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.     

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。     

随机电磁光束经菲涅耳波带片衍射后的传输特性

基于相干偏振统一理论,以电磁高斯-谢尔模型光束为例,研究随机电磁光束经菲涅耳波带片衍射后的传输特性,以及入射光的相干长度、偏振度和菲涅耳波带片的最大半径数对光强和偏振度的影响.研究表明:光束的相干特性及菲涅耳波带片的最大半径数对聚焦光强会产生影响;偏振度极值的位置在焦点及次焦点附近,并且偏振度极值的位置随波带片最大半径...     

部分相干径向阵列光束的传输特性

利用广义惠更斯菲涅尔衍射积分方法,推导出部分相干径向阵列光束在相关和非相关叠加下通过薄透镜系统的传输公式。定量分析了光束叠加方式、子光束的空间相干参数、透镜菲涅尔数和阵列参数对部分相干径向阵列传输特性的影响。研究结果表明:经透镜传输的部分相干径向阵列光束的光强分布和最大峰值光强与光束叠加方式、子光束空间相干参数、透镜菲涅耳数以及阵列参数等密切相关。     

菲涅耳波带片衍射产生的光谱奇异现象

研究高斯型光谱的完全空间相干光经菲涅耳波带片后,远场轴上点的光谱奇异现象.结果表明,在相位奇异点处,高斯型光谱一分为二,出现光谱开关现象.在相位奇异点附近,一些点处的光谱发生蓝移,而另一些点处的光谱发生红移.这些光谱奇异现象与观测点位置有关,光谱开关总是发生在光强为极小值处.分析和比较几种菲涅耳波带片的光谱奇异现象,以及其光强分布情况.     

可变焦菲涅耳波带透镜的理论分析与模拟计算

具有浮雕表面结构的透镜称为菲涅耳波带透镜,它具有体积小,重量轻等 环带相位深度Ｐ为２π时,菲涅耳波带透镜的焦距一其半径和环数有关,而与相位阶数Ｌ载关。理论和模拟计算表明,当环带深度改变２π的整数倍时,菲涅耳波带透镜的焦点将发生离散的变化。当环带相位深义改变非２π的数倍时,菲耳波带透镜能量将发散而无焦点。据此分析,通过改变透镜材料的折射率,可以制作变焦的菲涅波带透镜。     

部分相干光经色差光学透镜聚焦的光谱变化

基于部分相干光的传输理论,研究部分相干光通过一光阑限制的色差光学透镜聚焦后,聚焦光场的光谱特性．数值计算表明,适量的透镜色差就能使聚焦光场的光谱产生显著的变化,并且这种光谱变化还与入射光的空间相干度及光谱宽度有关．入射光的空间相干度越小,色差所引起的光谱位移越小;入射光的光谱宽度越窄,色差所引起的光谱位移也越小．     

部分相干双曲余弦高斯光束通过湍流大气传输空间相干性的变化

基于广义惠更斯—菲涅尔原理,推导出了部分相干双曲余弦高斯光束通过湍流大气传输其光谱相干度的解析表达式,并研究了光束的空间相干特性.研究表明,部分相干双曲余弦高斯光束通过自由空间传输其光谱相干度会出现振荡和相位奇异现象,且震荡随光束离心参数δ增大而增强.但是,随着湍流的增强,不同δ的光谱相干度曲线相接近,并呈类高斯分布;此外,在湍流中随着传输距离z的增加光束的空间相干性变差.     

用非相干叠加法研究部分相干光在湍流大气中的光束扩展

以高斯谢尔模型(GSM)光束作为部分相干光的典型例子,研究了部分相干光在湍流大气中的光束扩展.基于广义的惠更斯-菲涅耳原理,采用将GSM光束用高阶厄米-高斯光束的非相干叠加的方法得到了GSM光束在湍流大气中的均方根束宽表达式.研究表明,光束的扩展随着湍流大气的折射率结构常数C2n的增大而加剧,并且有较小相干长度σμ的GSM光束受湍流大气的影响比有较大σμ的GSM光束小.     

对狭缝远大于波长的衍射条纹研究

观察狭缝衍射条纹并记录下来,采用菲涅耳半波带和矢量作图法通过讨论菲涅耳直边衍射中光的强度分布．进而推导出宽1-2cm狭缝衍射条纹的原理．结果表明：宽度远大于光波长的狭缝衍射现象实质上是两个菲涅耳直边衍射的叠加．     

截断参数对焦移量和焦开关的影响

以拉盖尔-高斯(L—G)光束通过光阑一透镜分离的光学系统为例，研究了截断参数对焦移量和焦开关的影响、数值结果表明：焦开关的出现不仅与光阑-透镜分离量有关，还与截断参数值密切相关；仅当截断参数取某一上、下限之间的值时，才可能出现焦开关。     

近解析研究厄米-高斯光束的焦移和焦开关

用一种近解析的方法研究厄米-高斯光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统后的聚焦特性：焦移和焦开关．数值计算表明使用这种近解析法所得结果与对collins公式直接作数值积分的结果符合甚好，且计算速度大大提高．     

透镜的像散对H-G光束的焦开关影响

研究了透镜像散对H-G光束的焦开关效应。递推出H-G光束通过光阑-透镜分离系统的轴上光强解析式。结果表明：当透镜存在像散时,焦开关的位置和跳变量均在一定程度上发生改变,透镜的像散程度越高则影响越大。值得注意的是,由于透镜像散的存在,有的模式的光束会有双开关现象的出现。     

基于液晶空间光调制器的程控变焦透镜

提出一种利用显示在两个程控液晶空间光调制器（LC—SLM）上的菲涅尔透镜建立程控变焦成像系统的方法．通过对该系统的理论分析,得出了成像系统的放大率与两个菲涅尔透镜焦距之间的关系式．在此基础上利用Matlab设计了系统所需要的菲涅尔透镜,对该成像系统的成像特性进行了计算机模拟研究,并讨论了LC—SLM的抽样基元大小与成像质量的关系．最后,建立了相应的光学实验装置,并给出了与计算机模拟相一致的实验结果．     

菲涅尔波带片衍射性质的数值模拟

根据亥姆霍兹－基尔霍夫积分，严格地推导了菲涅尔波带片的光场的轴向和径向的强度分布表达式．通过不加任何近似的数值模拟计算，直观地显示了轴向和径向的强度分布随一系列波带数、焦距的改变而变化