微波布拉格衍射实验中测量衍射极大值的新方法

介绍一种在微波布拉格衍射实验中测量模拟晶体衍射极大值的新方法.此方法是采用微波分光仪自动测试系统进行测量,并且利用绘图软件处理数据,可以同时测量简单立方模拟晶体多个晶面的衍射极大值.     

光栅衍射法测量微透镜列阵焦距时产生的光斑干扰分析

基于光栅衍射的转角法无需转动光管,与传统的转角法相比具有较高的测量效率.而微透镜阵列元件子单元数众多,利用该方法进行测量时,光栅的各级衍射斑可能发生干扰,影响测量精度甚至无法进行测量.利用Matlab软件模拟分析测量过程中子单元光栅0级和±1级衍射光斑间的干扰,通过分析测量光源波长、光栅周期、微透镜阵列的子孔径和焦距,...     

干涉法测量光栅常数

讨论了一种测量光栅常数的新方法.这一方法基于通过横向移动光栅改变各级衍射条纹之间的相位关系,进而改变相邻衍射条纹之间的干涉效应,从而完成光栅常数的测量.同时给出了运用这种方法完成光栅常数测量的一般条件,并简单地同其他几种测量方法进行比较.     

高斯光束衍射测量中暗点漂移的研究

在丝径的激光高精度衍射测量中,激光的偏振方向、光束的几何属性和光束中心对衍射体对称中心的偏离都会影响测量的结果.本文从测量的角度对后二者的影响进行较为深入的研究.在理论研究的基础上,进行了计算机模拟,最后提出处理结果的方法.     

声光衍射法测量液体中超声声强的数据处理方法

为将半导体激光器用于构建声光效应及声速声强测量教学实验装置,推导了超声光栅远场衍射光场分布,给出了超声光栅相位调制系数分别与声强和各级衍射光强度的关系,总结了从衍射光场图像提取声强值的数据处理方法.通过建立交替使用氦氖激光器或半导体激光器的实验系统,进行了液体中超声声强测量的比较实验,验证了半导体激光器作为光源实现声光衍射法超声声强测量的可行性.     

基于声光布拉格衍射的波长测量系统

本文结合声光布拉格衍射,及动量匹配与衍射效率关系,探讨了声波波长与光波波长的定量关系,推导出光波波长测量相关公式,验证了基于声光布拉格衍射测量待测光波波长方案的可行性.并进行了实验方案的设计,实现了对不同光波的波长测量,自制出可用于实验教学的实验仪器.本波长测量方案具有实验操作步骤简单、实验装置造价低廉、受环境因素干扰较小等优势,同时可用于声光布拉格衍射的演示教学,直观的展示出布拉格衍射不同级数的衍射效率.     

衍射法测量金属丝的杨氏模量

本文提出了一种新的测量金属丝杨氏模量的方法--夫琅禾费单缝衍射法.平行光遇到由金属丝被拉伸形变而形成的单缝,产生衍射,用CCD光强分布测量仪接收衍射光信号,用示波器定标方法测量衍射角,可以精确计算金属丝的杨氏模量.最后与普通光杠杆放大法比较,对可能引入的误差来源做了分析,结果证明,本方法测量精度更高、相对误差更小.     

基于傅里叶光学原理的新型凹面光栅衍射效率测量方法

凹面衍射光栅兼具色散分光与光束聚焦功能,同时具有像差校正、低杂散光、无鬼线和高信噪比等优势而受到光谱仪器领域的广泛关注。衍射效率作为凹面光栅最重要的技术指标之一,其测量技术水平逐渐成为光谱仪器行业最为关注的课题之一。传统方法一般采用双单色仪结构实现凹面光栅衍射效率的测量,该方法主要存在两方面问题,一是测量标准反射镜和待测光栅的出射光谱带宽不同,二是光栅叠级、杂散光的影响;上述问题的存在降低了高性能凹面光栅衍射效率测量的准确性。本文提出了一种基于傅里叶光学原理测量凹面光栅衍射效率的新方法;针对该方法建立了凹面光栅衍射效率测量的数学模型,并采用光学追迹和傅里叶光学方法相结合对其进行了仿真分析,从而验证了该方法的正确性;针对动镜横移误差、倾斜误差、光源稳定性、动镜运动距离误差等因素影响凹面光栅衍射效率测量精度的问题,提出引入辅助探测器的方法来进一步提高衍射效率测量精度,并对有无辅助探测器情况下的上述误差对衍射效率的影响进行了数学推导和仿真分析,分析结果表明引入辅助探测器可以有效抑制了上述误差对凹面光栅衍射效率测量的影响。对比传统双单色仪测量方法而言,该方法不仅能够解决传统测量方法存在的问题,同时还具有多波长同时测量、高光通量、高分辨率、高波数精度等优势,可以有效提高凹面光栅衍射效率的测量精度和测量效率。     

基于衍射光栅的CCD相机标定方法

提出一种基于1维线衍射光栅的CCD相机光电响应特性标定方法,该方法利用衍射光栅对入射光束的分束特性,在远场焦平面内形成一系列衍射子光斑,采取有效的方法对多组衍射子光斑峰值测量数据进行融合,得到测量灰度值及通过理论计算得到的理论灰度值,拟合两组数据从而完成对CCD光电响应特性的标定.根据实验室现有的激光源与聚焦光学系统的...     

光盘信息符散斑图的统计特性研究

提出了一种用激光散斑测量光盘信息符统计特性的方法.利用散斑统计理论中衍射散斑场的平均对比度与散射屏表面粗糙度近似成线性关系,把光盘等效为弱散射屏,对未刻录、刻录及存在缺陷的CD-R光盘不同区域形成的衍射散斑图进行了对比研究.实验结果表明,该方法具有可量化、全场测量的优点,能够表征光盘信息符的某些统计特性,这为测量光盘刻录质量提供了一种新的方法和途径.     

基于快速傅里叶变换的衍射现象的数值仿真

根据夫琅禾费衍射与傅里叶变换的关系,通过构建数值遮光屏,并利用快速傅里叶变换,可以获得夫琅禾费衍射图样的二维仿真及其相对光强的三维分布图．利用Matlab实现了对单缝、圆孔及多缝的衍射现象的仿真．结果显示,该方法思路清晰,结果准确可靠,可作为教学中分析夫琅禾费衍射现象的另一种有效方法．     

一维丝室气体探测器衍射像差的修正方法研究

一维位置灵敏单丝气体探测器采用单根镀金钨丝和200根阴极感应条的探测结构, X射线在阳极丝上产生的信号被多个阴极条感应, 利用重心法得到X射线的原初电离点的位置信息, 位置分辨率达到160 μm(半高全宽). 在同步辐射衍射实验中, X射线通过样品后会形成不同大小的衍射环, 本实验中测量得到11.148°和14.201°的两组衍射角位置信息; 通过平行移动一维探测器在衍射环范围内多次扫描, 可以重建得到二维衍射环. 由于一维探测器的气体厚度和入射窗宽度会给测量结果带来像差, 分析发现像差的影响大于一维探测器的位置分辨. 基于相应的物理分析对测量到的衍射位置进行修正, 修正后的衍射位置相比修正前的衍射位置的相对像差最大改善达到7%, 该方法实现了无像差二维衍射环的重建.     

Polarization measurement through diffraction

A novel polarization measurement approach using multi-slit diffraction method is proposed in this paper. Part of binary grating is covered by one polarizer. And based on Fraunhofer diffraction, the diffraction intensity formula is deduced. Then we can get the polarization state of the incident light by fitting the measured diffraction pattern with theory diffraction intensity formula. This method only uses polarizer, but not 1/4 waveplate, therefore, it can be applied to measure monochromatic light of any wavelength without a replacing device.     

复化辛普森法和傅里叶法在衍射计算上的比较

通过快速傅里叶变换(FFT)法和复化辛普森法对衍射的数值进行计算,可以看出快速傅里叶变换法是一种积分变换法,而复化辛普森法则是迭代相加的方法.通过计算得出了FFT法的计算速度高于复化辛普森法,计算精度则远低于复化辛普森法;复化辛普森法适合近距离菲涅尔衍射和近场衍射,而FFT法不适合.     

相位板衍射图样处理方法的研究

分析了准直激光束照明条件下，相位板中心偏离准直光束中心对衍射图样的影响，并给出了数值仿真结果；提出了一种基于多层前馈神经网络的相位板衍射图样处理方法，相对于传统的最小二乘曲线拟合处理方法而言, 精度大为提高。该方法并能适用于包括无衍射光束等复杂图像的细分处理，从而为进一步提高大尺度准直精度奠定了基础。     

A new approach to synchrotron energy‐dispersive X‐ray diffraction computed tomography

A new data collection strategy for performing synchrotron energy‐dispersive X‐ray diffraction computed tomography has been devised. This method is analogous to angle‐dispersive X‐ray diffraction whose diffraction signal originates from a line formed by intersection of the incident X‐ray beam and the sample. Energy resolution is preserved by using a collimator which defines a small sampling voxel. This voxel is translated in a series of parallel straight lines covering the whole sample and the operation is repeated at different rotation angles, thus generating one diffraction pattern per translation and rotation step. The method has been tested by imaging a specially designed phantom object, devised to be a demanding validator for X‐ray diffraction imaging. The relative strengths and weaknesses of the method have been analysed with respect to the classic angle‐dispersive technique. The reconstruction accuracy of the method is good, although an absorption correction is required for lower energy diffraction because of the large path lengths involved. The spatial resolution is only limited to the width of the scanning beam owing to the novel collection strategy. The current temporal resolution is poor, with a scan taking several hours. The method is best suited to studying large objects (e.g. for engineering and materials science applications) because it does not suffer from diffraction peak broadening effects irrespective of the sample size, in contrast to the angle‐dispersive case.     

一维光栅衍射光强的数值计算

基于变量离散化思想,将衍射积分转化为矩阵乘法运算,为一维衍射问题的计算提供了一种简单的数值计算方法.以等栅距振幅型光栅、等栅距相位型光栅、变栅距相位型光栅为例,分别计算了它们的衍射光强分布,计算结果与解析解的结果一致,表明此方法可以方便地计算一维复杂光栅的衍射场分布.     

Reconstructing a complex field from a series of its near-field diffraction patterns

We propose a method for reconstructing a complex field from a series of its near-field diffraction patterns.This method is based on the paraxial Fresnel diffraction equation without making further approximations.Numerical simulations are presented showing that a complex field can even be reconstructed with moderate qualities from its two near-field diffraction patterns and almost exact reconstructions can be obtained when three or more diffraction patterns are used.We also show by numerical simulation that the correct diffraction distances can be recovered in case only coarsely measured values are available.This method may be applied to phase imaging of weak-absorption objects.     

利用球面波夫琅禾费衍射放大衍射图样

基于球面波夫琅禾费衍射原理 ,通过理论推导得出衍射图样线度与障碍物 (被测物 )到像面的距离z成正比 ,而不是与物镜的焦距 f成正比 .因此仅通过移动障碍物 (改变z)即可使衍射图样线度得到放大 .本文以细丝的衍射实验为例进行了验证 ,实验结果表明该方法是可行的