自制光的干涉、衍射实验仪器

自制了光的干涉、衍射实验教学仪器,该仪器可以观测正n(n=3,4,5,6,7)边形孔和圆形孔的衍射现象;也可以通过调节单缝宽度,演示缝宽连续变化过程中,亮条纹的宽度变化过程;同时该仪器还可以开展双缝干涉实验来测定光的波长.实验装置轻便、操作简单,实验现象明显.     

光干涉衍射演示仪

在光的干涉、衍射的课堂教学中,我们希望能在讲课的同时演示光干涉和衍射现象,以增强学生的感性认识,提高课堂教学质量.由于光的干涉、衍射图象的范围很小,仪器不易调节,而且周围需要一个较暗的环境,这对课堂演示带来了困难.为此,我们研制了一种可携带的能演示大部分光干涉和衍射现象的光干涉衍射仪,它具有图象大而     

便携式双波长同步对比波动光学课堂演示的实现

本文设计自制了便携式波动光学演示仪.该演示仪采用红、绿双色半导体激光器作为光源,配备多种规格的干涉、衍射和偏振组件,可以演示杨氏双缝干涉、多缝干涉、单缝衍射、小孔衍射、一维和二维光栅衍射、偏振等波动光学的主要内容.仪器体积小巧,激光功率大,采用电池供电,这些优点使之便于携带,无需暗室而可在普通教室演示,双色平行光源可以同步对比不同波长的干涉、衍射效果,实现了波动光学理论内容与实验现象的同步课堂演示.     

水波干涉衍射的演示与仿真实验设计研究

本文自主设计了一种水波干涉衍射的演示实验仪器，通过光影法进行增强，展示了水波干涉衍射的效果。本文还研究了振动频率、衍射缝宽等不同条件下的干涉衍射现象，并对该现象的原理进行了深入探讨。同时本文基于Matlab开发了一种可视化的水波干涉衍射虚拟仿真实验，具备图形化、直观性等优点。经过与演示实验现象的对比验证了仿真实验的合理性。仿真实验可以更好地应用于大学物理课堂演示。本研究成果可以促进物理学相关领域的研究和应用，对推动相关领域的发展具有重要的意义。     

基于胶片输出仪的干涉衍射屏制作研究

探讨了用胶片输出仪制作干涉衍射屏的方法和实验过程,结果表明制作的干涉衍射屏能有效地用于光的干涉衍射现象的演示。     

利用Mathematica实现多缝衍射立体化教学

利用Mathematica强大的运算及绘图能力,对多缝远场衍射过程中涉及的干涉和衍射现象进行模拟,进而得到多缝衍射的强度分布,形象说明多缝衍射特征及多缝衍射过程中干涉和衍射的关系。     

一种声、波同步显示的“拍”现象演示仪

本装置通过扬声器可分别发出两个单频音和合成后的拍音，同时利用激光将波形投影在墙上；可见（闻）度极高，还可单独利用激光演示光的干涉、衍射、偏振等现象。     

用激光笔和激光电筒做实验

（一）　　做光学实验时，一般光源的光亮度不高，现象不明显，或者实验手续复杂．如果光源换用商店里出售的一种激光笔，效果很显著．激光笔形状如粉笔大小，发出的光亮度高，颜色（红色）明显，方向性和单色性都好，用来做光的干涉、衍射实验更简便．演示光的双缝干涉现象时，使光斑投射到双缝上就可以了．但是，光笔出射光束截面面积太小，为使干涉图样范围较宽，要先用凸透镜或凹透镜（焦距短的）放在适当位置使光束扩展后再投射到双缝上，可在１．５ｍ远贴有白纸的墙上得到面积约为４ｃｍ×２．５ｃｍ的红光的干涉图样．做衍射实验时，…     

近场拉盖尔-高斯光束传输参数的双缝干涉测量实验

拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束具有轨道角动量,分析近场条件下LG光束通过含光阑光学系统传输的解析公式,对不同阶LG光束通过双缝时双缝间的相位差变化进行了计算。利用计算机生成叉形衍射光栅显示在空间光调制器上,基模高斯光束产生衍射,得到不同阶次LG涡旋光束,通过CCD采集LG空心光束的光斑及双缝干涉后的图样,实现对LG光束传输轨道角动量特性的实验测量。在确定光束束径下,分析了叉形衍射光栅密度、空心光束宽度半径比、双缝宽度等参数对双缝干涉条纹的影响,在距离激光器1m处的SLM上显示4mm×5mm叉形衍射光栅,光栅密度约为16lines/mm,可产生暗斑尺寸在0.5mm~0.9mm之间、宽度半径比为0.2的LG空心光束。LG光束通过双缝宽度0.2mm,双缝间距0.5mm的光栅,可以得到清晰的干涉条纹。研究结果为近场光通信中利用光学涡旋轨道角动量编码信息提供了理论依据。     

简单实用的光的衍射、干涉演示仪

1 制作原理 光的衍射、干涉演示仪是根据光的波动性制作而成的.激光通过单缝发生衍射,通过双缝后形成两束相干光波,在空间相遇叠加,在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹.     

关于由衍射片的背面反射光形成的衍射图样的讨论

在光的衍射实验中,我们看到的一般是由通过衍射片的直射光形成的衍射图样,但在衍射片的另一面,同样存在着另一个衍射图样,它是由衍射片的背面反射光形成的,两个衍射图样关于衍射片对称.本文给出了这种实验现象,并用巴比涅原理解释了这种现象.     

夫琅禾费衍射的光谱特性

基于MATLAB语言,以夫琅禾费衍射为研究对象,数值模拟了夫琅禾费圆孔衍射和单缝衍射光谱特性,通过改变狭缝宽度和入射波的波长,数值模拟得到夫琅禾费单缝衍射的光强变化图和光谱特性图。结果表明,圆孔衍射的光强比单缝衍射的光强曲线在次级明纹的强度更加低,夫琅禾费衍射的结论与实际理论和试验吻合的较好。研究结果为夫琅禾费衍射的研究提供参考。     

Acousto-optic Bragg diffraction in paratellurite by the sidelobes of the spatial radiation spectrum of an acoustic transducer

Acousto-optic Bragg diffraction in paratellurite is investigated within the two first diffraction orders for the case of diffraction by the sidelobes of the spatial radiation spectrum of an acoustic transducer. One of the diffraction orders is due to anisotropic diffraction, and the other, to isotropic diffraction. Such a diffraction regime is achieved when the diffraction plane is inclined toward the optical axis of the crystal. For light with a wavelength of 0.63 × 10^–4 cm diffracted by a “slow” sound wave with a frequency of 26 MHz, the effect manifests itself when the angle between the acousto-optic diffraction plane and the optical axis of paratellurite is ~3°. The effect is experimentally verified. The diffraction efficiency is 20% for each of the diffraction orders for a microwave signal of 8 V at the transducer.     

方孔夫琅禾费衍射的数值模拟

根据惠更斯-菲涅耳原理,利用数值计算的方法对方孔夫琅禾费衍射实验进行了模拟,在验证衍射理论的同时,还得到了非傍轴区域和微方孔的衍射图,拓展了衍射的概念,为深入理解光的衍射提供了参考.     

关于菲涅耳衍射图样相似性的分析与讨论

与夫琅禾费衍射不同,菲涅耳衍射图样对于给定波长,当衍射距离变化或输入图像几何缩放时一般都不具有相似性.但我们的分析表明,若波长、衍射距离和输入图像几何线度诸参数满足一定关系,或对于某些特殊类型孔径,菲涅耳衍射图样有可能彼此相似.本文导出了在上述诸参数发生变化时菲涅耳衍射图样保持相似性的普适条件,以及此时衍射图样大小与诸参数的定量关系,并对包括圆孔衍射和直边衍射等情况都得到了一系列有价值的推论.     

平面透射光栅的菲涅耳衍射

从标量场的菲涅耳衍射理论出发,研究了球面波入射平面透射光栅的衍射场,导出菲涅耳衍射场的复振幅分布,并得到光栅菲涅耳衍射角的计算公式．结果表明,在理想情况下菲涅耳衍射的每一级衍射波都是一个球面波;在对菲涅耳衍射角进行新的定义后,衍射角的计算仍然可以采用夫琅禾费衍射的光栅方程．     

High pressure x-ray diffraction techniques with synchrotron radiation

This article summarizes the developments of experimental techniques for high pressure x-ray diffraction(XRD) in diamond anvil cells(DACs) using synchrotron radiation. Basic principles and experimental methods for various diffraction geometry are described, including powder diffraction, single crystal diffraction, radial diffraction, as well as coupling with laser heating system. Resolution in d-spacing of different diffraction modes is discussed. More recent progress, such as extended application of single crystal diffraction for measurements of multigrain and electron density distribution, timeresolved diffraction with dynamic DAC and development of modulated heating techniques are briefly introduced. The current status of the high pressure beamline at BSRF(Beijing Synchrotron Radiation Facility) and some results are also presented.     

完整布拉格反射型晶体衍射特性的理论研究

利用x射线衍射动力学理论研究了完整布拉格反射型晶体衍射特性,给出晶体衍射强度分布图,并计算了完整晶体积分反射强度和衍射强度分布半高宽。结果表明:在相同的能量下,不同类型晶体的衍射强度分布不同;在相同的布拉格角条件下,不同类型晶体积分反射强度和衍射强度分布半高宽也不同;当布拉格角大于45°时,晶体的积分反射强度与衍射强度分布的半高宽随着布拉格角的增大而迅速增大。     

光折变光栅在超短脉冲光照射下衍射的研究

利用Kogelnik单色光在体光栅中衍射效率公式推导出超短脉冲光读出稳态光折变体光栅时的衍射光频谱表达式，并在此基础上导出了脉冲光读出时的总衍射光强及总光强衍射效率.研究发现衍射光的频谱分布、总光强及衍射效率与光栅周期Λ、光栅厚度d和读出光脉冲宽度Δτ有密切的关系.通过调整这些参量，光折变光栅可以对入射的超短脉冲光实现不同程度的滤波作用.该结论可用于超短脉冲的整形研究.     

一种近似矢量衍射模型在衍射微光学元件分析中的应用

标量衍射理论形式简洁，有很高实用性，但是在衍射微光学元件分析中显得模型粗糙，准确度下降。严格矢量衍射理论由于计算复杂，非常耗费时间和资源，因此也不是一种很有效的设计工具。 我们在本文中运用了一种简单的近似矢量衍射模型分析了几种典型衍射微光学元件衍射性能，此衍射模型采用了标量衍射理论和近似近场模型的结合。 TE和TM两种偏振模式均运用此近似矢量衍射模型进行了分析，我们发现此衍射模型可以得到比标量衍射理论更准确的结果，而与严格电磁场理论相比，它占用很少的计算时间。