模糊函数和任何光学系统中的Talbot-Lau效应

本文用模糊函数处理了光栅的Talbot和Lau效应,并推广到任何光学系统中。得到了十分简洁的通用表达式,它能够直接描述干涉条纹的空间分布,并只与系统的传递矩阵有关。同时也讨论了Talbot和Lau效应中的相位关系。     

光学系统中的光栅衍射自成像现象:广义的Talbot效应

本文基于菲涅耳-克希霍夫(Fresnel-Kirchhoff)积分推导了在菲涅耳(Fresnel)近似下,光栅在光学系统中的衍射自成像现象:广义的Talbot效应。并把几何成像归结为Talbot成像的一个特殊情况。依据广义Talbot公式,讨论了在平行光、球面波照明时,光栅的衍射自成像特点。最后,用干涉观点解释了光学系统中的衍射自成像现象。     

任意周期性物体的扩展Lau效应:基于部分相干传递函数的分析

本文基于自由空间的部分相干传递函数对效应提出了新的解释模型,给出了描述Lau条纹强度分布的普遍公式,它适用于任意周期性的振幅或位相型物体,对于几种典型周期性物体分析了Lau条纹产生的条件及输出强度.给出了不同周期的矩形光栅产生Lau效应的实验结果.     

部分相干光栅衍射效应和干涉术

本文提出一种新的部分相干照明的光栅衍射干涉仪.先分析了光栅的介于Talbot和Lan效应之间的部分相干衍射效应.部分相干干涉图的特点是条纹由频率成倍的两种光栅状载波所表征.调整光源狭缝,系统在两相干性极端分别转成Talbot和Lau干涉仪.理论分析采用了模糊函数方法.最后给出了实验.     

3-光栅系统的干涉效应

本文用部份相干的观点提出并研究了三个独立光栅串联排列系统的干涉效应。用模糊函数导出了干涉条纹光强分布为三个光栅等效函数的联合卷积-相关积分。给出了条纹存在的光栅间距离和周期比条件。随光源光栅狭缝宽度的变化相应产生相干的Talbot效应、部份相干效应和非相干的Lau效应。部份相干条纹的波形随光栅的平移而变化。最后给出了实验验证。 关键词：     

利用Gyrator正则变换实现环形激光阵列的Talbot效应

本文对环形激光阵列的Talbot效应进行了研究,利用Gyrator正则变换推导了极坐标下环形激光阵列的Talbot效应和自成像条件,并进一步分析了其在分数Talbot距离处的成像规律.通过FDTD Solutions软件对环形激光阵列在分数Talbot距离处的空间分布、相位分布进行模拟,得到与理论计算相一致的结果.通过与一维激光阵列分数Talbot效应的空间分布、相位分布情况进行对比分析,环形激光阵列可有效消除一维激光阵列的Talbot边缘效应,获得等光强分布的Talbot自再现像,扩展了Talbot效应在环形激光相干阵列锁相的应用.     

平面周期物体的Lau效应

基于部分相干理论中交叉谱密度函数的概念研究了平面周期物体的Lan效应文章导出了平面物体Lau像光强分布式,求得了平面周期物体的Lau像光强分布及其Lau成像条件,并进行了实验验证,给出了实验结果.     

利用保角变换实现环形光栅的Talbot效应

Talbot效应是一种近场自成像效应,通常只有周期光栅可以产生Talbot效应,而环形光栅无法产生.本文通过引入保角变换,发现可以在环形光栅外部设计适当的折射率渐变层介质,使得其中也能够产生严格的Talbot效应,并计算了对应的自成像半径表达式.本文利用FDTD软件分别将一个环形光栅放置在真空中以及人工设计的折射率渐变层中进行了模拟,并对二者的结果进行了比较分析,发现这种折射率渐变层介质确实对点光源入射的环形光栅的自成像情况有着很好的改善.希望这一工作能够推广Talbot效应的应用范围.     

在超短脉冲照射下光栅的瞬时Talbot效应的研究

本文给出了光栅在超短脉冲照射下其瞬时Fresnel衍射光场的解析解.对该解析解的数值计算表明:当脉冲光波的半极大值全宽Δτ在几十个fs内,光栅的瞬时Talbot自成象现象消失,且Δτ越小或距离越远,瞬时光强波形与初始波形差异较大.而当Δτ达到ps的数值级时,瞬时Talbot自成象现象是存在的.     

畴腐蚀掺镁铌酸锂可调阵列光分束器的研究

研究了不同畴腐蚀深度的掺镁铌酸锂二维六角可调阵列光分束器的分数Talbot效应.对不同Talbot分数β和不同畴腐蚀深度的阵列光分束器Talbot衍射像进行了数值模拟理论研究.模拟结果表明,Talbot分数β可以改变Talbot衍射像的周期及结构分布,而畴腐蚀深度可有效调制衍射像的光强分布.在理论研究的基础上,设计并制备了具有不同畴腐蚀深度的掺镁铌酸锂二维六角阵列光分束器,对其在不同Talbot分数β条件下的分数Talbot效应进行了通光实验研究,实现了畴腐蚀阵列光分束器对近场Talbot衍射光强分布的调制,实验结果与理论研究结果一致.     

基于周期极化掺镁铌酸锂晶体的六角可调相位阵列光栅

研究了基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMg…LN)晶体的二维六角可调相位光栅及其Talbot效应光衍射成像。理论模拟不同相位差及分数Talbot距离条件下的近场光衍射强度分布,计算取样区内衍射强度随相位差和分数Talbot距离的变化,给出相位差恒定及变化情况下取样区强度最大值的位置。在理论研究基础上,设计与制备PPMg…LN六角可调相位阵列光栅,并进行了Talbot衍射成像的实验研究,实验结果与理论研究吻合较好。     

高斯光束照射下的近似Talbot自成像效应及其两种新应用

本文讨论了高斯光束照明下的Talbot近似自成像的性质.提出了利用Talbot自成像测量高斯光束发散角的简便方法;也提出在满足一定条件下,可得到自成像的超高倍放大率.     

论二维周期物体的自成象条件

本文阐述了二维周期物体Talbot自成象条件.理论上证明角度限制2R_aR_bcosγ=整数,并非为必要条件.当周期物体的单胞空间频率交叉项比主频率项小到可忽略的程度时,角度限制失效.这时,任意二维周期物体都可自成象.实验结果与理论分析完全一致.     

基于Lau效应测量光波长的讨论

利用双光栅Lau效应测量光波长的原理,提出了筛选有效数据的方法,并详细讨论了通过测量两光栅间距和Lau条纹周期分别计算波长的可行性问题.通过综合考虑对实验可能产生影响的各种因素,认为利用两光栅间距计算波长虽然标准差较大,但相对偏差小,结果更接近真实值,是一种可行的方法;但利用Lau条纹周期计算的波长看似标准差小,但与真实值的相对偏差较大,从统计和实验的观点来说该方法是不可行的,只能作为一种参考方法.     

Talbot效应的空间方法

对于照明光束方向与物光栅平面法线方向呈任意角度的情况作了研究。证明了Talbot像平面与物光栅平面平行。还给出了特殊情况下的Talbot像强度的分布。     

矩阵光学与单双光栅成象研究

本文首次用矩阵光学理论结合光栅衍射相干条件,推出双光栅成象的几何光学表示式,用象位移叠加的观点解释了双光栅成象系统Talbot自成象以及双光栅成象现象,首次将双光栅成象现象分为1)基于光栅和透镜组成系统对第一块光栅进行成象的双光栅成象和2)基于编码光源成象原理的双光栅成象,指出这是两种截然不同的双光栅成象,扩展了双光栅成象的物理意义。最后给出了实验结果。     

利用双光栅Lau效应测量透镜焦距

根据计量光栅的特点，可以利用双光栅效应测量透镜焦距．本文简述了利用双光栅Lau效应测量透镜焦距的实验原理、实验装置及测量方法，并计算了测量结果的不确定度．     

部分相干光场结构信息经有象差光学系统传递的机理

本文讨论了部分相干光场经光学系统成象之后在象面上的自由度;利用成象系统积分方程和照明系统积分方程两步积分方程的共同作用,解释了部分相干光场自由度经光学系统传递的机理;同时得到光学系统象差不影响自由度的结论.     

物理光学 光学性质、效应

O436.4 2005010069 用全息光栅检测Talbot效应=Validate Talbot effect by using holographic gratings[刊,中]／林桂江(厦门大学物理系,福建,厦门(361005)),刘守…∥福光技术.-2004,26 (1)．-41-45 从实验的方法出发,利用全息光栅及莫尔技术原理检验了Talbot效应。具体阐述了光栅的制作方法,Talbot效应、莫尔条纹技术的相关原理。图6参3(于晓光)     

Talbot效应探究实验设计

以Talbot效应实验为例探索研究型实验教学模式,科学设计实验,实施研究型教学方法与手段,引导学生逐步建立Talbot自成像概念,总结自成像规律。并通过课外延展掌握Talbot效应原理,由现象到本质,真正进行探究性学习。教学实践表明,该探究实验提高了学生对实验课程的兴趣,学生的自主性得到充分发挥,科学探究能力得到了训练。