双凸柱面透射光栅的衍射分析

本文用付里叶光学的方法分析双柱面透射光栅的衍射特性，用计算机模拟出其衍射光强的分布．计算机摸拟结果与光学实验结果吻合．     

Fourier变换在Fraunhofer衍射中的应用

近代用傅里叶(Fourier)变换解决光学中的很多问题都是很有成效的。它实际上已发展为光学的一个新分支,通常称为傅里叶光学。傅里叶光学极大地发展了光学系统的成象理论,而且在这个理论的指导下,人们创制了不少更好的光学仪器和光学元件。本文并不泛泛地讨论傅里叶光学本身,而仅仅是专门论述傅里叶变换在夫琅和费(Fraunhofer)衍射(或称远场衍射)中的应用。     

偏振光在散射介质中的传播与成像

偏振光在散射介质中传播的过程中其时间、空间、方向、相干性和偏振等物理指标的变化规律，是强散射介质光学成像研究的基本问题，对发展生物医学光学新技术和新应用具有重要意义．从偏振光散射与传播基本过程出发，利用Monte Carlo方法，模拟偏振光子在强散射介质中传播的统计规律，并结合仿体和生物组织样品的实验，分析介质中散射粒子的形状、空间取向、组成和空间分布等因素对偏振光子传播和成像的影响；比较了在光路中采用角度、空间和偏振等门控技术之后对散射光子的抑止作用，以及对成像质量的改善。     

关于散斑图全场观测时两种Fourier变换光路的探讨

散斑图通过光学傅里叶变换和空间滤波再现是力学测量中的重要手段。常用的变换光路是把散斑图置于变换透镜的前焦面上。本文对把散斑图分别置于变换透镜前、后的两种傅里叶变换光路进行了讨论,指出对不要求“准确”的傅里叶变换的散斑图观测,采用散斑图置于透镜后的光路有较多的优越性。     

单光束离面记录云纹干涉法

提出的单光束离面记录云纹干涉法，以高密度闪耀光栅为测量元件，可同时获得面内位移分量和离面位移一阶导数场。具有光路简单，无防震要求，测量灵敏度高，量程范围大，条纹对比度好等特点，为小变形问题的现场测量提供了一种简便的方法。论述了方法的原理，用傅里叶光学原理和波前干涉理论推导了光强分布表达式。典型实验表明，实验结果与理论解吻合良好。     

二维粗糙面激光波束散射场量均方及相关函数的二阶统计特征

在高斯波束入射下二维随机粗糙面散射特征基础上,研究波束散射场量均方和相关函数的二阶统计特征,利用误差函数获取数值计算的解析表达式．数值计算了目标几种特殊材料表面,激光波束入射下,不同材料单、双站散射场量二阶统计特征随散射角度的变化情况．详细讨论了特殊材料表面介电常数、粗糙度、相干长度,入射／散射角分别对散射场相关函数的影响．散射场量均方值函数作为粗糙面散射的相干分量,针对不同材料单、双站探测条件下,定量分析其在相关函数中的比重及随散射角的分布特征．散射场量的均方和相关函数是统计数学本质数字特征,本文所做的工作将为研究激光波束入射下粗糙面散射场量其他高阶矩统计特征奠定基础,并通过定量分析统计均方在相关函数比值关系,为开展目标激光探测中与“散斑”有关的光学特征研究提供有效技术支持．     

论无衍射发散光束

从傅里叶光学的概念出发,指出傅里叶光学的本征模和具有一定特征的一些本征模的组合就是无衍射发散光束,这为寻求和判断无衍射发散光束提供了一个简单的方法．同时也指明对无衍射发散光束的任何有限孔径的截取,所得的都不再是无衍射发散光束,即无衍射发散光速充满全部空间．     

透镜的光学传递函数的实验研究

用CCD相机采样空间频率分别为10 lp/mm、25 lp/mm、50 lp/mm和80 lp/mm的矩形光栅通过一个待测透镜后的像,再通过相关算法算出该透镜在相应空间频率下的光学传递函数值,并与ZEMAX仿真结果进行比较。结果表明,实验结果与理论分析和仿真结果一致,证明了该测量方法的正确性。该实验项目对相关专业的本科生开放,对学生了解傅里叶光学的应用具有重要的意义。     

电子被原子非弹性散射的光学模型势方法

本文将原子核散射理论中的光学势方法应用于电子─原子散射计算中，提出了不含任意参数的光学模型势，用自编的Ｆｏｒｔｒａｎ程序计算了ｅ─Ｈｅ的散射总截面，获得了与实验符合的结果．     

生物大分子光散射特性的研究（I）：牛乳脂肪的光散射

研究了牛乳脂肪大分子和分子团对６３２．８ｎｍ光波的散射特性，测定了散射光强和透射光强随脂肪浓度变化的关系，推导了表达脂肪含量的公式，计算了牛乳脂肪的重要光学参量。用透射比和散透比两种方法对上述内容分别进行研究对比，取得了一致结果。     

高功率激光系统中离轴鬼光束光斑大小与光强的计算

用矩阵光学方法推导出旋转对称光学系统中离轴鬼光束会聚光斑大小及光强公式,进而对高功率激光系统中两个典型的光路构型离轴鬼光束会聚光斑大小及光强进行了数值计算。     

奇点光学概论

奇点光学被认为是现代光学的一个新的分支学科,其研究对象已从完全相干光波场(相干奇点光学)推广到部分相干光波场(相关奇点光学),从单色光波场推广到多色光波场,从标量光波场推广到矢量光波场,从理论研究和计算模拟扩展到实验和应用.结合我们的工作,对奇点光学中一些基本概念和进展做了综合评述.奇点光学中取得的成果不仅有重要基础科学研究意义,而且有助于新奇点物理学的发展.     

复合抛物面型集光器的设计

在非成像光学原理的基础上,分析了复合抛物面型集光器的设计原理．采用数值计算,研究了该集光器的集光性能以及它与多模光纤的耦合．为提高耦合效率,提出了截底法和截顶法．复合抛物面型集光器已用在太阳能装置中,它也能在激光水下通信中得到应用．     

近场光学与近场光学显微镜

近场光学是研究距离物体表面一个波长以内的光学现象的新型交叉学科。基于非辐射场的探测与成像原理,近场光学显微镜突破常规光学显微镜所受到的衍射极限,在超高光学分辨率下进行纳米尺度光学成像与纳米尺度光谱研究。本文将讨论近场光学的基本原理,非辐射场的探测与高分辨率的关系;光学限阈及隐失场在近场光学中的重要性;以及近场信息的获取方法。对近场光学显微镜的主要类型及相应的仪器发展,分辨率,衬度原理做一综述。同时简要介绍近场光学显微镜在超高分辨率光学成像,近场局域光谱,高密度数据存储,在生命科学,单分子光谱,量子器件发光机制等领域中的应用。     

Ultafast organic nonlinear optical molecules and the realization of mesoscopic photonic devices

In the twentieth century, revolutionary changes took place in the human society and people’s life-style due to the improvement of the optoelectronic information technology based on the second-order nonlinear optical effects, such as the electro-optic effect, the second harmonic generation (SHG), and so on. Along with the rapid development of light information technology, new principles and methods of nonlinear optics are needed, and the third-order nonlinear optical effects attract great attention. The research progress of nonlinear optics is reviewed in this article. Our research work on the third-order nonlinear optical materials, ultrafast and low-power organic all-optical photonic crystal switching are introduced.     

研究性实例在光学教学中的应用

举例说明了光学研究性实例在光学教学中的作用,并探讨了研究性实例的相关选择原则及实施研究性实例教学的相关保障措施.     

光学,明天更辉煌——写在北京理工大学光电工程系建系50周年

叙述了20世纪光学的发展历程．光学对人类社会的伟大贡献在于：20世纪初期相对论和量子力学二个最重大的发现都与光和光学相关；光学的研究和进展，特别是激光、光纤通信和光存储技术的发明，促进了信息社会的形成。20世纪，传统光学迈向现代光学，光子学和光子技术破门而出．可以预期，21世纪光子技术将成为信息化社会的另一主要支柱。科技实践表明：光学的发展历程是人类创造性思维历程的一部分．对光和光子的认识和利用每前进一步，人类社会就前进一大步。昨天的光学成就非凡，今天的光学欣欣向荣，明天的光学将更加辉煌。     

三相光学电流互感器系统的建模

提出了一种全新的用于测量电力系统三相电流的光学电流互感器系统,即利用一路光和一套检测系统实现三相电流的测量。用矩阵光学的方法建立了基于法拉第磁光效应的三相光学电流互感器的数学模型,为相关的研究提供了理论基础。理论分析和仿真结果均证明了系统的可行性。     

应用哈密顿公式研究傍轴透镜光学

本文论述了用L定义光学的哈密顿H,并给出了哈密顿公式的基本方程式.利用哈密顿方程式,我们在旋转对称的光学系统里追迹光线.我们还将利用哈密顿公式得出折射面和透镜的简单结果.通过研究二个有代表性的例题说明这个方法是可行的.     

基于光场调控的光学图像相关处理:原理与技术进展

光学图像识别以信息处理容量大、运算速度快(基本上接近光速)和高度并行处理能力等特点得到研究人员的广泛关注,在成像、生物医疗、国防军事等领域均具有广阔的应用前景.近年来,随着空间光场调控技术的发展,人们对结构光场的认识愈加深入,使得光学图像识别这一领域焕发出新的生命力.本文从范德·拉格特相关器(Vander Lugt Correlator, VLC)和联合变换相关器(Joint Transform Correlator, JTC)这两大主要光学图像识别相关器的基本原理出发,介绍了光场调控在光学图像相关识别及处理应用中的物理原理与技术进展.从线性光学、非线性光学以及量子光学这三个角度分别介绍不同领域如何通过光场调控实现全光型的光学图像相关处理.