平面光栅衍射的简易分析方法

平面光栅衍射是物理学专业《光学》课程和非物理学的理工科专业《大学物理》课程中的重要内容。该文利用＂等效光束＂的方法分析平面光栅衍射现象。此方法不仅可以非常简单地导出光屏上光强分布规律,而且便于教师和学生深刻地理解Fraunhofer单缝衍射对多光束干涉的调制作用。     

基于傅里叶级数的矩形光栅衍射分析

在波动光学中,光栅衍射是一个重要的内容。在《大学物理》课中,把矩形光栅衍射作为单缝衍射和多缝干涉来进行处理。基于正弦光栅的衍射规律,从傅里叶级数的角度来重新认识矩形光栅的衍射规律,把矩形光栅衍射看成是不同空间频率正弦光栅衍射结果的迭加。这一结果有助于对一般光栅衍射结果的认识和合理地利用光栅衍射进行空间滤波。     

平面全息图的透镜成象特性

在平面全息图的衍射理论中,大多数书上都采用衍射积分、比较位相因子的方法求再现象,这种方法运算繁杂,物理意义不够明显、不直观.一张平面全息图,用合适的光波照明,总能是现所记录的物的象.就成象这个意义上讲,说明全息图本身具有透镜成象的特性.下面我们以记录平面物的菲涅耳衍射平面全息图为对象,用透镜位相因子、透镜的付里叶变换特性和成象特性,来分析其再现象.     

一个基于波动光学的光栅衍射光照模型

把波动光学的多缝Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ衍射理论应用于计算机真实感图形生成，通过在Ｗｈｉｔｔｅｄ光照模型上增加一项光栅衍射光亮度，建立了一个基于波动光学的光栅衍射光照模型，只要给定光栅的刻槽密度和几何尺寸，依照该模型就可逼真地绘制出光栅的衍射效果，这是传统的基于几何光学的光照模型所无法做到的。     

用二维全息光栅制作光学时钟分布中的全息光学元件

提出了用二维全息光栅制作自由空间光学时钟分布中的全息光学元件的方法.实验中采用类似于马赫 泽德干涉仪的光路;其中,物光为二维光栅中间的9个衍射级.分析了二维光栅各衍射级的衍射效率、位置及各衍射级之间的间距.初步实验得到了可产生二维3×3输出端的全息光学元件.理论分析表明,该全息光学元件可适用于3×3光敏面半径大于10μm的光探测器阵列.     

一种弱位相差新的检测法——三缝全息干涉装置

本文介绍一种检测光学平面度和薄膜厚度的新方法。采用单缝作等间距位移,三次曝光分别记录有位相调制(F_0缝)和无位相调制(F_1和F_2缝)的三缝频谱全息图,以细光束照明全息图的夫琅贺夫衍射谱第一级序,可重现三缝干涉图。此装置简单,分辨率达到1/400波长(λ/400)量级。     

用于惯性约束核聚变(ICF)激光驱动系统中集成衍射光学元件的特性研究

基于标量衍射理论，分析了集成光束采样光栅和色分离光栅于一体的衍射光学元件的衍射效率，及其结构和主光束低频波前畸变量的关系。并将其衍射效率、能量损耗以及分离角，和使用单个的采样光栅和色分离光栅进行了比较。计算分析表明，集成后的衍射光学元件基本上没有改变各级衍射效率的大小，也没有改变基频光和二倍频光的分离角，但可提高光能利用率。以上结果，可为此类集成光学元件应用于ICF的可行性提供理论依据。     

多重像一步彩虹全息术

本文提出一种三维漫射体的多重像一步彩虹全息方法。该法是在一步彩虹全息图的记录光路中加一光栅，使物光通过光栅衍射后经透镜成像在干板处，而得到多重像彩虹全息图。     

锯齿型闪耀光栅的衍射光强

运用波动光学原理导出了锯齿型闪耀光栅的衍射光强公式，并对结果进行了讨论，发现闪耀光栅的衍射规律与非闪耀光栅衍射规律显不同，衍射光只有一个主极大，闪耀角的变化可以改变衍射最大光强和最小光强的位置，这对于制作光栅阵列照明器件和光栅减透膜有一定的实际意义，对于普通物理的教学也具有指导意义。     

光致聚合材料收缩对谱面全息存储的影响

为了分析光致聚合材料记录的谱面全息图在再现过程中发生"擦除"现象,将谱面全息图看作由不同角谱的物光与参考光在光致聚合材料内形成的不同倾斜角度的光栅总和.使用二波耦合理论分析全息图像再现时,由于光致聚合材料发生形体收缩,不同倾斜程度的光栅发生不同程度的变形,产生不同程度的布拉格失配带来的衍射效率变化.理论分析表明,材料收缩越严重,全息图再现质量越差.实验证明了理论分析的正确性,并表明使用无收缩光致聚合材料可以消除这种"擦除"现象.     

一种有效测量反射全息图衍射效率的方法

一种有效测量反射全息图衍射效率的方法唐敏学吴建宏陆志伟顾华俭孙青（苏州大学信息光学工程研究所２１５００６）全息图衍射效率是衡量全息图质量的一个特性指标，它的测定对于记录材料及其相应处理工艺的确定起着关键的作用。目前，直接测量透射全息图衍射效率的方法已...     

二元光学元件衍射效率的分析与计算

衍射效率对于二元光学元件来说是一个非常重要的概念，也是一个重要的器件性能指标，从理想的锯齿形相位轮廓入手，利用标量衍射理论，分析并导出锯齿形一维位相光栅的衍射效率的计算公式，进而讨论二元光学技术中，以台阶状的轮廓逼近锯齿形相位轮廓的机制，构造台阶状光栅的相位轮廓函数，从而导出其透过函数和角谱，得出二元光学元件衍射效率的理论公式，并对不同台阶数的二元光学元件的衍射效率进行了计算。     

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.     

快速自动测试平面光栅光谱衍射效率曲线的一种新方法(原理部分)

本文提出了一种快速自动测试平面光栅光谱衍射效率曲线的新方法.分析表明,该方法不仅可实现平面光栅衍射效率曲线的快速自动测量,并有效地消除光源强度波动的影响,而且可同时适用于绝对光谱衍射效率和相对光谱衍射效率的自动测试,其测试速度和精度比一般方法提高一倍.     

位相光栅的衍射光强

本文用波动光学方法导出了位相光栅的夫琅和费衍射光强公式,并对结果进行了讨论.发现位相光栅的衍射光强比非相位线光栅衍射光强大4倍,位相的变化对衍射光强起调制作用.     

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     

飞秒脉冲通过体全息光栅弱耦合衍射特性分析

由Kogelnik单色衍射效率公式推导出了飞秒激光脉冲光在弱耦合情况下的衍射效率频谱,分析了飞秒激光脉冲通过体全息光栅弱耦合衍射特性。衍射光的频谱分布与读出飞秒脉冲的宽度Δτ、体全息光栅的周期Λ,厚度d以及晶体折射率调制度Δn0有密切关系。通过控制光栅的写入和读出过程,选择适当的参量数值,可以得到不同衍射强度和不同频率成分的衍射光。对于研究飞秒脉冲光通过光折变光栅传播特性以及飞秒超短脉冲用于光学信息处理有应用意义。     

透射光栅测量光波波长实验浅析

光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件.广义的衍射光栅可分为透射光栅和反射光栅.近些年来,随着科学技术的进步和工业生产技术的发展,出现了光纤光栅、阵列波导光栅及全息光栅等新型光栅,这类新型光栅的产生同样也推动了科学技术和工业生产的发展.此外,光栅在物理教学和实验室中也具有重要的应用.物理实验教学中可以利用透射光栅测量入射光的光波波长,并利用光的衍射效应得出所用光栅的光学参量等.首先概括了光栅的发展历史和应用,其次以“透射光栅测量光波波长”为着手点,重点介绍了透射光栅在物理实验教学中的应用.通过进行实验操作,计算了光栅的角色散度和分辨本领,对实验数据进行分类对比及归纳总结,进而得出了透射光栅的特性及普遍规律.     

光栅参数与小波谱值的关系

推导了光栅参数与小波频谱值之间的数学关系.采用矢量衍射理论和标量衍射理论两种方法分别计算光栅的衍射效率,并分析两者近似相等的条件,导出光栅参数和小波谱值的关系.以墨西哥帽小波为例计算平面透射光栅的狭缝宽度,获得平面透射光栅参数、衍射效率和墨西哥帽小波谱值的关系.     

Si(111)表面上Ge量子点的理论研究

采用DFTB+计算方法对在Si(111)表面上三种不同形状的Ge量子点结构(六边形岛状量子点、条形岛状量子点以及光栅形量子点)进行结构优化,并采用CASTEP对结构的能量及光学性质进行计算。对这几类Ge量子点表面纳米结构的光学性质(介电函数、光吸收、复折射率、反射率)进行深入分析,经过比较后会发现这三种结构中光吸收能力最好的结构是条形岛状量子点纳米结构。