采用真空激光技术实现直线型混凝土重力坝变形连续监测

针对连续监测直线型混凝土重力坝变形的要求,采用基于三点法准直原理的真空激光波带片衍射成像方法,研制出全自动真空激光变形测量系统并取得了成功的应用．该系统主要特点为：全自动,在主控机的控制下全自动运行,可在设定的时间点上对大坝的水平和垂直变形同时进行监测;精度高,采用特殊设计的接收装置和专门的优化算法,测量精度0.1mm,分辨率0.01mm;全封闭,为保护整个系统的安全和稳定运行,整个系统采用全封闭设计;系统同时具有网络通讯能力,上位机可通过Internet自动连接现场主控机,远程实现对整个测量系统的完全控制．     

轴上光强为零的位相型波带片

提出了一种新型的衍射光学元件－一位相型零轴辐射波带片,用计算机模拟和实验分析验证了该元件的衍射特性,这种元件能实现光轴上任意点光强为零,可应用于高精度光学准直。     

全息正弦式波带片特性研究

本文主要对全息正弦式波带片的形成及成像特性进行了详细的理论分析，并把它与传统的菲氏波带片及几何光学透镜作比较研究，从中获得正弦式波带片的焦距公式；ｆ＝λ１α／λ２。     

点源椭圆微孔衍射的一种数值算法的探讨

由基尔霍夫衍射公式得到点源椭圆微孔衍射的积分式,探讨了一种数值计算法,用Matlab软件模拟三种点源椭圆微孔衍射场,能够在半导体激光的传输变换和成像系统的像差分析及光信息处理中调制与滤波等方面发挥作用。     

双光栅色散 - 汇合光谱成像效应的计算机模拟与实现简

根据双光栅色散-汇合光谱衍射成像系统光路与光栅方程，用Python程序语言编写了双光栅衍射成像过程的模拟实验程序。文中给出了计算式、算法流程以及图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）的设计，所编写的程序不仅能模拟实际的双光栅色散-汇合光谱衍射成像实验，得到相关的实验数据，还能演示双光栅衍射成像过程中的光路变化与成像效果。     

浅析波带片的多个焦点

本文利用波带片通光孔的半径与半波带数、焦距及波长的关系ρ_k=（Kf′λ）~(1/2)简单扼要地分析了在波带片主轴上,除了与波带片距离为f′这个主焦点外,与它距离为f′/3,f′/5,…等各点为什么是波带片的弱焦点,而在主轴上距波带片为nf′（n=2,3,…）的相应系列点为什么不是波带片焦点之原因。     

线阵扫描式激光成像探测系统建模与仿真

以激光成像引信为应用背景,在分析线阵扫描成像探测机理的基础上,建立了激光分束发射脉冲、线阵探测元接收回波信号及其检测算法、目标反射特性和大气传输效应模型,给出了固定成像视窗线阵扫描成像仿真方法.通过设置弹目交会以及各模型参数,以坦克目标为例进行了系统成像仿真.结果表明,仿真系统能够对线阵扫描成像方式进行有效模拟,生成目标的距离和强度激光仿真图像,并对影响成像效果的因素进行分析.     

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...     

倒置显微镜成像系统焦区衍射场分析

采用射线追迹与Stratton-Chu矢量衍射积分相结合的方法，分析计算小F数倒置显微镜成像系统焦区的矢量衍射场分布，假设一线极化平面波倾斜入射在系统入瞳上，入射波频率在毫米波频段，给出了成像系统焦区衍射场分布的数值计算结果，其等高线图显示出一定像差条件下透镜系统的成像性能，分析了衍射场的矢量特性，计算与实验做了比较，两者吻合。     

圆对称孔径函数菲涅耳衍射场的轴向分布及成像特性

提出了一种新的方法,将二维圆对称孔径函数轴向菲涅耳衍射场的计算转化为常规一维傅里叶变换,简化了计算过程,且可定量求得轴向光场的解析式及与自由传播时光强之比。用此方法对普通透镜、圆孔、圆环、正弦波带片(同轴全息透镜)及离散波带片等各种孔径完成了计算和分析,并据此讨论及比较了它们的聚焦、成像特性及轴向分辨率。     

激光产生的硅等离子体辐射动力学特性研究

本文从实验和理论两方面系统研究了真空环境中激光产生的硅等离子体的辐射动力学特性.实验上利用时间-空间分辨的激光等离子体发射光谱技术,测量了激光产生的硅等离子体极真空紫外波段的光谱,并对光谱进行了分析指认.为了进一步研究实验光谱的时空演化特性,提出了一种简化的基于流体动力学和辐射输运方程的等离子体辐射动力学模型,利用该模型研究了激光产生的等离子体的辐射特性和动力学演化行为,并对实验观测到的时空分辨光谱进行了模拟,详细分析了等离子体的温度、密度和离子布居的时空演化特性.研究结果表明,本文提出的模型能够较好地反映激光等离子体的动力学演化过程以及辐射光谱的特征,可以作为一种有效的激光等离子体诊断工具.     

脉冲激光沉积法在硅衬底上制备氧化锌薄膜

用脉冲激光沉积法（PLD）在n型Si（Ⅲ）面上生长了ZnO薄膜．采用X射线衍射分析、原子力显微镜分析、傅里叶红外吸收光谱和拉曼光谱技术，测试了ZnO薄膜的结构、表面形貌和振动特性．     

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．     

合肥光源X射线成像光束线和实验站设计

在X射线成像光束线光学系统的设计基础上,对光束线的能量分辨率和光子通量进行了计算,并对双晶单色器第一块晶体的热载影响进行了模拟分析,同时利用波带片成像技术对实验站进行了设计,达到了60 nm的空间分辨率.结果表明光束线和实验站的设计能够满足X射线成像实验所需条件的要求.     

三维激光成像探测系统建模与仿真

 激光成像探测系统仿真是评估现有激光成像系统的性能及开发新型激光成像探测技术的有效手段。研究激光脉冲回波信号特性并建立数学模型是应用回波信号检测技术处理回波,进行激光成像系统仿真的关键。为此以激光发射脉冲模型为基础对激光脉冲回波信号的建模过程和基于单位冲激响应的目标散射特性建模方法作了详尽的推导和描述,并建立检测算法模型,最后依据目标成像模板采用单元回波探测线阵化方式进行了推帚式三维激光成像仿真。结果表明,该仿真系统可实现不同探测条件下线阵推帚式激光成像的有效仿真。     

不同对流马赫数下细光束畸变特性研究

为了探讨混合层可压缩效应对细光束成像变形特性的影响,利用理论分析和相机成像技术研究了不同对流马赫数下细光束成像的畸变特性．通过理论分析首先揭示了图像模糊程度的判据之一“穿越混合层后细光束零级衍射斑直径”与流场特征参数（如对流马赫数、自由流速度、密度比等）之间的关系;实验结果还发现随着对流马赫数的提高,零级衍射斑直径增长速度加快,图像的模糊程度提高．此外理论分析结果为将来实验方案设计提供了指导．     

基于空间谱域分布的衍射层析成像分析

提出从空间谱域分布的角度定性评价衍射层析成像特性,通过分析成像系统对应的空间谱域分布的面积和形状即可判断系统结构的优劣,进而衡量成像质量．基于空间谱域分析的理论基础,导出理想情况下衍射层析成像系统采用转角、频率扫描数据采集方式对应的空间谱域分布,分析传输和反射两种工作模式的成像特性,然后考虑实际情况下有限孔径的影响,并将该方法推广应用于合成孔径雷达成像．理论和数值结果表明,该方法简单、直观、物理概念明晰,利于选择优化成像系统结构,且可推广应用于一般性的成像系统．     

用脉冲激光沉积技术制备与分析嵌入非晶SiO2中的锗纳米粒子

介绍了Ge纳米粒子的特性,及利用脉冲激光沉积系统（PLD）制备Ge纳米粒子嵌入非晶SiO2薄膜中的方法、理论依据和工艺条件及结果。X射线衍射及晶体分析软件确定了锗纳米粒子在600℃中退火时的晶格常数变小而衍射强度增加,其晶格常数减小可能是由于锗的周围氧化生成氧化锗壳层包围并挤压Ge纳米粒子所致。     

衍射成像的分析与模拟

在讨论点源衍射的基础上,分析了衍射成像的基本原理,然后通过计算模拟探讨了影响衍射成像的因素,有利于改进光的衍射的教学以及培养学生理论分析和模拟计算的能力。     

多束SPPs干涉成像模拟研究

多束SPPs干涉光刻是一种可突破衍射极限的新型纳米加工方法。在分析SPPs激励和传输机理基础上,建立多束SPPs干涉成像模型,编制了能快速准确地计算多束SPPs干涉光刻成像的仿真软件。并在此基础上对多束SPPs的干涉像进行了模拟,发现如果将两束光增加到四束或八束光激发SPPs干涉,则可获得二维分布的周期性光斑点阵,在制作纳米光子晶体材料方面有很强的应用前景。随着入射SPPs的增加,当棱锥棱数足够多近似于一个圆锥时,干涉场会形成一系列的同心圆结构,可考虑实现纳米级波带片的制作。