双波长剩余小数法标定光学劈尖厚度及其约束条件研究

本文提出了利用双波长标定光学劈尖厚度的剩余小数法,详细研究了该方法所应满足的约束条件,并给出了实验结果。     

一种激光定向的多窗口设计

在激光侦察告警等应用领域需要精确测定入射激光的方向。通过对平行激光在光学劈尖上产生等厚干涉条纹的分析，得到了激光入射倾角与条纹间距的关系，提出了利用入射激光在相邻3个光学劈尖上产生干涉条纹的间距来确定激光入射方向的探测模型，并详细论证了该模型的探测原理。给出了一种由9个光学劈尖组成的可实现半球空间激光定向的多窗口设计方案。理论计算表明，该方案切实可行，且在探测精度、反应速度和系统组成等方面与现有的激光定向技术方案相比具有一定的优越性。     

劈尖干涉测量激光波长的尝试

依据劈尖干涉原理,采用扩束镜把半导体激光扩束成点光源,再通过平行光管变成平行光后形成劈尖干涉,利用读数显微镜测量相邻两级干涉条纹间距,进而测定半导体激光的波长。这种方法操作简单实用,具有较高的测量精度。     

最小二乘法在劈尖干涉实验中的应用

基于空气劈尖干涉实验中,相邻两个级次干涉条纹所在位置处,在竖直方向上的空气层厚度差为二分之一波长,将移动读数显微镜测得的干涉条纹数据作为横坐标,由干涉条纹级次差确定的空气层厚度差作为纵坐标,进而对劈尖干涉仪中空气薄膜上表面与垂直于棱边平面的交线方程应用最小二乘法进行直线拟合,通过拟合得到的直线方程获取劈尖干涉仪所夹细丝的直径值。实验验证表明,新的实验数据处理方法结果可靠。     

从一道光学习题得到的启示

从一道光学习题得到的启示山东建材学院逄锡森，范素华大学工科物理试题库中有这样一道光学题目：用波长为λ＝６００ｎｍ（１ｎｍ＝１０－９ｍ）的光垂直照射由两块玻璃平板构成的空气劈尖薄膜，劈尖角θ＝２×１０－４ｒａｄ．改变劈尖角，相邻两明条纹间距缩小△ι＝１...     

基于迈克耳孙干涉仪及劈尖测量透明液体折射率

提出了基于迈克耳孙干涉仪及劈尖组合的测量透明液体折射率的方法,对迈克耳孙干涉仪进行简单改装,将一个注满待测透明液体的劈尖和一个空的玻璃劈尖分别置入2个光路中.通过调节传动装置使注入液体劈尖在光路中的厚度发生缓慢变化,从而记录生出或消失的干涉条纹个数,进而测量液体的折射率.     

三波长激光雷达探测合肥地区卷云特性

卷云对地气辐射收支平衡有重要影响。根据三波长激光雷达系统于2011年1月~2012年10月在合肥西郊的观测资料,对比分析了不同波长对卷云的探测能力,并研究了合肥地区卷云的云结构和光学厚度等特征。结果表明,在所用的三波长(355、532、1064nm)中,激光雷达的波长越长,其对卷云的探测能力就越强。合肥地区卷云的云峰平均高度在8km左右,冬季较低,夏季较高;卷云平均厚度在1~2km之间。三个波长探测所得的卷云光学厚度基本一致,从而验证了卷云的消光系数与波长无关的理论。合肥地区的卷云以光学厚度小于0.3的薄卷云为主,平均光学厚度在0.12左右。     

用数值模拟方法研究面光源劈尖干涉问题

在面光源照射下,给出了劈尖表面可观察到干涉条纹的条件,通过Matlab软件进行数值计算,分析了劈尖表面的干涉条纹数目对光源距离和尺寸的依赖关系,结果表明,对给定的光源宽度,要在劈尖表面观察到一定级数的条纹,光源距离不能低于一定的值．这种数值模拟方法对设计复杂的非平行光薄膜等厚干涉试验有参考价值．     

用等间距线(面)解释等厚干涉条纹的变化

读了《大学物理》1983年第1期中“给物理公式作些注释”一文后,颇有启发。这里,我们试从另一个侧面谈谈与物理公式有关的图示问题。 当讨论高度为d的劈尖面上能出现多少条明纹(或暗纹)问题时,只需将d除以八/2后取整数即可。但这比较抽象,如果采用以λ/2为间距的等间距线(面)来讨论出现的明纹(或暗纹)数目时,可直观地由日上直接读出来。图1为光强I和厚度e的关系等间距线(面);图2为厚度d的空气劈尖置于等间距线内出现明暗条纹的分布情况.由于λ和θ都很小,真正由图示定量地确定条纹数目必须按比例放大才行.不过,作为定性地分析干涉条纹的形成…     

基于迈克耳孙干涉仪及双空气劈尖测量液体折射率

折射率是介质的一个重要光学参数,对折射率的测量是光学实验中一个重要的组成部分.本实验利用双棱镜和平板玻璃制成的双空气劈尖作为盛放液体的容器,并在迈克耳孙干涉仪上增加了横向传动装置来控制双空气劈尖的移动,设计了一种测量液体折射率的实验装置.该实验方法避免了复杂的元器件加工,操作简便且测量结果较精确.     

CCD系统线性动态范围的标定

 提出了一种标定CCD图像采集系统动态范围的实用方法。利用尖劈形成一列光强逐级衰减的标定光源,结合插值法给出CAS-512A CCD系统的线性动态范围。可用于强激光领域中CAS-512A CCD图像采集系统的实用线性动态范围的标定。     

Interference wedge properties relevant to laser applications: transmission and reflection of restricted light beams

The optical properties of the interference wedge are analysed for the case of restricted laser beam illumination. By further development of Brossel's method, equations describing this case are derived and used to calculate the reflected and transmitted beam profiles for typical intracavity laser beam diameters (0.2–0.6 mm) for Gaussian and uniform intensity distributions. In particular, the experimentally observed formation of bright fringes outside the beam impact area at resonant wavelengths is explained. some useful dependencies concerning the wedge reflection and transmission for laser applications are obtained and experimentally demonstrated.     

硅陷阱探测器在350—1064 nm波段的绝对光谱响应度定标

介绍了利用钛宝石可调谐激光器、倍频器和单波长激光器作为光源,在24个波长分立点定标了三个硅陷阱探测器的绝对光谱响应度,解决了红外激光的精确定位与调整、窗口透过率模拟定标等关键技术.结果显示：在激光波长为412—800nm时,三个陷阱探测器定标的不确定度约低于0.05％;当激光波长大于800nm以及低于355nm时,获得的陷阱探测器的定标不确定度约低于0.065％.硅陷阱探测器可以作为空间各类遥感器在350—1064nm波段定标的传递标准探测器. 关键词： 陷阱探测器 低温辐射计 光谱响应度 辐射定标     

Wavelength-scalable micro-fabricated wedge for generation of optical vortex beam in optical manipulation

An optical wedge phase plate is fabricated for the study of vortex beam generation in optical manipulation. It is demonstrated that the wedge phase element provides scalability for generating the vortex beam at different wavelengths as long as the incident beam size is adjusted accordingly. The presence of singularity for different wavelengths and the associated orbital angular momentum are confirmed experimentally in optical manipulation. Electronic supplementary material Supplementary material is available in the online version of this article at and is accessible for authorized users. PACS 41.85.Ct; 42.82.Cr     

空间外差光谱仪基频波长的定标

基于空间外差光谱仪的工作原理和干涉图的产生机制,提出了一种空间外差光谱仪的基频波长定标方法。沿干涉条纹法线方向求取像元相位,通过对法线方向的像元相位进行线性拟合求取相位直线的斜率,该相位斜率与干涉条纹法线方向的空间频率具有对应关系,在获取两种已知波长的激光干涉图的相位斜率后即可确定该空间外差光谱仪的基频波长。四组波长数据的测试结果显示,用该方法定标的基频波长具有很好的一致性,标准差为0.044 nm。定标结果仿真的光谱与实测光谱完全一致,证明了该方法的可行性。     

惯性约束核聚变靶场监测系统空间坐标系的建立与标定方法

在惯性约束核聚变(ICF)实验中,高精度的靶场坐标系统是保证打靶准确性的关键因素。提出了靶场坐标系的建立方法,采用三台CCD监测仪对靶场监测。设计了正八棱柱模拟靶对靶场坐标系进行标定;设计了由显微和准直系统相结合的监测仪光学系统,使监测仪同时具有测量靶位和准直的功能。提出了采用双频激光标定准直光学系统的方法。     

高精度标准小角度发生器的研制、应用与传递──系列光学角规

本文阐述了国家平面角计量检定系统所规定的计量标准器具──光学角规的检定技术,主要介绍了我们提出的新的光学角规标定的原理和技术,并介绍在此原理基础上研制的检定光学角规偏向角值的基准仪器──光电光楔测角仪。经鉴定其检定光学角规偏向角的最大测量误差３σ≤０．１＂。本文中讨论了光学角规作为标准小角度发生器检定各类角度测量仪器示值误差的应用实例,特别是用于检定二维测角仪器的示值误差,该角规具有独特的优越性。     

基于激光诱导击穿光谱的波长校准法研究

基于线列光探测器件的光谱仪具有多光谱通道探测的优点，以及其在物质光谱分析中担当的重要角色。分析了基于线列光探测器件光谱仪的波长准确度问题，提出利用激光诱导击穿原子光谱丰富波长校准特征波长谱线的思想。实验选用光谱波长范围为200nm～600nm的凹面光栅光谱仪、2048元焦平面的CCD器件和低压汞灯，分别对铜、铝、镁、钙、硅等5种样品进行了激光诱导击穿光谱试验；利用选取的10条激光诱导原子光谱波长数据并结合低压汞灯的10条特征谱线对光栅光谱仪重新进行波长校准，获取的试验数据有力地证明了这种思想的可行性。     

偏振型干涉成像光谱仪谱线位置定标方法的研究

论述了偏振型干涉成像光谱仪的工作原理, 针对复原光谱谱线位置漂移问题, 提出了原理修正和数据处理两种具有代表性的实验室谱线位置定标方法, 给出了定标结果及对比分析. 原理修正方法从干涉型成像光谱仪的参数选择着手, 分析了产生谱线位置漂移的原因, 针对复原谱线位置随行变化的问题, 给出了修正方案, 使得谱线位置精度明显提高; 对于给定的四组激光器标准波长, 谱线位置均方根误差由定标前的28.3914下降至5.5371, 该方法对干涉型成像光谱仪具有普适性, 且其定标参数对分析仪器指标提供了便利. 数据处理方法弥补了原理修正定标存在的数据量大、短波定标效果弱等弊端, 谱线位置均方根误差下降至0.9178, 该方法实施简单, 对不同的输入波长, 所取不同行的数据用统一的表达式进行修正. 该方法化繁为简、间接定标的思想具有一定的借鉴价值. 该研究为偏振型干涉成像光谱仪的设计、研制、调试和工程化提供了重要的理论依据和实践指导.