双光栅色散-汇合光谱成像效应的计算机模拟与实现

根据双光栅色散-汇合光谱衍射成像系统光路与光栅方程,用Python程序语言编写了双光栅衍射成像过程的模拟实验程序。文中给出了计算式、算法流程以及图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)的设计,所编写的程序不仅能模拟实际的双光栅色散-汇合光谱衍射成像实验,得到相关的实验数据,还能演示双光栅衍射成像过程中的光路变化与成像效果。     

双光栅色散 - 汇合光谱成像效应的计算机模拟与实现简

根据双光栅色散-汇合光谱衍射成像系统光路与光栅方程，用Python程序语言编写了双光栅衍射成像过程的模拟实验程序。文中给出了计算式、算法流程以及图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）的设计，所编写的程序不仅能模拟实际的双光栅色散-汇合光谱衍射成像实验，得到相关的实验数据，还能演示双光栅衍射成像过程中的光路变化与成像效果。     

光栅的衍射成象规律

本文在光栅对平行光的衍射公式的基础上,利用几何光学成象的观点分析了光栅对于同心光束(发散光束或会聚光束)的衍射成象规律。给出了确定光栅衍射象坐标的基本公式。同时还通过大量的实验和分析讨论了光栅衍射象的分布规律和公式的适用范围。     

亚微米光栅微结构光学特性研究

提出了一种新型的亚微米光栅微结构,研究了其光谱共振特性.给出了该结构的反射光谱及光谱带宽表达式,用矢量衍射的方法对比分析了该结构与亚波长光栅的共振、光谱带宽及线形改良的规律.研究表明:微结构的共振及光谱带宽由等效光栅强度和导波的位相光谱移相速率决定,前者的物理意义为耦合到微结构内一级衍射光的能量;提出的微结构与亚波长光栅有相似的共振特性,但带宽明显增大;微结构的光栅调制度并不影响其有无共振特性,但光谱带宽及共振面积却随着调制度的增加而增大;经设计微结构将有优良的窄带及宽带滤波功能,而后者可使之呈现肉眼可见的新型彩色光变效果,可以应用于防伪领域.     

光栅衍射成象规律在油膜光阀中的应用

本文将光栅的衍射成象规律具体应用在油膜光阀中,对于透射式油膜光阀的两种类型——前置型和后置型光阀的“阀门系统”的计算给出了一个简便方法。     

一维弯曲光栅的泰伯效应

本文利用菲涅耳衍射理论对一维弯曲光栅的泰伯效应进行了研究.理论分析了一维弯曲光栅的菲涅耳衍射,得到衍射场的一般表达式,预言了借助光栅的弯曲和透镜的会聚可得出光栅放大、等大和缩小的像,数值模拟的结果给出了相应的验证.     

向列相液晶中相位光栅光束耦合特性

为了研究向列相液晶中相位光栅光束耦合特性,从理论上分析了相位光栅的光束耦合和衍射规律,采用掺杂C60垂直排列的向列相液晶(5CB),厚度为20μm的样品,进行二波耦合(TBC)实验,研究动态衍射和光束放大特性。结果表明:相位光栅的衍射强度分布呈现明显不对称。根据取向光折变效应表面电荷调制机制和电场作用下的Carr-Helfrich效应对此现象给出定性解释,认为非对称光强分布来自于样品中产生的非对称相位光栅。液晶中非正弦调制的空间电荷场产生了非对称相位光栅。     

亚波长金属/电介质双层光栅偏振片

用严格耦合波分析亚波长金属光栅和高频电介质光栅的衍射性质,给出了亚波长金属/电介质双层光栅偏振片的设计,同时通过严格耦合波分析给出了这种偏振片的TM波的反射特性和反射偏振比.     

光栅尺寸对光栅泰伯效应的影响

利用菲涅尔衍射理论分析了光栅的衍射，获得光栅菲涅尔衍射的一般公式．通过模拟计算发现了光栅有限尺寸对光栅泰伯效应的影响，并就光栅尺寸对不同泰伯距离处光栅衍射光强分布的影响进行了解释。     

光栅衍射中双光栅法消除缺级现象研究

分析光栅衍射光谱中的缺级现象对光栅衍射实验的影响,讨论了光束正入射和斜入射时衍射条纹的宽度和位置问题,提出了利用两个平行放置的光栅来消除缺级的可行性．     

关于倾斜入射时光栅的衍射光谱

一般认为,倾斜入射时光栅的衍射光谱,比之正入射时能够看到更多的衍射级次.我们用实验方法观察了倾斜入射时光栅衍射光谱的分布,以及随入射角增大时的变化规律.文中对观察到的现象作了浅易的分析和说明.     

透射光栅测量光波波长实验浅析

光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件.广义的衍射光栅可分为透射光栅和反射光栅.近些年来,随着科学技术的进步和工业生产技术的发展,出现了光纤光栅、阵列波导光栅及全息光栅等新型光栅,这类新型光栅的产生同样也推动了科学技术和工业生产的发展.此外,光栅在物理教学和实验室中也具有重要的应用.物理实验教学中可以利用透射光栅测量入射光的光波波长,并利用光的衍射效应得出所用光栅的光学参量等.首先概括了光栅的发展历史和应用,其次以“透射光栅测量光波波长”为着手点,重点介绍了透射光栅在物理实验教学中的应用.通过进行实验操作,计算了光栅的角色散度和分辨本领,对实验数据进行分类对比及归纳总结,进而得出了透射光栅的特性及普遍规律.     

光栅多普勒位移遥测技术的研究

提出了一种利用激光光栅的多普勒效应实现光栅横向位移距离高精度遥测的新方法,给出了具体测量原理、系统结构及景深计算的理论公式,理论分析了作为多普勒频移发性器和顺的反射相位光栅的衍射特性,理论计算和实验表明,此系统测量范围大,信号质量好,分辨力和测量精度高,并具有很大的景深可应用于具体生产环境中位移遥测。     

亚波长光栅的可见光共振特性研究

研究亚波长光栅的可见光共振特性. 分析了光栅共振的基本原理. 基于严格矢量衍射理论给出了不同光栅参量(如光栅周期、填充因数、光栅深度、光栅材料等)的优化设计图,定量得出了各参量控制光栅共振特性(共振波长和半峰全宽)的一般规律,共振波长与光栅周期成比例. 共振半峰全宽值主要依赖于光栅调制系数和波导光栅对导模的限制程度,填充因数和光栅深度也对其有一定的影响,为新型防伪光栅设备的开发提供了理论依据.     

光栅衍射的仿真实验研究

采用Labview图形化编程模拟光栅衍射光谱,可以非常方便地调节光栅常数、入射光波长、总缝数、单缝宽度、入射方向等参数,观察到衍射光强分布的相应变化,展示光栅光谱的全貌,便于分析衍射光栅的特点。这种方法作为辅助教学手段,有助于学生更加深刻地理解光栅衍射的特征和规律,提高教学质量。     

亚波长双光栅共振光谱与角谱展宽特征研究

提出了一种亚波长双光栅结构,并用涂布及全息干涉光刻的方法制作了该结构,检验了其共振光谱的特征.分析了亚波长光栅的共振光谱和角谱的带宽展宽、线形改善的原理,用数值模拟的方式研究了双光栅和亚波长光栅的共振光谱和角谱的带宽展宽、线形改良的规律.研究表明:双光栅是性能较好的防伪光栅微结构,可以展宽亚波长光栅的共振光谱、角谱的带宽并能改善光谱线形,获得更佳的彩色光变效果.     

光纤光栅Gires-Tournois标准具的特性研究

该文提出利用光纤光栅来设计光纤光栅Gires-Tournois(G-T)标准具.用传输矩阵法对光纤光栅G-T标准具的光谱特性进行了分析.研究表明,强光栅决定了光纤光栅G-T标准具的反射率和带宽,弱光栅主要影响其时延和色散特性,强弱光栅之间的间隔决定了光纤光栅G-T标准具的自由光谱范围.最后还给出了自由光谱范围为25 GHz的光纤光栅G-T标准具的设计参数.     

光栅方程的新形式及其应用

本文介绍了在利用分光计和全息光栅观察衍射光谱明条纹的位置时,发现了在入射角逐渐增大的过程中,中央明条纹一例的各级明条纹的衍射角都有一极小值.本文提出了光栅方程的新形式,并用其解释了上述实验现象.同时根据光栅方程的新形式所导出的结果,提出了利用分光计和全息光栅测定光波波长和光栅常数新的实验方法,实验结果表明误差是很小的.     

快速自动测试平面光栅光谱衍射效率曲线的一种新方法(原理部分)

本文提出了一种快速自动测试平面光栅光谱衍射效率曲线的新方法.分析表明,该方法不仅可实现平面光栅衍射效率曲线的快速自动测量,并有效地消除光源强度波动的影响,而且可同时适用于绝对光谱衍射效率和相对光谱衍射效率的自动测试,其测试速度和精度比一般方法提高一倍.     

双光栅成像效应中物像位置的横向偏移

利用光栅方程和双光栅成像时各参数方程,研究了双光栅成像中观察到的物体虚像位置与原物位置发生横向偏移的情况,给出了其表达式并且分析了产生横向偏差的影响因素.讨论了光栅参数对横向偏差的影响,给出了其对横向偏移影响的关系图,并对偏移的一些特性进行了定性的分析,得到了一些有益的结论.