棱镜转动定理

棱镜成像是静态问题，转动棱镜的成像方位变化属动态问题。反射棱镜绕某轴旋转，其特征方向就绕同一根轴转至新的方位，利用与的简单关系，比较特征方向处于新、旧两种方位时的棱镜成像，同时得到了棱镜调整计算的显式简单公式和“棱镜转动定理”。     

Bézier曲面后视镜

根据Ｓａｓｉａｎ的面对称光学系统的象差理论，全面分析了球面后视镜的成象质量。在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ，以及立方畸变。建议将Ｂéｚｉｅｒ曲面引入后视镜设计，计算和实验都表明Ｂéｚｉｅｒ曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围。     

双镜式立体环形谐振腔的像散

双镜式立体环形谐振腔是一个典型的非对称系统,为研究其像散特性,进行系统等效处理,得到4×4的系统光线变换矩阵,并利用分块矩阵的特征值性质求解得出系统像散,得到了在不同结构参数情况下的像散曲线。计算结果表明,该系统不是无像散系统,但在不同的结构参数下,像散值有大有小,且存在像散病态区域,因此可以通过合理选择结构参数来控制系统像散。这一结果也可为谐振腔的进一步研究与发展提供理论依据。     

光存储中固体浸没透镜的透射率计算

从矢量衍射理论出发,将入射到固体浸没透镜(SIL)底面的光场看成角谱积分形式,并将角谱分量分解为TE波和TM波,从而用隧道薄膜的特性矩阵方法求出相应的反射角谱分量。在稳相近似下得到入射到SIL底面以及反射的光能积分表达式,从而求出SIL的透过率。据此计算分析了SIL的透射率与薄膜厚度的关系。结果表明:随着厚度的增加,SIL透射率开始有一个很明显下降阶段,然后趋于稳定;而且超半球齐明SIL的透射率一般优于半球同心SIL的透射率。     

反射棱镜的制造误差与调整

反射棱镜的制造误差和调整误差都会引起光轴偏和象倾斜。为讨论误差的相互补偿，在棱镜出射面之前引入与该处实际光轴垂直的分离平面，从而使表达式相异的反射面方位误差与出射面方位误差分离，也可以使诸反射面与出射面存在误差时引起的光路变化相分离，进而给出显式的解题路径。并证明反射面误差对光路的影响可用一个３×３的反对称矩阵表达；同时给出考虑了面倾倒的光楔成象矩阵，由此提供一般问题的可行解。     

Bzier曲面后视镜

根据Sasian的面对称光学系统的象差理论,全面分析了球面后视镜的成象质量.在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ,以及立方畸变.建议将Bzier曲面引入后视镜设计,计算和实验都表明Bzier曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围.     

棱镜第二光学平行度所致的畸变与像倾斜

为合理地校正反射棱镜制造误差产生的像倾斜,文中讨论了棱镜存在第二光学平行度并处于平行光路中时所产生的畸变像差,以及由此畸变引起的像倾斜。分析了竖直物像的特征并给出了畸变像的方程;导出了像逐点的斜率计算公式;证明了全视场的平均像倾斜近似等于零视场的切线像倾斜,进而指明通过棱镜的转动来校正切线像倾斜是合理的,可以消除大部分畸变。     

光存储中固体浸没透镜的透射率计算

从矢量衍射理论出发,将入射到固体浸没透镜(SIL)底面的光场看成角谱积分形式,并将角谱分量分解为TE波和TM波,从而用隧道薄膜的特性矩阵方法求出相应的反射角谱分量。在稳相近似下得到入射到SIL底面以及反射的光能积分表达式,从而求出SIL的透过率。据此计算分析了SIL的透射率与薄膜厚度的关系。结果表明:随着厚度的增加,SIL透射率开始有一个很明显下降阶段,然后趋于稳定,而且超半球齐明SIL的透射率一般优于半球同心SIL的透射率。     

隧道薄膜的特性矩阵

为能将隧道薄膜与光存储分层媒质看成一个整体膜系分析固体浸没透镜的透过率,将Abeles的光波在介质分层媒质中的传播理论和分析方法扩展到了隧道薄膜.给出隧道薄膜的特性矩阵和透过率函数,分析出按隧道薄膜厚度指数增加的解的系数是该解倒数的平方,由此证明隧道薄膜中两个衰减方向相反的倏逝波都是电磁场方程的合理解.据此计算分析了两类用于近场光学存储的固体浸没透镜的透过率.结果说明,超半球齐明固体浸没透镜的透过率一般优于半球同心固体浸没透镜的透过率.     

棱镜制造误差造成的光路变化与调整

在实际棱镜的出射面之前引入分离面，就可以分离反射面误差与折射面误差各自产生的光路变化，从而使物理问题清楚、计算路线清晰、计算过程简单。文中给出选取分离面的一般原则，以及由分离面和棱镜出射面构成的光楔产生的光路变化计算，同时也给出能使其简化的坐标系和回归近似方法；并证明对实际的出射光轴光线作微分计算即可得出象倾斜计算公式。