光栅三维空间衍射现象的研究

实验发现平行光空间斜入射光栅时,衍射光斑呈曲线分布。通过对实验观察和分析,从基尔霍夫衍射理论出发,分析了平行光以任意角度入射光栅时的夫琅和费衍射极大值是沿圆锥面分布的特点,进而得到了在平面接收屏上的衍射花样分布的定量表达式,并且归纳总结出三维空间斜入射光栅的一般规律,理论分析与实验结果一致。     

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。     

基于MATLAB对菲涅耳圆孔衍射的模拟

MATLAB软件具有强大的计算和可视化功能,可以较为精确地模拟光学实验的结果,使复杂、抽象的光学现象变得具体、直观。基于MATLAB编程,模拟了菲涅耳圆孔衍射的光强分布。结果表明:衍射花样由一系列明暗相间的同心圆环组成,衍射花样结构(亮暗环数目及排列顺序)由观察屏中心点所对应的半波带数k决定。k相同,则衍射亮暗环的半径由圆孔半径唯一决定。无论k为奇数或偶数,圆孔衍射花样的中心光斑半径均符合夫琅和费圆孔衍射的爱里斑半径公式。     

方和斐衍射中光源线度的影响

本文用频域近似法分析了在方和斐衍射中,光源的线度对衍射花样的影响,给出了观察平面上的强度分布规律,并从实验上予以验证。     

论夫琅和费狭缝衍射

本文讨论了夫琅和费衍射的特点，分析了夫琅和费多缝、双缝、单缝衍射的光强度分布，衍射花样的主要特征，对其主要结论进行了比较     

单丝衍射花样精细条纹现象的简化模型研究

激光束单丝衍射各级亮斑上出现精细条纹的现象在微小物体非接触测量、光栅刻写、保密通讯、雷达反隐形技术等领域具有潜在的应用价值.文章从光波动衍射理论出发,利用傅立叶分析法对氦氖激光束单丝衍射各级亮斑精细条纹进行了研究.建立了单丝衍射花样精细结构模型,给出了衍射光强分布表达式I(x,y)=(a/λz)2[δ2(x/λz2)-...     

平面孔的远场矢量衍射理论及其标量近似

在矢量衍射理论的基础上,给出了偏振光、自然光照射的情况下,平面孔远场衍射的矢量描述,与标量衍射理论进行了比较,指出了标量衍射理论的误差及适用范围;对于孔径与波长相当的微小孔的大角度衍射,标量衍射理论存在一定的误差,而必须采用矢量衍射理论.文章以圆孔衍射为例作了详细讨论.     

Fresnel圆孔衍射的Fresnel—Kirchhoff积分

在一般教科书中,采用半波带法定性讨论Fresnel圆孔衍射,为了定量分析、讨论这个问题,我们根据光学理论,通过Fresnel-Kirchhoff积分计算圆孔衍射在其轴上的光强分布,并进一步分析、讨论Fresnel衍射和Fraunhofer衍射的联系和区别. 设衍射圆孔半径为R,点光源S和观察点P在通过圆心O,且与圆孔平面垂直的轴线上,Z_0、ZR,如附图所示.     

标量衍射边界函数的修正

本文对平面衍射物上的复振幅值进行了重新假定:在不透明平面上各点复振幅为“某函数”,在开孔上复振幅为该“某函数”与屏幕不存在时的复振幅u_0之和。从而,消除了基尔霍夫衍射公式的不自洽性,又保持其形式不变。     

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.     

基于周期阵列抽样孔的非迭代实时相干衍射成像

提出了一种从远场衍射强度图样实现实时相干衍射成像的非迭代方法．该方法利用特殊设计的周期正方阵列抽样针孔对待测物体的菲涅耳衍射场的波前进行抽样,用CCD记录其远场衍射图样．在计算机中对其处理,可以直接从远场衍射图样的逆傅里叶变换中提取物波的抽样复振幅数据,再利用标量衍射理论对物体重现．因为该方法只需要对一幅远场衍射图样进行测量,避免了迭代算法,而且从理论上不需要透镜,它可以在较广的波长范围内实现实时相干衍射成像．     

多色高斯光束照射下透镜轴棱锥的聚焦特性

从菲涅耳衍射积分公式出发,推导多色高斯光束被球差透镜衍射后光强分布的解析公式,进行数值模拟和物理分析.结果表明,光谱半宽σ小的多色高斯光束照射透镜轴棱锥时,不同观察面的光强分布均为J20的形式.随观察平面远离透镜轴棱锥,横向光强第1零点半径逐渐增大;但当σ取值较大时,横向光强分布不再是J20的形式,且横向光强的零点不再明显.对于轴上光强而言,多色高斯光束提高轴上光强分布的均匀性.     

利用DH926微波分光仪测量天线方向图

利用ＤＨ９２６微波分光仪，对角锥喇喇叭Ｈ面方向图进行了测量，得出了与理论分析结果吻合较好的测量结果，从而说明了得用这一仪器可以开设天线辐射方向图测量的实验课程。     

Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示

基于Huygens-Fresnel衍射积分和Babinet原理,利用Hankel变换算法及球面波因子处理方法,在普通PC上使用MFC编程较好地实现了Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示。演示中,Fresnel圆屏衍射的光强剖面分布、衍射图样和中心光强分布分别随光的传输距离和波长及圆屏半径的改变而变化,光的传输距离和波长及圆屏半径由三个滚动条分别控制。     

掺铁铌酸锂晶体中三维光子晶格的诱导及结构分析

笔者描述了一种使用振幅掩膜在自散焦光折变晶体掺铁铌酸锂中制作光诱导三维光子晶格的实验方法,并提供平面导波、布里渊区潜、远场衍射图样三种方式对晶格结构进行分析．此外,笔者对光强极弱的会聚光束在晶格中的传播行为进行研究并得到独特的衍射图样．这对二维微结构的制作与光在接中传播特性的研究是非常有意义的．     

光栅参数与小波谱值的关系

推导了光栅参数与小波频谱值之间的数学关系.采用矢量衍射理论和标量衍射理论两种方法分别计算光栅的衍射效率,并分析两者近似相等的条件,导出光栅参数和小波谱值的关系.以墨西哥帽小波为例计算平面透射光栅的狭缝宽度,获得平面透射光栅参数、衍射效率和墨西哥帽小波谱值的关系.     

圆角矩形环的夫琅禾费衍射及其应用

针对圆角矩形环的夫琅禾费衍射精确解尚未获得的问题,建立圆角矩形环孔径的数学模型,基于基尔霍夫衍射积分公式,通过曲线坐标变换关系,利用傅里叶变换,得到圆角矩形环的夫琅禾费衍射精确解.作出该类环的衍射图样,并通过将圆角矩形环的夫琅禾费衍射推广到特例情况验证了研究结果的正确性.进一步分析表明,圆角矩形环衍射图在椭圆轮廓下出现了许多次级衍射峰,随着圆角矩形环的缺角因子减小或者环宽度增大,次级衍射峰特征逐步减弱,衍射图形趋于顺滑.最后,利用图形的可视化及特例推广说明了本研究在教学中的一些应用.     

大角度会聚光束特性的实验研究

实验中经常使用的大孔径大角度会聚光束的圆孔和圆屏衍射图样不同于一般的圆孔和圆屏衍射图样，对这种光束进行了实验性研究，并用简单的几何光学方法给出了定性解释．