多光束激光干涉光刻图样

利用电磁理论,研究了多光束激光干涉图样的产生原理,结合计算机数值模拟和相关实验结果,分析了干涉图样的影响因素.研究结果表明:多光束激光干涉图样可以看成是多组余弦分布的平行线条纹的叠加;相干光束的偏振方向、入射方向、光束间相位差是干涉图样的重要影响因素,改变这些因素,余弦分布的平行线条纹的振幅、位置、周期和方向发生变化,...     

基于点光源的迈克耳孙干涉实验条纹的机理分析

一般国内的大学物理和大学物理实验教材都只介绍干涉圆条纹和直线干涉条纹,用迈克耳孙干涉仪可以调制出椭圆和双曲线干涉条纹;但对条纹形成的理论推导很少涉及．本文根据点光源双光束干涉理论,分析基于点光源照明的迈克耳孙干涉实验中所产生的各种可能的干涉条纹：双曲线形干涉条纹、圆形干涉纹、椭圆形干涉纹及直线形干涉纹的形成条件．本文也对等倾干涉条纹、等厚干涉条纹与既非等倾也非等厚干涉条纹的机理进行分析和比较．通过对每一种干涉图样的解析分析和比较,旨在对迈克耳孙干涉实验有更全面和更深刻的了解．     

基于Matlab的迈克尔逊干涉实验仿真

根据光的干涉理论,应用Matlab软件编程,模拟了迈克尔逊等倾干涉条纹和等厚干涉条纹图样。用直观的可视化图像将抽象的相干性理论形象化,对迈克尔逊干涉仪的实验教学具有一定的指导作用。     

迈克尔逊干涉仪测透明介质厚度及折射率

提出了使用用迈克尔逊干涉仪,改变光源入射方式及观测方式以获得稳定、清晰等厚干涉现象的方法.探究了在光路中插入的被测透明介质如何对等厚干涉条纹产生影响,并导出了被测介质厚度、折射率及旋转角度与等厚干涉条纹移动量之间的关系.实现对透明介质厚度、折射率进行简练、快速的同时测量.     

小振幅低频液体表面波的光学干涉效应的研究

实验上实现了频率为几十赫兹的低频液体表面波的光干涉调制研究,得到了稳定、清晰的干涉图样。理论上对表面波干涉现象进行了分析,得出了条纹分布的解析表达式,较合理的解释了干涉图样的分布现象。该方法适用于低频液体表面波的特性研究,通过分析实验图样,可以对液体的表面张力等特性参数进行研究。     

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。     

基于Mathematica的牛顿环干涉图样可视化交互研究

基于Mathematica软件仿真模拟了入射光波长、透镜曲率半径及透镜与平面玻璃板间距等参数不同情况下的牛顿环干涉图样。利用动态交互功能,探究了牛顿环干涉现象及其变化规律,并研究了动态干涉图样在未安装Mathematica情况下的运行方法。其研究结果更加便于干涉图样的展现与实际教学的可视化,加深对牛顿环干涉的理解。     

偏振干涉成像光谱仪中Wollaston棱镜光程差及条纹定位面的精确计算与分析

论述了基于单Wollaston棱镜的偏振干涉成像光谱仪的基本原理;采用波法线追迹方法,对光以4种不同入射方式经过偏振干涉成像光谱仪中单Wollaston棱镜的精确光程差、分束角及干涉条纹定位面进行了计算,并给出它们与棱镜楔角、入射角及入射位置之间的理论公式;采用计算机模拟对光程差、分束角及条纹定位面的精确值和近似值进行分析与比较,结果表明精确值和近似值之间存在较大差异;当棱镜楔角、入射角及入射位置增大时,精确值和近似值之间的偏离量随之增大;利用得到的精确值分析了条纹定位面的偏离量及其对傅里叶透镜成像的影响 关键词： 偏振干涉成像光谱仪 Wollaston棱镜 光程差 条纹定位面     

两分量Bose-Einstein凝聚体的非线性Ramsey干涉

以非线性Rosen-Zener隧穿理论为基础,用两分量Bose-Einstein凝聚体设计了非线性Ramsey干涉计.通过数值模拟实验在时间域上观察到了丰富的Ramsey干涉图样,凝聚体中原子间重要的非线性相互作用导致这些干涉图样明显不同于线性Ramsey干涉时的正弦型条纹.通过进一步对干涉图样作Fourier分析,发现干涉图样的基频能够精确反映系统的非线性和不对称性特征,从而为测量原子的相关性质提供了理论依据. 关键词： Bose-Einstein凝聚 非线性Ramsey干涉 Rosen-Zener隧穿     

利用液面法超声全息装置测量声速

声波和光波一样会发生干涉现象,当平面波入射到声楔后,由于声的干涉会出现等厚干涉条纹,此干涉条纹定域在声楔上。我们可以把声楔放在液面法超声全息装置的声学成象系统的物平面位置上,稍许倾斜,就可观察到声楔上的等厚干涉条纹,然后测量暗条纹中心处的声楔厚度,就可计算出声楔材料的声速来。 在光学里,光楔的干涉条纹是反射光干涉产生的,而在此法中,声楔的干涉条纹是透射声干涉形成的。因此不能应用光学中现有的公式来计算,需要作一推导。     

MATLAB App Designer在法布里-珀罗干涉实验中的应用

基于法布里-珀罗(F-P)多光束干涉原理,利用MATLAB设计了基于F-P干涉实验的可视化App仿真界面,不仅可复现F-P腔长、入射波长、透镜焦距等参数对F-P干涉图样的影响及实时动态展示,还可观察周围介质折射率、F-P腔折射率与干涉图样的关系,并能进行多波长分辨率和微小波长差测量实验的演示.这些直观形象的模拟结果展示,将有助于改善多光束干涉理论及实验教学效果.     

基于高斯型脉冲的非线性Ramsey干涉

基于非线性Rosen-Zener隧穿理论, 利用高斯型脉冲研究了双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性Ramsey干涉. 通过数值模拟得到了丰富的非线性Ramsey干涉图样, 分别讨论了粒子间相互作用和高斯型脉冲的周期对干涉图样的影响. 通过哈密顿正则关系得到了干涉条纹的基频表达式, 并借助傅里叶变换对Ramsey干涉条纹的频率进行分析, 得到了干涉条纹的基频随粒子间相互作用及脉冲周期的变化关系. 比较数值和解析结果发现两者符合得很好. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Ramsey干涉 高斯型脉冲     

液面微幅波动的激光干涉测量

对于低频微幅的液面波动,提出了一种激光干涉测量方法.实验上观察到了清晰、稳定的激光干涉图样.干涉图样受到调制,光强在两边界位置达到极大,形成两个极亮条纹.干涉条纹被限制在两个极亮条纹之间的确定区域内.根据光干涉理论推导出了调制干涉条纹光强度、相邻条纹角宽度、干涉区域角宽度与液面波物理参量之间的解析关系,该理论分析与实验...     

自相关在双向剪切激光准直检校中的应用

对基于双向剪切干涉的激光准直检校方法进行了研究.采用CCD对干涉条纹进行采集,提出了用自相关比较条纹宽度的方法,解决了人眼直接观察会引入主观判断误差且不适用于非可见光的问题.理论分析和实验表明：条纹灰度分布的自相关函数会以条纹宽度值为周期出现峰值；比较两半场条纹自相关函数峰值出现的位置即能得知入射激光的准直与否.     

从平面波的线性干涉到涡旋光的角向干涉

依托中学生“英才计划”课题，以光场调控技术为选题，开展了从平面波线性干涉到涡旋光角向干涉演化过程的实验教学.从理论上模拟了涡旋光束与平面波的相干叠加，通过数值分析确认了拓扑荷数与干涉条纹的关系.实验上利用螺旋相位板制备涡旋光束，并采用马赫-曾德尔干涉法观测光强分布图.结果表明：涡旋光束与平面波的相干叠加，可以视为在线性干涉图样中移入与拓扑荷数相关的叉型条纹；而具有相反拓扑荷数的涡旋光束的角向干涉图样，则呈现与拓扑荷数相关的角向干涉条纹.     

干涉法测量光学材料非线性折射率的方法研究

提出了一种基于楔形平板等厚干涉原理测量光学玻璃非线性折射率变化的方法。在理论分析的基础上,建立了变形的等厚干涉条纹变化△e／e与待测玻璃平片（K9玻璃）折射率变化量△nb之间的数学模型;在选取一定的实验条件下,获得等厚干涉实验测量干涉图样,并利用MATLAB对实验所得的干涉图进行图像数据处理分析计算,恢复出非线性变化光学玻璃材料的折射率变化量△nb该方法的测量精度可达10^-6。     

格兰-泰勒棱镜透射光强分布研究

从棱镜的结构特点出发,结合菲涅耳定律和等厚干涉原理,导出了格兰-泰勒棱镜透射光强分布的有关公式,分析了在平面光波和会聚光束入射时,光强分布特征,并进行了实验测试,测试结果与理论结果相一致.理论和实验结果表明：平面光波入射时,产生等间距和等相衬度的条纹;发散光束入射时一般产生不平行的、宽度和相衬度连续变化的条纹.     

CCD采集Twyman-Green干涉图中非正常条纹的探究

 CCD采集Twyman Green干涉图时常出现异常干涉条纹,阻碍观察者对真实条纹的判断与精确测量。针对此种现象,基于莫尔条纹的形成机理和CCD的空间结构,从理论上分析此非正常条纹为等厚干涉条纹与CCD空间结构形成的莫尔条纹。通过对光场分布的计算和Matlab数值模拟,调整各参数,重现此种条纹,进一步验证了理论解释的正确性。莫尔条纹对精细干涉条纹的观察有妨碍作用,实验中应当避免使用分辨率相当的CCD进行采集,或可通过改变CCD探测器的采样算法,使莫尔条纹效应减弱甚至消失。     

激光主动干涉条纹间距识别光学目标口径

利用物理光学相关知识及Collins衍射积分公式和硬边光阑的复高斯函数分解法,推导得到目标处干涉图样条纹间距与光学目标反射光时间分布关系的解析表达式.从原理分析、仿真计算和实验研究等方面研究了干涉场的条纹间距、光学目标口径参数和反射光时间分布包络的峰峰数、峰峰间距和峰峰比之间定量关系.结果表明,当条纹间距的大小约为目标的口径尺寸时,反射光时间分布包络的峰峰数由单峰向多峰过渡,峰峰间距和峰峰比曲线会出现极大值,根据这一变化规律可以估测出光学目标的口径参数,其估测精度受条纹间距可调节范围的影响.     

单色扩展光源杨氏双缝干涉可见度的理论模拟

杨氏双缝干涉实验中, 在理想单色扩展光源照射下, 干涉条纹的可见度不仅仅和光源宽度有关. 本文 理论模拟了理想单色扩展光源照射情况下光源宽度、 狭缝间距离等多项因素对干涉图样可见度的影响, 模拟结果 有助于学生对单色扩展光源干涉图样清晰程度的理解和掌握