网格衍射研究

应用付里叶变换讨论了以网格（二维正交粗光栅）为衍射屏的双（线）光源衍射理论，并介绍了用网格衍射测量光波波长或网格常数的实验方法。     

衍射光场中的三个区域

一、三个区域的划分 衍射按光源、衍射屏和观察屏三者之间距离的远近,分夫琅和费衍射和菲涅耳衍射。对于夫氏衍射,要求光源和观察屏与衍射屏相距均为无限远,这在实验中如不使用透镜是很难实现的,但实际上往往又很容易观察到夫氏衍射花样。这里就有一个如何看待数学上的无限远和物理上的无限远的问题。下面以圆孔衍射为例,用菲涅耳(波带)数N来区分三个区域。     

标量衍射宽角度近场近似与方孔衍射的数值模拟算法

菲涅耳近似本质上是旁轴近似,当离轴的观察点距离衍射屏非常近时,菲涅耳近似引入的误差通常是不可忽视的。基于围绕坐标原点到场点的距离进行泰勒展开的近似方法,能有效地用于计算宽角度近场衍射,MATLAB仿真给出了清晰直观的结果。     

衍射图样与衍射孔径的相似性研究

讨论了光波通过孔径发生Fraunhoffer衍射后的衍射图样的特点，研究发现：衍射图样的中心亮斑的几何结构与衍射孔径相似，这对于理解和确定（或预测）光波通过孔径后的衍射行为具有一定的意义。     

任一衍射屏的构建及其夫琅禾费衍射仿真

基于数字图像处理,讨论了获取衍射屏的线性规划法和数字图像截取法,指出线性规划法只适用于构建能写出数学表达式的有规律图形的衍射屏,而数字图像截取法则可用于构建任何有规律的、无规律的复杂图形衍射屏。对获取的各种衍射屏进行傅里叶变换,就能得到该衍射屏的夫琅禾费衍射图样,大量的仿真结果对学习衍射理论、开辟衍射理论新的应用以及指...     

光的衍射观察难度综合分析

从菲涅耳半波带的处理方法出发,综合分析光源、障碍物、观察点对观察衍射难易的影响,给出共同决定衍射明显与否的几个参量,作为对一些书籍关于衍射明显与否决定于障碍物的线度与光波波长是否可以比拟的简单结论作一个补充.     

矩孔夫琅禾费衍射的解析解和数值解

通过对衍射屏透光函数进行二维傅里叶变换和离散型快速傅里叶变换,分别得到矩孔夫琅禾费衍射的光强分布的解析表达式和数值结果。然后借助Matlab软件强大的作图功能实现了两种情况下光强分布的可视化仿真,具体分析了衍射图像随矩形孔径大小的变化情况。最后通过将数值解和解析解直接比较,指出提高数值解图像分辨率保证结果有效可靠的关键性因素是对输入信号进行适当的补零。     

激光全息照片光栅解析

一、引言一张全息照片,是由两束相干光波(物光波和参考光波)在记录介质中相互干涉而形成的。记录的是光波的干涉图样(或条纹)。这样的一张全息照片,就是一种衍射光栅。我们称它为“全息照片光栅”。以区别于一般特制的专用“全息光栅”。这两列相干光波,在记录介质中相迂时的夹角大小以及光波的性质(平面波或球面波)决定了全息底片光栅的性质,因而也决定了各种类型全息图的特征。一张全息照片既可是透射衍射光栅,也可是反射衍射光栅,或者既有透射衍射光栅,又有反射衍射光栅的复杂条纹     

平面波微小圆孔矢量衍射理论的比较研究

文章以平面波的微小圆孔衍射为例,对矢量衍射场的级数解、非傍轴近似解以及精确积分解进行了详尽的数值计算,并对级数解、非傍轴近似解的有效性作了定性分析和比较研究.结果表明,平面波经微小圆孔衍射的级数解、非傍轴近似解的有效性与级数解阶次、光阑孔径及传播距离有关,2种解的有效适用范围具有一定的互补性;当光阑孔径与波长相当或小于波长时,衍射场的纵向分量不能忽略,必须考虑光场的矢量非傍轴特性.     

非傍轴标量衍射理论的比较研究

当光束束腰(或衍射孔孔径)可与波长相比拟或光束具有较大的发散角时,傍轴近似不再成立。以高斯光束的微小圆孔衍射为例,在非傍轴条件下,对衍射场的级数解、非傍轴近似解以及精确解进行了详细的数值计算和比较研究。结果表明,高斯光束经圆孔衍射的级数解、非傍轴近似解的有效性与高斯光束的束腰半径、衍射孔孔径和传播距离有关,并具有一定的互补性。     

波带片具有透镜作用的证明

一个给定的波带片,是对一定的观察点P、由单色点光源S发出的在某个位置的波面上划出的一系列半波带间隔涂黑制成的(如图一示).在这种情况下,由光源S发出的光波经波带片衍射后,所有到达P点的衍射波其光程差为波长λ的整数倍,相互加强,故P点为一亮点,若将S作为物点.P点可看作是S的实象点,且物距R和象距γ满足关系式     

绿光LED产生无衍射Bessel光束

采用单色LED光源得到较理想的近似无衍射Bessel光束．文中从LED光源的时空相干性出发分析用单色LED灯珠产生Bessel光束的可能性,利用光阑提高光场的空间相干性得于实现．设计实验光学系统,让LED光源发出的光经过一套光学系统后透过轴棱锥,得到了近似Bessel光束,光束中心亮斑大小及最大无衍射距离均与理论计算所得相符,证明用LED光源也能够产生较理想的近似Bessel光束．最后讨论了光阑孔径对所产生Bessel光束质量的影响,发现光阑孔径增大时所得Bessel光束强度变大但截面光强明暗对比度下降．     

平面孔的远场矢量衍射理论及其标量近似

在矢量衍射理论的基础上,给出了偏振光、自然光照射的情况下,平面孔远场衍射的矢量描述,与标量衍射理论进行了比较,指出了标量衍射理论的误差及适用范围;对于孔径与波长相当的微小孔的大角度衍射,标量衍射理论存在一定的误差,而必须采用矢量衍射理论.文章以圆孔衍射为例作了详细讨论.     

黄土湿陷性质的微观研究

本文分析研究了黄土的微观结构与其湿陷性之间的关系,通过对微观照片的分析,把土中孔隙按大小划分为4种类型,按照颗粒的徘列形式又可划分为架空孔隙、镶嵌孔隙和粒内孔隙,其中架空孔隙是造成黄土湿陷的基本原因。而不同孔径的孔隙对黄土湿陷性的影响是不同的,孔径20μm可以作为一个区分的标准,孔径大于20μm孔隙含量的增加会使湿陷性增高。     

标量FDTD法分析渐变折射率光波导模场分布

用标量时域有限差分法（Finite-differece Time-domain Method,FDTD法）分析了渐变折射率平面光波导中基模的模场分布情况，采用平面光波、球面光波、高斯光波等5种不同形态的光波激励同一波导，借助计算机进行数值求解，得到的光场分布图在光场传播达到稳定后完全相同，说明波导的模式与光波形态无关，只与波导结构和光波波长有关，结果表明该方法直观、精确、快速，并与解析法分析的结果一致。     

波粒二象性理论的成就与存留问题

论述了光波和物质波的波粒二象性理论的发展 ,讨论了该理论的存留问题。认为光子的静质量和光子的内部结构仍是科学中的关键性疑点。指出 ,虽然波粒二象性成立的前提是波长足够小 ,但在现有理论中却提不出一条清晰的界线。讨论了光波和电磁波是物质还是物质属性的问题。提出了对 de Broglie波超光速相速的疑问。分析表明 ,如何建立电磁脉冲的粒子形象的问题仍需解决。此外 ,探讨了当电磁脉冲以超光速传播时相对论是否受破坏。最后 ,讨论了消失波的粒子性和虚光子问题。     

全光透明网络中的波长变换技术

该文首先简单介绍各种波长变换技术，对比它们的优缺点，选出两种能用于未来全光透明网络中的波长变换技术：四波混频波长变换技术和差频波长变换技术，然后按所用器件不同，分别描述两种光波混频波长变换技术的基本原理、结构、特点和发展现状，针对它们缺点，详细介绍了几种国内外最新的光波混频波长变换方案，这些方案在一定程度上弥补了基于光波混频的波长变换技术的不足，推动了全光波长变换实用化及全光透明网络的进程。     

聚焦平面波中介质球光阱力的计算

应用ABCD定律计算了平面光波经过一个光阑-透镜组合系统的衍射场.应用瑞利散射理论,计算了光与Rayleigh粒子(半径小于波长)的相互作用力.数值计算表明:光阑的大小,透镜的焦距、光的波长以及粒子周围介质的选择对于光阱力都有重要的影响,光阑的加入增加了光学系统的可调性.这些结果对实验参数的选择,调节和实验结果的评价具有一定的指导意义.     

傅立叶变换及其在夫朗和费圆孔衍射中的应用

介绍了傅立叶变换理论；用频域分析方法，通过傅立叶变换求解了夫朗和费圆孔衍射的光强分布；将所得结果与文献[1]进行比较发现，二者表面形式不同，但通过空间频率与衍射屏上的坐标之间的坐标变换可得出二者实际一致的结论，且用傅立叶分析法更简单些；求出了几条主要的衍射条纹的相对光强，讨论了它们的位置确定方法，为波动光学中像的处理提供了一条新途径。     

光诱导平面波导阵列的参数对光波离散动力学行为的影响

空间频率模式的光子带隙反映了光波在周期性结构中的衍射特性．以光折变非线性波传输方程为基础,研究了光折变晶体中光诱导平面波导阵列的光子带隙结构以及其中的Bloch波模式和光波传输特性．详细讨论了光子带隙与光波衍射的关系,并分析了光诱导平面波导阵列的结构参数对光子带隙结构、Bloch波模式以及光波线性传输行为的影响．结果表明：光波在平面波导阵列中的线性传输行为与反映光子带隙结构的衍射关系密切相关,通过改变入射条件可以激发出各阶通带的传输模式．随着阵列写入光强度或波导阵列周期的增大,光子带隙会变宽,并且Bloch波的能量逐渐向高折射率区集中．光子带隙的增宽会导致相邻通带的传输模式在Bragg角度附近发生分离和突变．另外,由于饱和效应的存在,光强的影响会随光强的增大而趋于平稳．