基于频谱校正技术的光学相干振动和热变形层析系统研究

本文提出采用基于频谱校正技术的增强型频域光学相干层析系统(EOCT)及其在非接触结构振动和热变形检测的应用.该EOCT系统采用基于CCD的宽带光谱仪以及宽带低相干的白光,所以这个增强型光学相干层析系统具有很高的检测分辨率,可达到0.9μm精度.但是,由于光谱信号作傅里叶变换的过程中产生了能量泄露,从而导致振动或热变形检测存在一定程度的误差.为了解决这个问题,本文提出采用一种频谱校正技术来校正此误差.从振动、热变形以及压电驱动器标定等实验的结果可知该方法的检测精度最高可达0.1μm.因此,自研制的EOCT系统在非接触振动、热变形测量以及压电驱动器在线标定等领域具有很好的应用前景.     

物体亚表面的纳米探测研究

利用光纤构建了一套光学相干层析系统(OCT),并在光纤末端安装自聚焦透镜,采用宽光源对抛光物体亚表面微缺陷的存在进行了无损在体层析检测.利用光外差技术实现对样品的高分辨率检测.提出利用光学相干层析系统检测抛光物体亚表面微缺陷的方法,同时本实验系统的分辨率小于600 nm.系统中的光源相干长度为3.5 μm,光程为往返式,因此本系统的相干长度为1.7 μm.实验证明本系统在探测抛光物体亚表面的微缺陷中,可以清晰地识别3～4个微缺陷点区域.     

基于拍频莫尔条纹的长焦距测量方法

采用两个光栅，通过透镜会聚作用，使一个光栅的泰伯像与另一光栅重叠产生拍频莫尔条纹，利用拍频莫尔条纹数的测量来获得长焦距透镜的焦距；推导了基于拍频莫尔条纹的长焦距透镜焦距测量公式，分析了影响焦距测量的因素与误差，并用实际的光学实验证实了本方法可进行长焦距透镜焦距的高精度测量．     

非相干成象两点的二维分辨的探讨

针对非相干成象条件下两点的分辨问题,揭示了以往按一维光强分布给出的各种判据所掩盖的二维分辨的物理本质,并以衍射孔径2a、焦距f的二维透镜系统为例,分析导出了对应于Rayleigh判据和Spar-row判据的二维分辨条件。     

衍射成像有频域中的描述

从理论上讨论了从单色光照明到相干，非相干以及部分相干照明情况下，由单透镜成像到多透镜的成像系统。在频域中用光学传递函数描述了光通过衍射受限系统后的成像特性。     

光学教学中的牛顿环理论和应用

本文探讨了牛顿环干涉的原理,并指出牛顿环现象可以应用于检测光学器件表面质量、测量透镜的曲率半径、测量未知液体的折射率.     

牛顿环实验的研究和思考

牛顿环测量透镜的曲率半径是大学物理实验中一个基础光学实验,该实验用牛顿环产生的等厚干涉条纹来测量透镜的曲率半径,这种测量方法适用于测量很大的曲率半径。本文阐述了牛顿环干涉原理,解释了牛顿环实验图样并就牛顿环实验中的几个需要注意的问题,做一些简要的论述。     

共焦法在不同环境对定焦间距精度的影响

大口径长焦距光学元件的测量一直没有好的解决办法,现利用激光共焦组合焦距测量原理对光学元件进行测量。由于焦点之间的间距值误差传递系数最高,所以要对定焦间距进行准确定焦。对包括被测超长焦距的透镜和未包括超长焦距透镜的激光共焦系统进行两次精确定焦,通过测量两定焦焦点位置之间的距离来获得定焦间距;并在不同的环境下反复测量,以观察环境对于测量精度的影响。通过测量结果可以知道,利用有机玻璃框隔离时测量精度更高,标准差可以达到0.005 4。     

关于相干光学处理4F系统的解释

相干光学处理的光学系统,一般都采用如图一所示的4F系统,又称为双透镜系统。下面将在不考虑透镜的象差和孔径大小的情况下说明为什么要采用这种系统。 1.系统描述如图一,L_1、L_2为一对已很好消象差的透镜,其焦距相等。同轴共焦地放置。待处理的     

光学教学中的牛顿环理论和应用

本文探讨了牛顿环干涉的原理,并指出牛顿环现象可以应用于检测光学器件表面质量、测量透镜的曲率半径、测量未知液体的折射率。     

非接触法利用牛顿圈测量透镜的曲率半径

用非接触法测量透镜的曲率半径，可以避免透镜与标准件接触对透镜表面造成的损伤，有利于提高精密仪器的制造精度。用CCD接收图像，由计算机进行条纹判读和数据处理，更可大大提高测量精度，并且适用于大批量器件的快速检测。     

牛顿环透镜倒置和正置测干涉条纹半径的比较

在牛顿环干涉现象测透镜曲率半径实验中,分别对牛顿环透镜倒置和正置时,产生干涉的几何光路分析得到：在理论上,牛顿环透镜倒置时,比透镜正置时所测k级干涉条纹半径更准确。并且利用MATLAB软件辅助计算得到：牛顿环透镜倒置和正置时,所测k级干涉条纹半径相差微小。所以,实际实验中,牛顿环透镜既可正置也可倒置。     

利用七色光仿真白光牛顿环干涉实验

依据七色光可合成为白光的原理,基于Matlab软件仿真白光牛顿环干涉实验;通过改变仿真参数,研究平凸透镜曲率半径的变化对干涉条纹的影响,通过对比入射光和透射光的仿真干涉条纹,分析色光的互补现象。结果表明,白光牛顿环干涉实验的仿真图像,颜色鲜艳而逼真;干涉条纹的间距和半径与平凸透镜的曲率有关;入射光和透射光干涉条纹为互补色。     

谐振腔镜对高斯光束远场发散角的影响

利用变换矩阵和ＡＢＣＤ定律讨论了激光谐振空对高我束的变换,推导出高斯光束参数通过光腔输出镜的变换公式。并对热透镜腔,光束远场发散角等问题进行了讨论。     

基于4f光学系统的透镜FT、IFT变换光学频谱特征分析实验

分析了基于4F光学系统的透镜FT、IFT变换光学的数学表述,指出其参数所表征的物理意义;据此提出利用若干等焦距透镜建立变换光学频谱特征分析实验的构思,利用CCD件和计算机进行采样、分析,阐述d0试件几何孔径等因素对其变换光学频谱特征的影响．     

三角形微通道中环状冷凝过程的数值模拟

建立了三角形微通道中环状冷凝的一维稳态模型,给出了等边三角形微通道中环状冷凝过程的液相毛细半径沿轴向的变化曲线.计算发现,在等边三角形微通道中,气液界面毛细半径先沿程急剧增加,然后趋向平缓,最后再急剧上升,且毛细半径的平缓段占据了绝大部分冷凝段总长度.在接触角和通道热流密度较小或者通道水力直径和入口蒸气压力较大时,冷凝段长度较长.在冷凝过程中,流速和液相压力沿程变化剧烈.该模型较好地解释了三角形微通道环状冷凝机理,并能用于估算冷凝过程的部分参数,为进一步推导更完善的微通道冷凝模型奠定了基础.     

透镜的焦距对激光聚焦焦斑影响的研究

根据激光衍射理论和空间像差理论 ,推导出在给定激光器的输出波长和激光光束大小的前提下 ,考虑激光衍射和空间像差对透镜聚焦能力的影响 ,所选用的最佳透镜焦距的大小及相应的可以聚焦焦斑的大小 ,此结果有一定的实际应用意义     

“牛顿环测量透镜曲率半径”数据处理方案与程序设计

在使用Authorware开发平台进行多媒体CAI交互式教学软件的研制中,以“牛顿环测量透镜曲率半径”实验的数据处理为例,通过对“数据输入”、“数据处理”、“存储数据”和“报表打印”按钮程序的编制,给出了一种简洁而直观的方法．这种方法可广泛应用于类似实验的数据处理中．     

牛顿环环数差选择对测量的影响

本文根据干涉原理．全面讨论分析等厚干涉－牛顿环测透镜的曲率半径环数差的选择对测量结果的影响．