双光栅衍射在成像中色散与合成的实验研究

讨论了在白光照射下双光栅色散和合成成像,搭建了基本实验装置,对双光栅不同组合和角度等因素进行相关实验,并对结果进行了讨论.     

采用衍射掩模产生白光横向平顶光束

白光横向平顶光束在定向背光式自由立体显示器中有重要应用.本文提出一种采用带蝶形小孔阵列的衍射掩模片获得白光横向平顶光束的方法.根据广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和多波长叠加原理,推导出光强分布计算式.设计一套实验装置,数值模拟并实验验证出射光束在不同距离的横向光强分布以及小孔蝶形凹度(蝶形中心高度与边长的比值)对横向光强分布的影响.结果表明:当选择小孔蝶形凹度为0.50—0.66时,可以得到平顶因子F 0.89的白光横向平顶光束,横向平顶光束的宽度随着传输距离的增大而增大,而平顶因子基本不变.实验还发现柱面透镜的折射色散和衍射色散可以互相抵消,使白光横向平顶光束基本无色散.     

对白光干涉法测量透明介质折射率实验的探讨

在时域中求解得到,光路中存在色散介质的情况下,白光双光束干涉光强度.由此证明了:用白光干涉法测量得到的是白光在色散介质中的群折射率,而并非相关报道中认为的折射率;讨论了介质厚度及色散对于涉条纹的可见度和干涉条纹显现时动镜移动范围的影响.上述结论得到了实验验证.     

反射式偏振光干涉彩色显示屏的制作

<正>众所周知,白光是由多种频率的单色光组成的复色光。因此可以利用棱镜的色散原理获得白光的彩色光谱,也可以利用干涉或衍射装置获得白光的彩色光谱。但是还有一种将白光分光的方法,这就是偏振光干涉。更神奇的是只用一块偏振片及若干张透明薄膜就可以产生彩色的图形。下面就介绍一个由本文作者设计的白光照射下实现反射式偏振光干涉的演示仪。1.偏振光干涉原理     

自制“混色箱”演示白光组成的三种方法

现行普通中学的教材,要求在讲白光的光谱时,需向学生演示如图1所示实验。由于一般中学还没有该实验的成套设备,仅可完成由狭缝射出的自光,通过三棱镜能分解成彩色的光谱的演示(光的色散)。但分解后的彩色光谱又能合成白光的演示,均不能完成。即使采用老式的混色板转动后观察到白光,也显得极勉强,以至使学生认为棱镜的色散与混色板的合成是两种没有直     

色散及视觉函数对白光干涉测折射率影响的分析

对使用迈克耳孙干涉仪白光干涉测量透明介质折射率实验中出现的3种异常现象的原因进行了分析。在考虑介质色散并对人视觉函数作适当简化的情况下,求得了干涉条纹可见度、可见白光干涉条纹时动镜的移动范围和折射率的表达式,并由实验对其结果进行了验证。结果表明,运用此方法测量所得的平行板透明介质折射率并非通常由相速度所定义的相折射率,而是白光在介质中由群速度所定义的群折射率。此方法可以用测量到的群折射率和已知的相折射率求得介质在中心波长处的色散。     

一只光学的简单仪器——三角水槽

我曾用三块普通舊玻璃片拚成一只三角水槽,代替三稜镜作光的色散实验,白光包含的红橙黄绿蓝靛紫七色,看得非常明显,其效果并不比三稜镜差。用这种三角水槽,不论晴天雨天,都可在室内实验白光的色散现象,不一定要在室外日光的直接照射下。并且还可用来作—般的光的折射反射实验,效果也很良好。例如:黠一支蜡烛放在槽的旁边,由槽的他方看去,便见烛光的位置已经改变了,如果转动水槽,调整角度,可以看见烛光的两个正像;再由下向上斜视水面,同时还可看见烛光的两个倒像。如果使光线由直角水槽斜边的垂直方向入射,经过两次反射後,则与入射线平行的     

白光干涉在保偏光纤测量与对轴中的应用

本文根据白光干涉原理，研究了保偏光纤偏振色散和耦合系数的测量，保偏光纤连接时主轴夹角的调整，并获得了满意的实验结果，还对白光干涉技术在保偏光纤传感和器件方面的应用作了初步的讨论。     

光学元件群延迟的直接测量

提出了一种测量群延迟的新方法,利用白光干涉仪产生的光谱干涉,通过时间频率联合分析直接得出群延迟,减小了传统相位差分方法产生的误差,并通过测量结果减去系统背景,进一步提高了光学元件色散测量的准确度. 该方法适合于具有复杂色散光学元件群延迟和色散的准确测量,也适合于慢光器件群速度延迟的测量. 关键词： 色散测量 白光干涉 时间频率分析 超快激光     

偏振模耦合分布式光纤传感器的数值色散补偿

从理论和实验两个方面分析并验证了白光偏振耦合分布式保偏光纤传感器探测灵敏度与光纤双折射色散的关系。提出了一种色散补偿耦合强度的计算方法。该方法在忽略光传输中微弱损耗情况下,利用耦合点干涉包络面积在存在双折射色散情况下仍然保持不变这一特性,通过对干涉包络进行希尔伯特(Hilbert)包络提取和最小二乘非线性拟合得到干涉包络的面积,从而获得经过色散补偿后的偏振耦合强度值。实验结果表明,该色散补偿算法具有很高的准确性,尤其对短光纤,绝对偏差小于0.63 dB。     

莫尔色散法产生相位体的假彩色剪切条纹

白光照明载频照相法能产生相当于剪切干涉的莫尔条纹,本文提出用色散棱镜进行条纹的假彩色编码,使得测量上更灵敏和视觉上更舒适.首先讨论了以有限口径成像产生莫尔剪切干涉的方法,然后分析了色散假彩色编码的原理并导出了相位折射角和编码色之间关系,最后给出了实验结果.     

如此做"三棱镜色光复合实验"观察到的是假象

国内外不少教材，在讲色散时常常提到用图1所示的方法，即用两个同样的三棱镜相互倒置且贴近的方法，演示经过第一个三棱镜色散的光，再通过第二个三棱镜后又复合为白光．     

一个新颖的白光干涉实验的开发与研究

开发了一个获得白光条纹的新实验.把劳埃镜干涉和光栅衍射结合起来,有可能使白光源产生的不同颜色的条纹彼此重合,从而能观察到清晰的黑白条纹.讨论了有关的实验原理、装置和方法,介绍了主要的实验关键并提供了相应的测量数据.     

单轴晶光轴干涉图成因的理论分析

借助于数学工具和一种简单的实验装置,用直观的方法,使理论分析和图形相结合,从理论上解释了单轴晶光轴干涉图的成因,并给出了在白光照射下的干涉花样。搭建了实验光路,结果表明:若用单色光照射,干涉图为明暗相间圆环;若用白光照射,则为一个套一个的环状等色曲线。愈向视域边缘,干涉色级数愈高,等色曲线的数目愈多,密度愈大,表示晶体的双折射率愈大。实验结果与理论分析相吻合。     

光栅色散的新型演示实验

本文介绍了一种适合于课堂使用的光栅色散现象的新型演示实验装置.     

衍射光学透镜色散特性的仿真研究

在白光照射下,衍射光学透镜的焦距不仅同材料色散和波长色散有关,而且还同孔径因子有关。基于折射率随波长变化的经验公式,利用自编的仿真计算程序包,得到了透镜焦距、材料色散、波长色散、孔径因子之间的关系曲线。所获得的理论分析和仿真计算结果为进一步设计消色差的纯衍射目视光学系统提供了理论依据,具有一定的指导意义。     

空间拼接主镜望远镜共相位检测方法

总结了常用的共相位检测方法,分析了各种方法的特点及其用于空间望远镜在轨检测的适用性.提出了一种新的基于色散瑞利干涉原理的共相位误差检测方法和相应的干涉条纹数据处理方法--二维色散条纹分析法.介绍了色散瑞利干涉法的基本原理,给出了其检测拼接主镜望远镜共相位误差的光路图.为验证所提出的方法,搭建了一套色散瑞利干涉仪检测共相位误差的实验验证装置.初步的实验结果表明所搭建的色散瑞利干涉实验装置的量程叮达到200μm,多次测量值的均方根误差(重复性)优于2 nm,共相位误差δ≤1 μm时,测量精度为6.56 nm,可以满足空基分块主镜望远镜在轨共相f{7=检测的要求.     

钛宝石飞秒激光器用色散补偿Gires-Tournois镜的研究

根据钛宝石飞秒激光器的色散补偿要求设计了单次反射平均补偿量为-60 fs²的GT(Gires-Tournois)镜,采用离子束辅助沉积技术结合光学监控技术制作了器件.用分光光度计对650—950 nm波段薄膜反射率进行测试,结果表明反射率测试曲线与设计曲线十分符合,同时利用白光干涉系统对群延迟色散进行了测试,测试结果与设计符合得很好,实际的色散曲线振荡基本控制在±20 fs²以内.应用该GT镜进行钛宝石飞秒激光系统的色散补偿,取得了很好的锁模效果,得到了29 fs的超短脉冲. 关键词： 色散补偿 钛宝石飞秒激光器 GT镜 离子束辅助沉积     

BSRF白光动态形貌实验系统

介绍了北京同步辐射装置(BSRF)4W1A光束线及白光动态形貌实验系统的各个组成部分,主要包括白光形貌相机、高低温样品环境室及其控制系统、实时观察和录制系统、图像处理和输出系统等部分. 并对其部分实验结果进行了介绍.     

大视场白光干涉测量系统及性能研究

基于国产化的2倍迈克尔逊型干涉物镜组,优选配置0.5倍适配镜,对白光LED照明光源进行带通滤波参数的仿真估算和实验性能比较,构建了整套大视场白光干涉精密测量装置系统并进行了实验测试,通过白光干涉轴向响应实验曲线确定了中心波长。实验结果表明：通过光谱滤波获得了较为理想的白光干涉轴向响应曲线;系统的水平最大视场达到了14 mm;高度为2.04μm和20.43μm的标准台阶样品的测量结果分别为2.05μm和20.47μm,10次测量重复精度（标准差）分别为12 nm和16 nm。对粗糙度样板、微机电系统传感结构和半导体晶圆膜层进行了实测,表明所研制的系统装置在三维光学无损精密检测领域的应用具有可行性。