无衍射J_0光束最大准直距离的研究

本文主要从惠更斯-菲涅尔衍射积分出发推导了无衍射光束的轴上光强和最大准直距离的计算公式,测量了平行光通过轴棱锥后产生的不同传输距离的无衍射光束的光强情况,讨论了不同的棱角的轴棱锥、不同的光阑半径对最大准直距离的影响情况。实验结果显示,当激光光束经过轴棱锥转换后在最大准直距离范围内光强分布近似为贝塞尔分布,符合无衍射光束的特性,由衍射积分理论的数值模拟和几何光学近似得到的无衍射光束的最大准直距离以及棱角与光阑半径对最大准直距离的影响和实验结果基本吻合。     

无衍射光束最大准直距离的几何光学模拟与实验

利用几何光学方法对轴棱锥产生近似无衍射光进行分析,给出最大无衍射距离的几何表达式.利用光学设计软件ZEMAX对产生近似无衍射光的光路进行追迹,并模拟横向光强分布.通过几何分析、软件模拟及实验验证,讨论光束半径和轴棱锥底角对最大无衍射距离的影响.研究结果表明,最大无衍射距离随入射光束半径的增大而增大,且近似成正比;而最大无衍射距离随轴棱锥底角增大而减小,且近似成反比.     

无衍射J0光束的理论分析

由同一锥面上的平面波叠加,给出无衍射第一类零阶贝塞尔光束(无衍射J0光束)的解.利用衍射积分理论,导出平面波通过轴棱锥后的光场分布.数值模拟轴上光强和横截面光强的分布,结果证明无衍射光束的最大准直距离的模拟结果与几何光学近似完全吻合.同时,讨论光束半径和轴棱锥棱角对最大准直距离的影响.     

贝塞尔光束的无衍射距离

得到了一个计算最大无衍射距离的经验公式,发现Bessel光束的最大无衍射距离与光乔量横向分量系数kr成反比,而与光阑半径R成正比,并利用数值计算了Bassel光束的无衍射距离与参量之间的关系。     

无衍射光束簇

波动方程在笛卡尔坐标系、圆柱坐标系、椭圆柱坐标系及抛物线坐标系下可求得无衍射解,分别是余弦(Cos)光束、贝塞尔(Bessel)光束、马蒂厄(Mathieu)光束和抛物线(Parabolic)光束,它们组成了无衍射光束家族(又称亥姆霍兹光束).介绍这4种光束的具体表达式及光强分布图和自重建过程.最后,对4种无衍射光束进行比较,总结了无衍射光束的应用热点,并展望未来.     

无衍射J_0光束的横向分布特性的分析

利用衍射积分理论,导出平面波通过轴棱锥后的横向光场的分布特性,数值模拟了无衍射J0光束横向光强的分布。实验采用了氦氖激光器作为光源,利用体视数码显微镜即一个体视显微镜加上一个数码相机来得到输出光斑图,并利用matlab将结果进行了进一步的分析。通过实验的验证显示氦氖激光光束通过轴棱锥后产生的光束电场强度的横向分布很集中,中心光斑的能量最强,呈现理想的零阶贝塞尔光,与理论非常吻合。     

无衍射光在直线度误差测量系统中的应用

无衍射光的中心光斑直径很小，且在传播方向上其尺寸不随传播距离而变化。将其应用于直线度误差测量系统，可以获得较高的测量精度。研究了无衍射光束的特性及其人实现方法，给出了测量系统的结构和参数。理论分析和实验表明这种新型测量系统可满足高精度测量的要求。     

论无衍射发散光束

从傅里叶光学的概念出发,指出傅里叶光学的本征模和具有一定特征的一些本征模的组合就是无衍射发散光束,这为寻求和判断无衍射发散光束提供了一个简单的方法．同时也指明对无衍射发散光束的任何有限孔径的截取,所得的都不再是无衍射发散光束,即无衍射发散光速充满全部空间．     

无衍射光束参数的透镜变换

论述无衍射光束的基本参数的确定，提出用望远系统来改变无衍射光束参数的新方法，给出了各参数的变换公式，利用该方法可灵活方便地获得所需无衍射光的无衍射距离和中心光斑半径。     

高斯光束经球面透镜——圆锥透镜系统衍射后的光强分布

本文首次计算了由会聚球面透镜与圆锥透镜组成的激光环形聚焦光斑的光强分布、光能量集中分布以及离焦在由的衍射场分布，所得到的光场分布表达式。很适合于进行数值计算。     

圆锥透镜加工误差对光束传输变换的影响

用几何光学分析了圆锥透镜的锥面存在圆对称加工误差时,对光束传输变换的影响;用衍射理论及稳相法分析了锥面的非圆对称加工误差及横截面由圆变为椭圆时,其后衍射光场的变化情况。给出了相应的计算公式及仿真结果。     

基于有序体数据的最大密度投影算法

研究快速获取血管造影的方法，提出了一种基于有序体数据的新的最大密度投影算法．该算法采用Shear—warp投影思想，通过调整对有序体数据遍历的阈值实现快速绘制，在不影响显示有效信息的情况下，对中等规模的体数据能达到每秒10帧以上的绘制速度，并在微机上实现了血管造影图像的实时绘制．     

高斯光束中心处电场的振幅与光束功率及其强度分布的关系

从Fraunhoffer approximation出发,运用电动力学知识,结合高斯光束中心处振幅分布图及振幅与强度的关系图,分析了高斯光束中心处电场的振幅与光束功率及强度分布的关系,对研究高斯光束中心特性作了进一步的提高.     

片状气体放电电子束强度与能量分布的实验研究

片状气体放电电子束强度与能量分布的实验研究罗宗南，崔一平，陈松生，杨正名（东南大学电子工程系．南京２１００１８）气体放电电子束强度高，能量大，在微电子、光电子、加工、材料科学、等离子化学以及表面处理等方面有着广泛的应用前景，加以成本低廉、操作方便，是...     

具有距离限制的最大竞争能力选址问题

以现实生活中的最佳选址问题为背景,定义了一种新型的选址问题——具有距离限制的最大竞争能力选址问题,分析了此类问题的NP-困难性,并为之设计了一个启发式算法.     

最大能量刹车试飞滑行距离和刹车能量工程估算技术

针对民用运输类飞机最大能量刹车风险评估的需求,详细对比分析了最大能量刹车试飞过程和最大起飞质量加速-停止距离试验过程的异同,并以飞机滑跑过程中动力学分析为基础,提出了以最大起飞质量加速-停止距离试验结果估算最大能量刹车滑行距离和刹车吸收的能量的工程估算方法。该工程估算方法在ARJ21—700飞机最大能量刹车试验中得到初步验证,表明该工程估算方法有一定的准确性,可以用于民用运输类飞机最大能量刹车风险评估。     

矩形截面梁的应力极值新算法

矩形截面梁应力极值分析是其强度设计的关键,应用应力状态数值计算的新方法对其进行分析,得到了准确的应力极值分布规律图,采用整体分析的综合方法,利用应力圆的几何分布特点,在图形上就可以准确地判定出应力极值的大小和方位,使得应力极值的分析问题由抽象的计算变得具体而且可视,方便于梁应力极值问题的分析和应用。     

一种提高激光光束强度分布检测精度的算法研究

提出了一种新的提高测量激光光束横向强度分布的方法.利用取样窗口内被测量点光强度值是取样窗口的小区域强度积分值的特点和相邻取样窗口的小区域强度积分值的积分区域的相互交迭的性质,借助于线性方程组理论,可提高激光光束横向强度分布测量方法的精度;采用该算法对多种模式的高斯光束进行了模拟比较计算,在不改变取样窗口大小的情况下,光束强度分布的精度有了明显提高.     

用OpenGL模拟基横模高斯光束光强分布

利用OpenGL技术模拟了基横模高斯光束截面光强分布的方法及相关实现方法。采用三角形图元带构建三维模型,并利用虚拟球实现了三维模型的旋转,直观地显示出光束截面光强分布的三维模型,最后讨论了其在测量领域的应用前景。