利用部分相干效应获得局域空心光束

研究一种特殊的部分相干光束经透镜聚焦后,在几何焦点附近的三维光强分布.结果表明,几何焦点附近的聚焦光强分布不仅依赖于入射部分相干光的光强分布,还依赖于入射光的空间相干度.据此,可以通过选择合适的空间相干度,产生部分相干局域空心光束.此外,还研究入射部分相干光束的相干度和菲涅耳数对局域空心光束的影响.结果显示,对于相干度一定的部分相干光束,当菲涅耳数小到一定程度时,部分相干局域空心光束的现象将消失.     

宽频带部分相干光经光栅衍射的光谱变化现象

研究宽频带部分相干光经过光栅衍射后的光谱变化,探讨光谱变化与入射部分相干光的空间相干度、入射狭缝的宽度,以及观测点的位置等关系.结果表明,高斯-谢尔模型(GSM)光束经光栅衍射后,其±1级衍射光束不同位置处的光谱将发生变化,即有的点处光谱将发生红移,有的点处光谱将发生蓝移,并且衍射光束的衍射角与角频率成反比.此外,单缝缝宽越大,GSM光束传播距离越长,光谱宽度Γ值越大,即光谱越宽.最后,从理论上给予论证.     

部分相干光经透镜聚焦后的光束整形

目的研究部分相干光束经透镜聚焦后的光束整形技术。方法从广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方程(Collins公式)出发,证明了光强分布为高斯型分布的部分相干光束经透镜聚焦,在几何焦点附近的光强分布强烈依赖于部分相干光束的空间相干度。基于这一点,可以直接控制部分相干光的空间相干度来获得想要的光强分布。结果通过选择合适的相干度形式能够获得部分相干平顶光束或部分相干空心光束。结论部分相干光束的光束整形研究为潜在的应用,如材料处理,光学治疗、原子光学等,提供了一个新的光束整形的方法。     

杨氏双缝实验中的光谱位移和光谱开关

采用不同位置探测部分相干光光谱的方法,研究宽频带部分相干光在杨氏双缝实验中的光谱位移和光谱开关现象.实验结果表明,在干涉光场中,归一化光谱在某些观测点处发生红移,而在另一些观测点处发生蓝移,并且在临界点位置,光谱位移由红移迅速转变为蓝移,即发生了光谱开关现象.此外,研究发现双缝参数和探测距离对杨氏双缝实验中的光谱位移和光谱开关都有影响.     

部分相干光在双焦聚焦系统中的焦移和焦开关

应用惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,研究部分相干光被由菲涅耳波片组成的双聚焦系统聚焦后的焦移现象．研究结果表明,焦移量不仅依赖于聚焦系统的菲涅耳数,而且依赖于入射部分相干光的空间相干度．对于某一固定的菲涅耳波片,降低空间相干度,会导致发生焦开关的临界菲涅耳数降低,但当空间相干度太低时,焦开关现象会消失．     

被光阑衍射的多色部分空间相干光的光谱异变和光谱开关

从空间-频率域部分空间相干光的传输理论出发, 研究了被光阑衍射多色部分空间相干光远场的光谱异变和光谱开关. 研究表明, 与多色完全空间相干光的光谱异变仅由光阑衍射效应引起不同, 多色部分空间相干光的光谱异变和光谱开关与光阑衍射、空间相关性和源光谱谱宽有关. 作了详细的数值计算以说明多色部分空间相干光的光谱开关的特性. 多色完全空间相干光可作为空间相关度β=1的特例而包含在理论模型之中.     

光场成像系统仿真分析与深度标定研究

微透镜阵列的光场相机可以根据微透镜阵列与传感器之间的距离分成非聚焦（传统型）、聚焦开普勒型和聚焦伽利略型3种光场相机,使用光学仿真软件Zemax对这3种光场相机进行模拟,对得到的白板图进行微透镜中心标定以及对原始光场图片进行渲染处理,得到系统的空间分辨率（重聚焦图片分辨率）、角度分辨率（多视角数）等信息。利用重聚焦系数...     

光场成像系统仿真分析与深度标定研究

微透镜阵列的光场相机可以根据微透镜阵列与传感器之间的距离分成非聚焦(传统型)、聚焦开普勒型和聚焦伽利略型3种光场相机,使用光学仿真软件Zemax对这3种光场相机进行模拟,对得到的白板图进行微透镜中心标定以及对原始光场图片进行渲染处理,得到系统的空间分辨率(重聚焦图片分辨率)、角度分辨率(多视角数)等信息.利用重聚焦系数...     

部分相干圆偏振涡旋光束的深聚焦

基于德拜理论,研究部分相干圆偏振涡旋光束的深聚焦特性,比较左旋和右旋部分相干圆偏振涡旋光束的不同深聚焦特性,并给出相应的物理解释.分析入射光束相干性和聚焦透镜数值孔径大小对深聚焦特性的影响.研究表明,入射光束的相干度和聚焦透镜的数值孔径大小,都会影响深聚焦焦平面的光强和相干度.通过控制各相关参数的取值,可以在聚焦场中获...     

部分相干环形涡旋的特性研究

根据部分相干光的传输理论,介绍了部分相干涡旋在光源平面上光强的分布情况,并以环形涡旋光束为例,做了详细的分析,得出相对宽度s/w0和拓扑荷数m的变化,对z=0截面上的光强I分布的影响。还给出了两束平行、离轴的部分相干环形涡旋光束叠加合成的相干涡旋,分析了在叠加场中光强I随离轴相对距离d/w0和相干参数α变化的情况,并且在相干极限α→∞时,复合相干光涡旋就转化成复合光涡旋。     

Achromatic Fresnel optics for wideband extreme-ultraviolet and X-ray imaging

Advances in extreme-ultraviolet (EUV) and X-ray optics are providing powerful new capabilities in high-resolution imaging and trace-element analysis of microscopic specimens, and the potential for fabricating devices of smaller critical dimensions in next-generation integrated circuit lithography. However, achieving the highest resolution with such optics usually requires the illuminating EUV or X-ray beam to be highly monochromatic. It would therefore be highly desirable to have large-field-of-view, sub-100-nm resolution optics that are achromatic to a significant degree, allowing more light to be utilized from broader bandwidth sources such as laser-produced plasmas. Here we report an achromatic Fresnel optical system for EUV or X-ray radiation that combines a Fresnel zone plate with a refractive lens with opposite chromatic aberration. We use the large anomalous dispersion property of the refractive lens material near an absorption edge to make its fabrication practical. The resulting structure can deliver a resolution comparable to that of the Fresnel zone plates that have achieved the highest resolution (25 nm; ref. 3) in the entire electromagnetic spectrum, but with an improvement of two or more orders of magnitude in spectral bandwidth.     

多光谱富氏镜头的像差稳定性研究（Ⅱ）：色差系数的选取

本文进一步研究了密接双分离多光谱富里叶变换镜头的像差稳定性。讨论了当玻璃材料选定后色差系数C_I的选取及其对像差稳定性的影响等问题,得出确定最佳C_I值的原则。文中给出了双片多尤谱富氏镜头的设计例。     

多色高斯光束的奇点分布和光谱奇异现象

讨论多色高斯光束经过球差透镜后的奇点和光谱变化.基于光传输变换理论,推导出多色高斯光束经过球差透镜后,焦点附近的强度和光谱分布公式,并进行数值模拟.结果发现,在焦平面附近,轴上奇点分布和光谱变化随着拦截比的改变而改变,当拦截比值小于某一特定值的时候,轴上奇点和光谱奇异现象都会消失.另外,当相位奇点消失时,光谱奇异现象并没有立即消失.当球差系数变大的时候,轴上有些奇点将分裂成两个新奇点,此时通过改变拦截比值的大小,可以看到这些新分裂出的奇点将逐渐汇合,并且慢慢消失.     

维恩滤质分析器的聚焦和象差理论

本文对维恩滤质分析器(Wien filter analyzer)即交叉场分析器的电场和磁场分布特点,粒子轨迹、聚焦成象性质和象差进行了系统的理论研究;推导了分析器的二级几何象差与一级色差的一般公式,并特别研究了具有类似圆透镜聚焦性能的双向聚焦维恩滤质分析器的情形;给出了横向场具有矩形分布时一级色差系数和二级孔阑象差系数的解析公式.     

利用七色光仿真白光牛顿环干涉实验

依据七色光可合成为白光的原理,基于Matlab软件仿真白光牛顿环干涉实验;通过改变仿真参数,研究平凸透镜曲率半径的变化对干涉条纹的影响,通过对比入射光和透射光的仿真干涉条纹,分析色光的互补现象。结果表明,白光牛顿环干涉实验的仿真图像,颜色鲜艳而逼真;干涉条纹的间距和半径与平凸透镜的曲率有关;入射光和透射光干涉条纹为互补色。