用电子学全息方法测量两平行光束微小夹角

提出一种根据电子学全息原理测量两平行光束微小夹角的方法，其基本思路是，用ＣＣＤ作为记录介质经图像采集卡将双光束干涉条纹图像采集于计算机中，并通过离散傅里叶变换实现干涉条纹图像从空域到频域的变换，根据所得到的频谱分布图，获取条纹数并算出条纹间距，进而推算出两平行光束的夹角。详细地阐述了该方法的原理，通过实验验证了其测量微小光束夹角的可行性，对其测量精度、范围和角度分辨率作了定量地分析。     

基于Talbot-Moiré法的长焦透镜焦距测量的极限精度分析

长焦距测量的Talbot-Moiré法是研究热点,目前很多方法虽然都是基于Talbot现象和Moiré技术,但基本原理和实验方案各不相同,因此焦距计算公式也不相同。基于透镜位相变换作用,利用Talbot效应和Moiré条纹,通过图像处理的方法获得条纹的斜率变化,根据焦距与莫尔条纹斜率之间的关系求得透镜焦距。由于长焦透镜的焦距相对于被测透镜厚度大得多,完全可以看作是薄透镜对光束的变换,可用薄透镜对球面波的变换作用来近似表示其对高斯光束的变换。因此,该方法测量长焦透镜焦距对于高斯光束与非高斯光束焦距测量结果无差别,均适用。最后全面分析了该测量方法的误差及精度极限。在影响测量精度的各个误差因素中,光栅节距误差对焦距测量的影响最为显著。     

基于Talbot-Moiré法的长焦透镜焦距

 长焦距测量的Talbot Moiré法是研究热点,目前很多方法虽然都是基于Talbot现象和Moiré技术,但基本原理和实验方案各不相同,因此焦距计算公式也不相同。基于透镜位相变换作用,利用Talbot效应和Moiré条纹,通过图像处理的方法获得条纹的斜率变化,根据焦距与莫尔条纹斜率之间的关系求得透镜焦距。由于长焦透镜的焦距相对于被测透镜厚度大得多,完全可以看作是薄透镜对光束的变换,可用薄透镜对球面波的变换作用来近似表示其对高斯光束的变换。因此,该方法测量长焦透镜焦距对于高斯光束与非高斯光束焦距测量结果无差别,均适用。最后全面分析了该测量方法的误差及精度极限。在影响测量精度的各个误差因素中,光栅节距误差对焦距测量的影响最为显著。     

傅里叶技术测量透镜焦距

介绍采用Fourier术测量透镜焦距的方法,通过测量Fourier变换面上功率谱的分布,计算出透镜焦距。文中对测量原理进行了理论分析,导出了焦距计算公式并给出了实验结果,同时对功率谱分布的探测方法进行了探讨。     

频域干涉测量中脉冲延迟时间测定方法的研究

在基于超短激光脉冲频域干涉技术的超快激光与物质相互作用的测量实验中,束一束间的延迟时间对瞬态特性的测量至关重要。利用两束脉冲频谱干涉条纹宽度与脉冲相对延迟时间成反比关系这一特性,阐述了通过对脉冲频谱干涉图进行傅里叶变换,在干涉条纹傅里叶变换面（时间域）上测量脉冲延迟时间的基本原理,并给出了测量误差分析,数值模拟结果显示通过傅里叶变换的方式,在频谱干涉图的时间域上可以有效地提取出两束脉冲间的相对延迟时间。     

基于双朗奇光栅的焦距测量技术研究

随着中长焦距光学元件在光学遥感、高功率激光器和天文望远镜等系统中的广泛应用,对这类光学元件焦距的高精度测量提出要求。在双光栅干涉焦距测量技术的基础上,提出了一种新的改进算法。该算法通过Moiré条纹倾斜角度与待测元件焦距之间的函数关系得到焦距计算公式,并利用入射平面波时Moiré条纹的理想状态优化了该计算公式,解决了Moiré条纹倾角基准线的确定问题,提高了Moiré条纹角度求解精度。采用2块周期为20 μm的朗奇光栅搭建了长焦距测量装置。实验测得的透镜焦距为36.690 m,测量重复精度达0.382‰。     

综合研究性实验题A：基于傅里叶变换的频谱测量与应用

介绍了第5届全国大学生物理实验竞赛综合研究性实验题A的实验内容,并给出参考解答以及竞赛结果分析.综合研究性实验题A为基于傅里叶变换的频谱测量与应用.基于标量衍射理论,设计了傅里叶变换频谱测量实验,主要包含以坐标纸完成光栅常量的测定和成像透镜焦距的测量,以光强仪与示波器联用完成网格字条纹密度的测量和频谱缩放方法的展现.竞赛结果表明:考生对教学大纲中的基本实验内容掌握较好,但是综合使用常规的探测器和数据采集仪器还存在不足,自主设计和搭建实验装置完成综合性实验的能力欠缺.     

基于多光束干涉的长程轮廓仪

为提高长程轮廓仪(LTP)面型检测的精度,提出一种使用波面型等光程多光束分束器的LTP。该分束结构可将入射光束分成若干束等光强等光程的相干光。在理论上分析计算了傅里叶变换(FT)透镜焦平面上干涉条纹的位置和强度分布,探究了零级干涉主极大条纹宽度、振幅和±1级干涉主极大条纹振幅与多光束分束器各结构参数之间的关系。通过选取合适的参数设计了基于多光束干涉原理的新型分束器,并与传统分束器进行了仿真实验比较,设计了测量系统中的准直镜和FT透镜,在Zemax软件中建立了完整的光学系统模型,并对该模型进行了实验验证。结果表明多光束干涉长程轮廓仪可以实现对被测表面斜率的测量,其在探测面上的干涉条纹宽度比传统双光束干涉窄,光强也更加集中,可以提高LTP的测量精度。     

自参考激光剪切干涉法测量透镜焦距的实验研究

本文在改进的激光平板剪切干涉法基础上,提出了测量透镜焦距的一种新的实验方案。此方案根据透镜节点特性,以两组干涉条纹的平行作为判据,测量过程简便且精度较高。     

基于快速傅里叶变换的条纹图像处理研究

为提高船体扭转角变形测量精度,对双光栅干涉测量法产生的莫尔条纹采用快速傅里叶变换频域处理。采集不同宽度的莫尔条纹图像,分别对图像进行快速傅里叶变换,对比分析图像频谱,得到实际莫尔条纹图像的有效频率信息。分析滤波器的选择原则,选用陷波低通滤波器,去除频域图像中高频噪声,获得莫尔条纹有效信息。实验结果表明,莫尔条纹的频域处理精度远高于空域处理结果,使扭转角测量精度提高到1.2″。     

Measurement of focal length for a spherical lens with a joint Fourier transform spectrum interferometer

A method of testing the monochromatic focal length of a spherical lens by using a joint Fourier transform spectrum interference technique is proposed and experimentally demonstrated. The focal length is determined by the spacing of the interference fringes resulting from two identical input images and is measured at the back focal plane of the tested lens. The system is easy to adjust and realizes automatic measurement with high accuracy.     

Talbot像对谱面的对称性分析及焦距测量

分析了光栅的泰伯（Ｔａｌｂｏｔ）像和透镜焦面的关系，提出了Ｔａｌｂｏｔ像对谱面的对称性原理。并将其用于透镜焦距的测量，方法简单，精度高。     

The Detection of Defects in Optical Fibers Using a Hybrid Opto-electronic Correlator

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｒｅｃｅｎｔｄｅｃａｄｅｓ,ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｎｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｕｓｅｄｉｎｔｅｌｅｐｈｏｎｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ,ｄａｔａｔｒａｎｓｆｅｒ,ｃｌｏｓｅｄｃｉｒｃｕｉｔｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ,ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ,ａｎｄｓｅｎｓｏｒ,ｅｔｃ.[1].Ｏ…     

The Detection of Defects in Optical Fibers Using a Hybrid Opto-electronic Correlator

A hybrid opto-electronic correlator for detecting defects in optical fibers is proposed. After the light from a He-Ne laser being expanded and filtered it is not collimated but directly passes a Fourier transform lens and illuminates a reference fiber and a test fiber at the same input plane. The Fourier transform spectrum of the two fibers is therefore obtained at the rear focal plane of the lens, where it is sampled via a CCD array connected with a computer through a frame grabber. The computer performs filter, inverse Fourier transform and setting threshold operation on classification. The system is an equivalent of joint transform correlator with a Fourier lens of long focal length. The experiment results for optical fibers having incoordinate defects are presented. The results indicate that the system can be used for fiber defect detection, and has the advantages of high identification, compact configuration, easy adjustment and flexible manipulation.     

Optical method of determination of stress at a point

A method of determining stress at a point is suggested here. The effect of bending of a wave front that is due to variations of the refractive index is used to measure different aspects of stresses. A Fourier lens with a cross slit at its front focal plane is used to form interference fringes at planes near its back focal plane. The sample, illuminated by a plane-parallel coherent beam of light, is placed close to a cross slit, and the change in fringe pattern due to axial shift of the spectrum planes of the slits is measured to relate it to the state of stress.     

一种利用傅立叶频谱测量透镜焦距的新方法

本文介绍了一种利用傅立叶频谱测量球面透镜、柱面透镜及环曲面透镜单色光焦距的新方法,这种新方法不需要高精度的平行光管,用激光器作为光源,仪器调式简单,测量结果可靠,测量精度可达0.3%。如果采用光电扫描及微机处理,这种方法还可以实现自动化测量,而且可以测量不可见光工作情况下的透镜焦距。     

阿贝成像原理和空间滤波实验的改进

改进了阿贝成像原理和空间滤波实验.将物平面置于傅里叶变换透镜的前焦面,采用扩束光照明,在光源的共轭像面上测量频谱分布、改造频谱等,可以获得更好的实验效果,同时简化了光路.     

基于微波静磁波的并行磁光频谱分析研究

利用多个频率的微波静磁波同时与导波光的磁光作用可产生多级Bragg衍射光的原理可实现并行磁光频谱分析，即微波频率与衍射光在傅里叶透镜焦平面上的位置一一对应，而微波信号强度由多频静磁波对导波光的衍射效率确定。根据三频静磁波与导波光的磁光耦合方程，进行了仿真计算，结果表明，通过考虑多频磁光衍射中相位失配因素对衍射效率的影响可很好地恢复多频信号的相对强度。     

Real time measurement of the spatial coherence using non-redundant two-dimensional aperture array

In this paper, two-dimensional real time method of measuring the complex degree of spatial coherence of a laser light field is presented. Far-field interferogram is generated by a two-dimensional mask with non-redundant multiple apertures in the focal plane of the lens. The Fourier spectrum of the interferogram is analyzed in the term of classes of aperture pairs. Through using heights of the peaks in the magnitude spectrum, as well as intensities in the apertures, the modulus of the complex degree of spatial coherence was determined. The available experimental data of Young interferometry, confirmed the graphs obtained with the above methods.