离轴参考光计算全息图的制作

对离轴参考光计算全息图的制作进行了研究.基于光学离轴参考光全息原理,对全息干涉场的空间频谱进行分析,得出了离轴参考光全息图的相关参数;用计算机分别模拟物光波和参考光波,设计全息图的相关参数,采用快速傅里叶变换算法,通过计算得到离轴参考光计算全息图;用激光再现获得全息再现像.形成用计算机制作离轴参考光全息图的理论与方法,并进行了实验验证.     

紧聚焦下的密集多环完美涡旋

涡旋光束因携带轨道角动量(OAM)而具有手性.通过光与物质相互作用，具有手性的涡旋光场已经被用于制备手性微结构、检验手性生物分子等.其中，根据应用需求，产生能量可控的涡旋光场尤为重要.采用“棋盘格配比法”在紧聚焦条件下实现了密集多环完美涡旋.通过调控产生了不同涡旋环的“棋盘格相位”的数量，实现了对密集多环完美涡旋中各涡旋环相对能量的调控.此外，通过调整完美涡旋的半径，使密集多环完美涡旋具有相对均匀的强度分布.利用球面波与该光场干涉，分析了各涡旋环的拓扑核数，验证了密集多环完美涡旋中各环的手性.该手性光场的产生，可以为制备手性微结构、检验生物分子提供灵活工具.     

一维硅基OPA光相位调控性能测试系统

为实现光学相控阵(OPA:Optical Phased Array)的光相位调控性能的快速测试,即快速测试OPA波束扫描角度对应的配置电压,设计了一个具有自反馈功能的闭环测试系统.由上位机控制64路驱动电源为OPA提供配置电压,通过远红外相机检测OPA出射光在成像屏上的光场分布,根据主瓣位置确定的波束扫描角度,以余弦相...     

用液晶空间光调制器实现动感合成全息

提出了一种基于液晶空间光调制器实现合成全息动感的新方法．首先根据人眼双眼视差立体视觉原理获取三维物体的二维体视对阵列，由计算全息方法得到每一视角的一对体视图的合成全息图并顺序存储，再现时由计算机控制将合成全息图阵列以一定频率输出到液晶空间光调制器，通过光路分离左右视图再现像，从而使人眼观察到动感的立体图像．该方法由计算机控制全息图分时输出再现代替空间面积分割方法，相比传统的合成全息来说。实现的方法灵活，易于操作．     

单轴晶体中杂化偏振矢量涡旋光场的传输特性

为了实现光场的偏振态调控,对拥有复杂偏振态分布的杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中垂直于光轴的传输特性展开研究.基于光束在各向异性单轴晶体中的傍轴矢量传输理论,推导出杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中传输的具体表达式.通过数值模拟,得出了不同参数下杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中传输的演变规律.结果表明,光束半径、传输距离以及单轴晶体的e光和o光折射率比值对杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中的强度分布、偏振态分布、自旋角动量分布以及涡旋相位分布有调节作用.光束半径越小,传输距离越大,单轴晶体的各向异性强度越大,则对杂化偏振矢量涡旋光场的传输特性影响越大.     

透镜与相位板在马赫-曾德涡旋光干涉中的影响分析

马赫-曾德干涉仪是产生干涉光与涡旋光的重要器件。为形象展示干涉图样并分析相位板与聚焦透镜对光场性能的影响,应用Virtual Lab软件进行模拟分析,在光路中分别加入不同数量的竖直条纹相位板与径向螺旋相位板,并通过聚焦透镜对干涉光相位进行调节。结果表明,在引入竖直条纹相位板后,相位板数量越多,干涉条纹间距越大,聚焦透镜可以将条纹相位分布转换为圆环相位分布。在引入一块拓扑荷值l=10的螺旋相位板后,干涉条纹成为树杈型场分布和相位分布。在此基础上,引入第2块相位板,干涉图样成为涡旋干涉场,经透镜聚焦,干涉场相位分布均为涡旋状。     

基于电磁感应透明效应的超慢矢量光孤子

研究基于电磁感应透明效应的A-梯型五能级原子中的超慢矢量光孤子.利用多重尺度展开法导出探测光场的左旋和右旋偏振分量所遵循的耦合非线性薛定谔方程.通过选取合适的参数,使得系统产生的克尔非线性效应与群速度色散平衡,从而探测光场的两个偏振分量可形成稳定的时间矢量光孤子.该矢量光孤子传播的速度可降至10-5c(c为真空中的光速...     

PDM-CO-OFDM中采用相位传递的次符号光相位噪声抑制算法

在符号周期-光源线宽乘积较大的PDM-CO-OFDM系统中,光相位噪声引入的子载波间串扰（ICI）极大地劣化了系统的性能. 采用高阶调制格式（如16QAM）的PDM-CO-OFDM系统对光相位噪声的敏感度随调制格式的升高而增加. 针对上述受光相位噪声影响较大的系统,该文提出一种采用线性插值、相位传递和符号分割的光相位噪声抑制算法,即P-LI-SCPEC. 推导了算法的数学模型,通过蒙特卡洛仿真研究了该算法的性能,并与已有的几种光相位噪声抑制算法进行了横向对比. 仿真结果表明,该算法能有效地抑制光相位噪声,提高系统对光源线宽的容忍度,其性能优于此前提出的LI-SCPEC算法. 该算法对于PDM-CO-OFDM技术在采用廉价光源的光接入网及采用高阶调制格式的主干网中的应用都具有重要的意义.     

读出光对BSO类晶体中运动全息图衍射率的影响

研究了读出光对BSO类晶体中运动全息图衍射率的影响,指出读出光对BSO类晶体中运动全息图的衍射率有显著的降低作用。     

双色界面光孤子的特性研究

考虑双色光在带有周期性光格子的非线性波导界面处的传输特性,主要研究相位匹配条件及波导参数对表面光孤子的存在及稳定性的影响,并讨论如何通过波导参数调制对其进行全光控制.     

基于双光栅衍射的规则涡旋光阵列产生方法

本文提出了一种利用双光栅衍射获得规则涡旋光阵列的方法,将设计的两光栅分别加载到两个空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)上,平面光波依次垂直通过两光栅,通过改变两光栅的衍射距离获得相位分布不同的涡旋光阵列,推导得出涡旋光阵列光场强度的表达式.针对两光栅的不同衍射距离产生涡旋光阵列的峰值强度进行了分析,得出了产生高质量涡旋光阵列的最佳衍射距离.模拟实验表明,利用双光栅衍射的方法可获得高质量的规则涡旋光阵列.该方法装置简单容易实现,为产生规则涡旋光阵列提供了一种新途径.     

对米氏粒子轴向光阱力与横向光阱力的测量研究

基于几何光学原理,在强聚焦激光光场中,以射线光学计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受的轴向与横向光阱力进行计算.并在给定参数条件下,进行数值仿真,讨论各主要参数与光阱力的关系.     

基于复合衍射全息图的多路涡旋光解调技术

将高斯光束入射到加载有复合衍射全息图的空间光调制器(spatial light modulator,SLM)上可一次生成多个涡旋光(optical vortex,OV);反之,将相应的涡旋光入射到相同全息图上,便可还原为高斯光,实现涡旋光的解调.由于传统的涡旋光通信系统中一个全息图只能解调一路入射涡旋光,故提出了一种基于复合衍射全息图的涡旋光解调法,该方法能利用一个全息图解调多路入射涡旋光,具有较好的应用前景.搭建了一个实验系统,实现了16QAMOFDM(quadrature amplitude modulation-orthogonal frequency division multiplexing,正交振幅调制-正交频分复用)光信号的涡旋光生成、传输和解调,将解调后的高斯光经过一系列离线处理得到了OFDM信号的星座图和各个子载波的误码率.实验结果表明,所有子载波的误码率均在前向纠错(forward error correction,FEC)门限之下,说明该方法具有良好的系统性能.     

光折变二重角体全息串扰现象的实验研究

首先研究了在光折变硅酸铋晶体内记录二重角体全息图写入光强对全息图的擦除特性，然后采用位相调制技术消除了全息图记录的光擦除效应对光折变二重角全息图之间串扰效应的影响。观察到了明显的串扰现象，并给出了实验结果。     

Mach-Zehnder条形光波导开关传输光场的优化计算

结合有效折射率法和有限差分光束传播法,实现对三维光波导结构计算的降维处理,运用二维有效折射率--有限差分光束传播方法(EI-FD-BPM)计算Mach-Zehnder光波导开关的传输光场;通过比较不同的光波导结构,优化得到具有较高输出能量的条形光波导光开关及其最佳的结构设计参数(横截面尺寸,器件结构及其尺寸等).表明用...     

纯相位液晶空间光调制器相位调制特性的优化

针对美国BNS生产的Model PF512反射型纯相位液晶空间光调制器进行了相位调制的特性研究.通过实验和分析比较,优化了相位调制对灰度响应的关系,修正了客户查找表,提高了调制器的精度,对该调制器的使用具有重要的意义.     

扇形孔破岩机理的全息动光弹研究

采用全息动光弹试验手段,对扇形孔破岩的机理进行了理论研究,其结论对现场扇形孔爆破设计具有指导意义.     

基于相位-强度调制的超短光脉冲源

为了获得低成本的高重复频率超短光脉冲源,满足高速光时分复用(OTDM)的需求,该文使用商用的铌酸锂调制器对连续光进行相位-强度调制,利用色散补偿光纤(DCF)和梳状色散光纤链(CDPF)对产生的光脉冲分别进行啁啾补偿、非线性压缩.压缩后的光脉冲注入高非线性光纤(HNLF), 利用HNLF的自相位调制效应(SPM)展开脉冲光谱,滤波后消除光脉冲的基座实现脉冲整形.光带通滤波器(OBPF)的带宽为5 nm时,获得了脉宽为1.2 ps的光脉冲;OBPF的带宽为3 nm时,获得了无基座且接近Fourier变换极限的Gauss光脉冲,其脉宽为1.8 ps.结果表明,滤波器带宽对光脉冲的脉宽及质量有着重要影响.     

一种离轴数字全息显微相位自动补偿方法

在离轴数字全息显微技术中,离轴光路往往在数字参考光重建过程中导致倾斜的相位畸变,严重影响重建质量.采用一种畸变相位自动补偿的方法,对数字全息重建过程进行研究.通过对全息图的频域图进行处理,找到+1级像和零级像所成角度的对应关系,利用多像素坐标计算,得到相应的倾斜数字参考光.利用倾斜的数字参考光进行数字重建,再通过对重建相位图进行二值化处理,利用最大连通区域判定找到最佳补偿相位,实现相位的自动补偿.实验证明方法效果较好,能实现自动消除一次相位畸变的功能.     

提高结构光三维形貌测量精度的分段拟合滤波方法

在基于结构光的三维形貌测量法中,物体高度调制后的变形结构光场经过成像系统成像,由测量系统获取,并通过滤波,相位测量和解相位恢复出物体的高度信息.其中滤波是提高测量精度的重要环节.本文通过计算机模拟及数据对比证实,在相位测量轮廓术的基础上采用分段拟合滤波滤除噪声的有效性和实用性,并对分段拟合滤波的计算精度和计算误差进行实验模拟分析.