绿光LED产生高阶Bessel光的自再现

基于Hankel波理论分析了非相干光源产生高阶Bessel光束的自再现的可能性,利用交叉谱密度公式模拟了非相干绿光LED光源产生的一阶Bessel光束经过轴上圆形障碍物后的自再现光场分布,实验上通过由绿光LED发出的光场经过螺旋相位板和轴棱锥后产生一阶Bessel光束,并在光轴上放置圆形障碍物、方形障碍物来验证非相干光源产生的高阶Bessel光束的自再现特性,实验结果和理论模拟基本吻合,研究结果对于利用非相干光源实现多点光捕获和微粒操控有重要参考价值.     

绿光LED产生无衍射Bessel光束

采用单色LED光源得到较理想的近似无衍射Bessel光束．文中从LED光源的时空相干性出发分析用单色LED灯珠产生Bessel光束的可能性,利用光阑提高光场的空间相干性得于实现．设计实验光学系统,让LED光源发出的光经过一套光学系统后透过轴棱锥,得到了近似Bessel光束,光束中心亮斑大小及最大无衍射距离均与理论计算所得相符,证明用LED光源也能够产生较理想的近似Bessel光束．最后讨论了光阑孔径对所产生Bessel光束质量的影响,发现光阑孔径增大时所得Bessel光束强度变大但截面光强明暗对比度下降．     

Bessel光束经柱透镜的衍射光场

基于空间域中的广义惠更斯-菲涅耳衍射积分理论,导出Bessel光束通过柱透镜光强分布表达式,利用计算机模拟不同传播距离处的截面光强分布.利用轴棱锥产生Bessel光束,光束经过焦距为130 mm的柱透镜,用CCD拍摄柱透镜的后不同传播距离的处光强分布.结果表明:实验所得结果与理论模拟吻合,Bessel光束经柱透镜后将产生唇状焦散光束.     

高阶贝塞尔-高斯光束的自重建特性

由汉克尔波理论分析了贝塞尔（Bessel）光束的形成原理,很好地解释了零阶和高阶Bessel光束的自重建特性.利用衍射积分理论和柯林斯公式条件下的传输模型数值模拟了一阶贝塞尔-高斯（Bessel-Gauss）光束经过轴上圆形障碍物后的光强分布特性.结果表明,高阶Bessel-Gauss光束也具有零阶Bessel光束类似的自重建特性.实验上采用轴棱锥聚焦涡旋光束获得一阶Bessel-Gauss光束,然后通过轴上圆形障碍物、轴上和离轴正方形障碍物,验证了高阶Bessel-Gauss光束的自重建特性.理论模拟和实验结果相吻合.     

Bessel光束与平面波相干产生局域空心光束

提出一种利用Bessel光束与平面波叠加得到周期性局域空心光束(bottle beam)的新方法.利用菲涅尔积分衍射理论推导得到Bessel光束与平面波叠加的光场表达式,通过Mathcad软件数值模拟两光场相干叠加的轴向和截面光强分布图,分析入射光束半径对局域空心光束的强度和周期的影响.结果表明:平面波与Bessel光束相干叠加能形成周期性的局域空心光束,随着光束半径的减小,轴上光强的峰值降低,同一段距离内得到的局域空心光束数量减少.     

无衍射Bessel及Bessel-Gauss光的理论与实验

理论分析Bessel光束和Bessel-Gauss光束的相互联系及区别,数值模拟理想Bessel光束和Bessel-Gauss光束在任意平面的径向光强分布,以及光腰半径和谐振腔腔长对输出Bessel-Gauss光束的影响.模拟结果表明,相对于Bessel光,Bessel-Gauss光衰减较快,实验结果也验证了理论分析.同时,光腰半径越大,光强的径向分布衰减越慢;而腔长越大,其主模式的振幅分布衰减越慢.     

理想轴棱锥与圆顶轴棱锥对无衍射光束的聚焦特性

分析圆顶轴棱锥与理想轴棱锥对Bessel光束的聚焦特性.基于广义的惠更斯-菲涅耳衍射积分理论推导出Bessel光经过理想轴棱锥和圆顶轴棱锥后的光强表达式,并对理想轴棱锥与圆顶轴棱锥聚焦的Bessel光束的传输特性进行描述,数值模拟不同截面下的光强分布图和径向光强分布图.研究结果表明:圆顶轴棱锥和理想轴棱锥都可以产生周期性的局域空心光束(Bottle beam),但是相比于理想轴棱锥,圆顶轴棱锥所产生的Bottle beam周期较短,并且中心光强较强,暗斑尺寸较小.     

计算全息法产生暗中空光束的原理、实验及其应用

综述了采用计算全息法产生Doughnut型空心光束、聚焦空心光束、Laguerre-GaUSS光束和高阶Bessel光束等暗中空光束的基本原理、方法和实验及其最新进展,并简单介绍了暗中空光束在微米粒子的光学囚禁与操控以及原子、分子光学等领域中的应用.     

利用快速傅立叶算法模拟离轴混合腔的光场分布

针对快速傅立叶方法在计算离轴非穗腔中存在的困难,在Sziklas和Siegman的波函数坐标变换理论的基础上稍作调整,计算了离轴混合腔的腔内光场分布、近场输出光强分布和远场光强分布,并与实验测得的光强分布曲线做了比较,得到了较为理想的理论模拟结果。同时,理论模拟结果也表明了利用离轴非稳腔能够得到高光束质量的激光输出。     

一新型矢量光束产生的理论及实验研究

在抛物线坐标系中,基于求解矢量波动方程,得到新型矢量光束及其通过聚焦后的电场解析表达式.相应数值计算和实验探究表明:该光束的光强分布类似第一类零阶贝塞尔光束,聚焦后出现空心现象.所得结果对于矢量光束在光通信和光捕获方面有一定的参考价值.     

有限孔径场分布的一种解析分析

给出了有限孔径Bessel、Bessel-Gauss和Gaussian波束的一种简单的解析描述,根据矩形函数在[0,∞）区间可以近似为一组高斯函数的线性叠加这一性质,将这3种波束的源函数表示为一组Bessel-Gauss函数的叠加,这种方法可以方便地计算出场分布,给出了一些数值结果,并与文献中的结果进行了比较,两者符合较好。     

光纤出射光的空间相干性

建立了光纤光源的数学模型,研究了光纤出射光的物理特性,得出了高斯型振幅分布的光纤出射光波在夫琅和费衍射域内的空间相干长度和平均强度的扩展与光纤归一化频率的关系并与符合Van Cittert-Zernike定理的非相干光源衍射场进行了比较。实验验证了理论分析。     

非相干光源产生无衍射光束的研究进展

介绍非相干光产生无衍射Bessel光束的方法及研究现状,对比透过轴棱锥和环缝装置产生白光无衍射光,以及小尺寸全光纤装置产生白光无衍射光束的方法.研究表明:采用相干光源和非相干光源都可以产生Bessel光束,也都具有无衍射和自重建的特性;非相干光源产生Bessel光束具有对光源要求低,单个光源可产生多种波长的无衍射光等优点.     

有限元分析下的大功率LED 灯优化热设计

为解决LED(Light-Emitting Diode)因功率过低而使其寿命受限的问题, 对现有的LED 轨道灯的散热器结构及驱动电路进行了改进与优化设计。设计以图形用户界面应用程序Ansys 作为开发平台, 通过Gambit 剖分以及温度场Fluent 仿真实现了LED 轨道灯的优化热设计。同时, 以50 W 功率的LED 热分布模型为例, 给出了LED 温度分布机制和温度场分析的解析模式及其理论公式推导、实验数据测量和仿真场图分析。研究结果表明, 该新型LED 优化热设计在提高LED 功率(从30 W 提高到50 W)的同时使温度从80 益降低到76 益, 从而提高了灯具的使用寿命, 改善了照明效果。     

生物组织折射率分布的P偏光测量研究

基于菲涅尔公式推导了P偏光以布鲁斯特角入射时测量透明组织在二维空间中的折射率分布,并设计搭建了相应的实验系统来验证该技术的可行性。实验结果表明,反射光强较小的部分对应折射率较大的物相,反射光强较大的部分对应折射率较小的物相,从而可以清晰地分辨出生物组织中的不同结构,这与理论模拟结果是一致的。此外还给出了实验误差的来源,分析了实验解析度,结果发现解析度可达0.044。该研究与传统方法相比,具有非侵入性、非破坏性、精确、快速、简单等优点。     

可见光通信中白光LED 阵列光源的光功率分布研究

本研究提出了一种在考虑室内反射光影响条件下白光LED阵列光源的辐射模型,并对光辐射功率分布进行软件仿真,仿真结果表明室内一次反射脉冲和二次反射脉冲对光功率分布的影响是很大的。继而在考虑反射光的情况下,通过计算和仿真,给出了白光LED阵列的内部LED灯的分布和阵列之间的最佳位置分布。     

基于SiC材料的激光加速质子束辐照特性研究

通过辐照核能材料SiC, 表征激光加速质子束连续宽能谱、短脉冲和高瞬态流强的特点。将SiC样品放置在距离靶体4 cm处, 连续进行300发满足指数能谱分布的能量为1~4.5 MeV的激光加速宽能谱连续质子束辐照。表面和截面拉曼光谱显示辐照后的SiC散射峰强度减小, 且拉曼光谱截面测量的整体趋势可以与SRIM模拟的能谱加权后的深度能损分布对应, 从而通过实验对能量连续分布的激光加速质子束进行表征。此外, 实验结果显示, 激光加速质子束的短脉冲特性可在SiC表面产生相当高的瞬时束流密度。这种快速的宽能谱辐照为模拟反应堆中子辐照提供了可能性。