菲涅耳衍射系统的另类分数光学传递函数

借用常规光学传递函数与系统脉冲响应构成一组傅里叶变换对的关系,对菲涅耳衍射系统的脉冲响应直接实施光学分数傅里叶变换,获得了该系统分数光学传递函数的数学表达形式,阐述了其物理意义,证明了常规傅里叶变换下的光学传递函数为该分数光学传递函数的特例,对分析系统传输光信息的整体效应具有指导作用.     

傅里叶变换的无透镜光学实现

用发散球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实验物体的傅里叶变换；用汇聚球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实现物体的逆傅里叶变换，提供了一种无透镜傅里叶变换模式，对光学信息处理具有实用价值。计算机模拟结果验证了理论的可靠与可行。     

激光光场的分数傅里叶变换

分数傅里叶变换已经引入标量衍射理论,但实际应用方面的研究成果相对较少,特别是用于衍射计算。将分数傅里叶变换直接应用于衍射的模拟,并与传统标量衍射理论进行比较。研究表明,分数傅里叶变换结果可以解释激光光场的传输与变换,可以更广泛地应用于信息光学中。     

环境温度变化对双波段谐衍射光学元件衍射效率的影响

基于二元光学元件的位相延迟表达式,推导出谐衍射光学元件随环境温度影响的位相延迟表达式、衍射效率表达式和带宽积分平均衍射效率表达式.定性分析了谐衍射光学元件衍射效率和带宽积分平均衍射效率与环境温度变化的关系.从理论上解释了谐衍射光学元件的特性,确定了谐衍射光学元件衍射波峰随环境温度变化的现象与变化规律.分析表明:在双波红外范围内,谐衍射光学元件的谐波长随环境温度升高向长波方向漂移,随环境温度降低向短波方向漂移.环境温度变化对谐衍射光学元件衍射效率和带宽积分平均衍射效率的影响较大.因此谐衍射光学元件只能应用于波段较窄、温度变化范围较小的折衍射混合成像光学系统中.     

两种衍射理论的同一性

证明了以惠更斯-菲涅耳原理为基础的光衍射的球面波理论和以傅里叶理论为基础的平面波理论，用于计算菲涅耳衍射或夫琅和费衍射都有相同的结果。     

平面偏振光波的微矩孔矢量夫琅禾费衍射

利用瑞利——索末菲矢量衍射公式导出平面偏振光波矩孔矢量夫琅禾费衍射的解析计算式,探讨了矢量衍射的实质和特征以及数十倍波长尺寸矩孔、亚波长矩孔和波长级矩孔夫琅禾费衍射的情形.模拟实验表明了该计算式的有效性和可靠性,可在近场光学、微光学、衍射成像、光束传输变换和光信息处理等方面发挥应有作用.     

高斯光束的傅里叶变换

利用傅里叶变换的方法研究高斯光束经过圆孔衍射后的光场分布,基于光学衍射理论探究了高斯光束傅里叶变换的光学实现,得出高斯光束的准确的傅里叶变换可通过圆孔夫琅禾费衍射的光学系统来实现,并通过计算机模拟实验验证了结论的正确性.     

夫琅和费衍射的计算机模拟

本文通过对夫琅和费衍射特性的分析,得出衍射花样为观察屏上的强度分布,是由孔径函数的傅里叶变换决定,因此对孔径函数进行变换后即可得到相应的衍射花样。利用计算机对各种孔径函数进行变换,并显示出衍射花样。     

用于惯性约束核聚变(ICF)激光驱动系统中集成衍射光学元件的特性研究

基于标量衍射理论，分析了集成光束采样光栅和色分离光栅于一体的衍射光学元件的衍射效率，及其结构和主光束低频波前畸变量的关系。并将其衍射效率、能量损耗以及分离角，和使用单个的采样光栅和色分离光栅进行了比较。计算分析表明，集成后的衍射光学元件基本上没有改变各级衍射效率的大小，也没有改变基频光和二倍频光的分离角，但可提高光能利用率。以上结果，可为此类集成光学元件应用于ICF的可行性提供理论依据。     

三片式傅里叶变换镜头设计

应用ZEMAX光学设计软件,对初始结构是由4片球面透镜组成的傅里叶变换透镜进行优化,设计了一个傅里叶变换透镜实现光学相关进行研究。使系统具有结构简单、重量轻、成本低等优点。进一步改进了系统的结构,将系统简化为3片结构。设计结果表明:在截止频率51ly/mm处,光学系统的MTF大于0.8,接近衍射极限,像质优良,满足联合变换相关器的总体设计要求。     

基于傅里叶级数的矩形光栅衍射分析

在波动光学中,光栅衍射是一个重要的内容。在《大学物理》课中,把矩形光栅衍射作为单缝衍射和多缝干涉来进行处理。基于正弦光栅的衍射规律,从傅里叶级数的角度来重新认识矩形光栅的衍射规律,把矩形光栅衍射看成是不同空间频率正弦光栅衍射结果的迭加。这一结果有助于对一般光栅衍射结果的认识和合理地利用光栅衍射进行空间滤波。     

沿虚轴无穷区间主值积分与逆傅里叶积分变换

在工程技术和科学研究的许多领域,傅里叶积分变换极为重要,但逆傅里叶积分变换手工计算比较困难,限制了傅里叶积分变换的应用范围.研究发现,逆傅里叶积分变换可以变换成沿复平面虚轴上的无穷区间主值积分,由此,导出一个逆傅里叶积分变换的计算公式,可用来快速完成逆傅里叶积分变换计算.     

可用微机运行的晶体结构分析程序系统CSPS

本文介绍可用微机运行的晶体结构分析程序系统CSPS的编制原理和特点。该系统由6个主要部分组成:1)衍射数据的处理;2)付里叶合成及帕特逊合成;3)结构因子计算;4)最小二乘精化;5)键长和键角的计算;6)作图。该系统可用于解决X射线晶体结构分析中的几个基本计算。     

马来酸根离子柱撑水滑石的超分子结构插层组装及表征

采用共沉淀法制备Mg-Al-LDHs,并以Mg-Al-LDHs为前体,采用返混沉淀法进行插层组装合成马来酸根离子柱撑水滑石。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、差热分析对其进行了表征。结果表明,马来酸根离子可以插入Mg-Al水滑石层间,其层间距由0.76nm增大到1.10nm,形成具有超分子结构的马来酸根柱撑水滑石,达到纳米尺寸;给出了分子结构模型;其热稳定性能提高。     

物象空间正则归一化坐标理论及其在光学软件中的应用

介绍了Hopkins提出的物象空间正则归一化坐标理论，具体说明了正则归一化坐标的形成方法，在象持评价中，由于该坐标系统引用了出瞳参考球面，在出瞳函和象面复振幅分布间建立了简单而精确的傅立叶变换关系，方便了点扩散函 和光学传递函数的计算，在结构优化中，由于正则归一化坐标使系统的人瞳与出瞳间存在1：1的对应关系，大大降低了象差多项多的计算量，因此可以用波象差均方差作为评价函数，加强了优化计算的理论依据。     

全息集成光盘频谱特性与原理研究

本文在一维光栅衍射理论基础上,提出用矢量代数理论对多交光栅频谱特性分析的一种方法,利用该法分析较简单、直观.在此基础上.根据付里叶逆变换原理和卷积定理研制了一种全息集成光盘,已应用于实际.     

FAM激光测粒仪

本文讨论了各种衍射式激光测粒仪在理论上的局限性,并设法加以改进和提高,从而发展了综合利用夫琅和弗衍射和米氏散射理论的激光测粒仪(FAM激光测粒仪),经对比性实测表明,其性能较国外的衍射式测粒仪有了明显的提高。     

圆对称孔径函数菲涅耳衍射场的轴向分布及成像特性

提出了一种新的方法,将二维圆对称孔径函数轴向菲涅耳衍射场的计算转化为常规一维傅里叶变换,简化了计算过程,且可定量求得轴向光场的解析式及与自由传播时光强之比。用此方法对普通透镜、圆孔、圆环、正弦波带片(同轴全息透镜)及离散波带片等各种孔径完成了计算和分析,并据此讨论及比较了它们的聚焦、成像特性及轴向分辨率。     

关于抛物方程傅里叶变换步进算法在电波绕射中的应用研究

抛物方程傅里叶步进算法是电波传播覆盖预测的兼顾计算精度和计算速度的有效算法.在本文计算分析研究中,考虑菲涅耳绕射问题的解析结果与抛物方程计算结果进行了比较.在数值计算研究中,讨论了抛物方程最大偏离角度,傅里叶变换数据点数,离散间隔对障碍物绕射结果的影响.