统的场分布的近解析传输公式,并与Collins公式计算结果比较,说明所得的解析结果的应用和优点.     

质量加权坐标系下水分子2种特殊振动模式的DVR计算

在质量加权坐标系下用离散变量表示(DVR)方案研究了H2O基电子态2种特殊振动模式的振动光谱.计算中应用多项式函数拟合从头算结果得到的内坐标系下的基态解析势能面,经坐标变换得到质量加权坐标系下的相应势能面.分子的哈密顿形式在质量加权坐标下给出.用H2O振动能级的计算验证算法的可行性,从而为二维多光子电离光电子能谱的模拟奠定理论基础.     

光盘光学系统标量衍射理论的有效性分析

衍射计算是设计光盘光学系统的基础。由于光盘信息符（坑点）尺寸可以和波长相比较或更小,标量衍射理论的有效性必需进行检验。首先分析了标量衍射理论的能量计算误差。对于典型的坑点尺寸,标量理论的能量计算误差高达１９％。然后用耦合波理论分析了入射波偏振态的影响。计算表明ＴＭ波和ＴＥ波的衍射特性与标量理论的结论相差较大,ＴＭ波和ＴＥ波的衍射行为也有差别。这种差别是由电磁场边界条件引起的,且会随着坑宽的缩小而增大。对于ＤＶＤ,标量理论的误差已经很大,要得到准确的结果就必须采用矢量衍射理论。     

反射式三角形光纤探头的光强分析

在几何光学原理的基础上，对反射式三角形光纤探头的光学特性进行了理论上的研究，得出了反射光强与三角形光纤探头顶角角度之间的理论关系     

视线追踪系统中注视点估计算法研究

针对非接触式视线跟踪系统中注视点估计算法鲁棒性差的问题,提出一种基于角度映射的注视点估计算法。首先,根据人眼特性及视觉成像原理,瞳孔中心相对于角膜反射光斑的位置与注视点相对于红外光源的位置之间具有一定的角度映射关系,据此估计出注视点近似位置。然后,在眼球模型结构的基础上分析了眼球角膜曲面对注视点造成的偏差,通过弧长对误差进行补偿。最后,利用非线性多项式模型对眼球视轴和光轴之间的偏差进行拟合,得到最终的视线落点。实验证明,该系统具有较高的精度和自由度,在水平和垂直方向上最大误差均小于1 cm。     

现代量子光学的发端和物理学精密测量的新巅峰--2005年诺贝尔物理学奖成果介绍

瑞典皇家科学院决定,授予路易·格劳伯(Roy J Glauber)、约翰·霍尔(John L Hall)和提阿多·汉斯(Theodor W Hansch)2005年度的诺贝尔物理学奖.格劳伯是因为他在光相干的量子理论方面的贡献,霍尔和汉斯则是因为他们在发展激光精密光谱学,包括光频梳(optical frequency comb)技术方面的贡献,而分别获此殊荣的.按历史进程简单评述了现代量子光学的发端,给出了现代量子光学的内容概要,较详细地介绍了汉斯和霍尔是如何发展光频梳技术以精确测量光频的.