紫外光刻中部分相干光的传播及衍射效应

基于Hopkins公式,研究了接近式紫外光刻中扩展准单色光源经柯勒照明系统传播到掩模表面上任两点的复相干度,并建立相应的基于部分相干光理论的光刻模型.应用部分相干光的传播理论,研究掩模平面到光刻胶表面任意两点互强度的传播,进而得到光刻胶表面的光强分布.以此为基础,分析了由于掩模与光刻胶之间光的衍射效应而产生的光刻微结构的图形失真.给出了理论模型的计算模拟结果,并用实验对该理论模型的计算结果进行了验证.     

叠加激发相干态及其非经典特性

构造由两个强度相同、相位互为共轭的激发相干态叠加而成的叠加激发相干态,计算该叠加态的Wign-er函数、二阶相干度及MandelQ因子,并据此分析其非经典特性。结果表明,叠加激发相干态的Wigner函数出现负值,其二阶相干度及MandelQ因子均小于1,说明叠加激发相干态的准概率分布出现负值,其光场具有反聚束效应,光场的光子数分布呈亚泊松分布。该叠加态是具有非经典特性的量子态。     

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.     

飞秒激光脉冲经小孔衍射后的近场光强节点

应用数值求解格林函数的方法，计算模拟了飞秒脉冲通过亚波长小孔的衍射光场. 首先将具有高斯时间轮廓的飞秒脉冲展开成一系列简谐光波的叠加，对每一个频率的简谐光波进行数值计算，得到该频率的衍射光场的空间分布, 然后对所有频率的衍射光场进行反傅里叶变换得到光场随时间的变化.分析发现,飞秒脉冲通过小孔后沿界面向小孔两边传播，并且在该传播过程中, 衍射光场会在介质的分界面上和在接近界面的区域中形成光强的节点.     

双模场真空态与相干态的叠加态及其部分非经典性质

构造了辐射场的一类新的非经典态,即双模真空态与相干态的叠加态.并讨论了它的非经典性质,即压缩效应、亚泊松分布、两模间二阶相关函数.数值计算结果表明,双模真空态与相干态的叠加态具有非常显著的非经典性质,因此双模真空态与相干态的叠加态是一类新的非经典光场态.     

一种相干叠加态与二能级原子相互作用系统中场熵及反转粒子数的演化特性

研究了压缩相干态和真空态构成的相干叠加态光场与二能级原子相互作用系统中场熵的演化特性及粒子数反转效应,并与相干态和真空态构成的相干叠加态光场的场熵特性及粒子数反转效应进行了比较.研究结果表明,两种叠加态光场的场熵都随时间呈准周期变化,反转粒子数随着时间呈周期性的崩塌-复原变化.与相干态和真空态构成的相干叠加态相比,压缩相干态和真空态构成的相干叠加态与二能级原子的纠缠更强,反转粒子数随着时间变化所呈现崩塌-复原效应的周期变得更短.     

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.     

傅里叶变换的多光子关联成像理论的研究

首次从理论上提出了利用非相干光场（经典热光场）在无透镜的情况下,得出高阶干涉光的三阶关联函数解析式,并证明了非相干光场通过傅里叶变换,完全能够实现多光子的关联成像.     

双模场真空态与相干态的叠加态的非经典性质

构造了辐射场的一类新的非经典态,称之为双模真空态与相干态的叠加态.对该态做了详细的数值计算以及量子统计性质的讨论.构造了双模真空态与相干态的叠加态的数学结构,讨论了它的非经典性质,即压缩效应、亚泊松分布、两模间二阶相关函数.数值计算结果表明,双模真空态与相干态的叠加态具有非常显著的非经典性质,因此双模真空态与相干态的叠加态是一类新的非经典光场态.     

非线性Jaynes-Cummings模型相干场光子统计特性

研究了相干态光场和原子的相互作用,在这一过程中光场展现出反聚束和光子亚泊松分布现象.着重分析了相干态光场在此作用过程中所展现出的光子统计特性.可以看出相干态光场的平均光子数和多光子跃迁对光场非经典性质有强烈地影响.     

微小圆孔的近场衍射光强的空间分布特性

采用严格的矢量衍射理论,研究了平面光波垂直入射微小的圆孔光阑后的近场衍射光强的空间分布,模拟计算了衍射光强的空间分布.Matlab仿真结果表明,近场衍射既属于菲涅耳衍射,又接近于夫朗和费衍射.     

互相干场的瑞利-索末菲衍射

从标量衍射理论出发,研究了部分相干场中互相干函数的传播,得到了互强度的瑞利一索末菲衍射公式,并从理论和计算机模拟实验两方面验证了公式的正确性．     

一种用于光刻模拟的新光源模型

讨论提出用连续的光源描述函数代替0~1分布的光源函数精确描述光源光强分布,以提高光刻分辨率.在SPLAT的基础上应用新的光源特征函数,建立新的光源模型,并结合测试模板进行仿真.结果显示,新的模型在精度上有较为明显的改善,新光源特征函数有助于建立更为精确的光刻模型.     

圆形透镜的色散分析

本应用标量衍射理论分析了色散对三维共焦成像系统超分辨的影响，数值计算了圆形透镜的色散，结果表明：焦斑的半径和焦深随入射波长的变大而减小，光斑的强度随入射波长的变大而增强，与衍射效应产生的色散相比，透镜本身的折射率色散很小。     

光的干涉与衍射的Matlab仿真及其实验观测

利用Matlab仿真模拟了双缝干涉随缝宽变化的光强分布曲线,结果表明随着缝宽的增大,干涉条纹受到单缝衍射的调制,最终变成双缝衍射。通过实验观测了不同缝宽的双缝干涉与衍射图样,发现缝宽较大呈现的是双缝衍射现象,缝宽减小后才观测到明暗相间、等间距的双缝干涉条纹,与模拟结果一致。同时根据光的双缝干涉与单缝衍射所测数据测定了激光波长。通过从理论与实验上对光的干涉与衍射的探究,直观地展示干涉与衍射条纹分布特点,这能加深对光的干涉与衍射的理解和掌握。     

不规则光栅在双光栅衍射中的作用分析

为了从理论上进一步对双光栅衍射成像状况进行了分析，该文其于双光机衍射成像理论及高斯分布统计理论，对双光栅像面光强分布状况做理论分析，并且分析了当两声光机中的一块发生不规则畸变时，像平面泊光强分布状况，同时也从理论上经出了双光栅衍射成像条件。最后，用计算机模拟和相应实验进行验证。     

基于白光干涉与衍射实验的仿真研究

根据惠更斯一菲涅耳原理,应用MATLAB软件编程,模拟了白光通过单缝、双缝、多缝、光栅以及圆孔的干涉或衍射的光强分布图形,通过改变缝宽、缝间距、光强以及圆孔的大小,观察到干涉衍射条纹的相应变化,这与光学理论相符合.这种方法作为辅助教学手段,使抽象而复杂的物理现象变得直观、简单,有助于学生的理解,尤其是对于教学具有非常直观的作用.     

测量微球覆层厚度的X射线衍射法

对采用X射线衍射测量微球覆层厚度的方法进行研究,首先在建立微球X射线衍射数学模型的基础上,利用1组已知厚度和X射线衍射线积分强度的标样,用计算机模拟求解的方法,得到微球衍射线积分强度和覆层厚度的关系.然后,在相同条件下进行待测试样的X射线衍射实验,将其衍射线积分强度代入求解模型得到的结果中就能得到待测试样的覆层厚度.实验结果表明,X射线衍射法是可行的,具有快速、方便、非破坏、不接触等特点.     

基于蒙特卡罗的自由曲面测量系统精度研究

为实现对自由曲面测量系统精度的快速精确评定,提出一种基于蒙特卡罗的测量不确定度分析处理方法,以克服传统方法要求测量样本数多、函数关系简单等问题。分析了系统组成模块的不确定来源及分布,根据误差理论分配了各不确定度源的传递系数,并采用方和根法综合得出系统的测量精度。在LabVIEW上开发了仿真调试软件并与传统A类方法的评估结果进行了对比分析,结果表明蒙特卡罗方法计算快速、可靠,可以简单高效地用于自由曲面的精度评估。