人眼像差测量双通系统中奇像差的研究

在早期的研究中,采用出、入瞳直径相等的双通系统进行人眼像差测量时,两个通道的奇像差相互抵消,造成奇像差(如彗差)无法测量。本文建立全新的模拟眼模型进行实验,验证双通系统在波前测量时,是否存在人眼奇像差抵消的现象。采用典型双通系统——哈特曼波前探测系统进行实验,并将出瞳光阑直径固定为6mm,改变系统入瞳光阑大小(1~8mm)。实验结果表明,双通系统中,人眼奇像差在出、入瞳直径相等时可测,且人眼奇像差测量与出、入瞳直径差异无关,因此人眼奇像差测量在双通系统中不存在抵消的现象。     

Zemax在光学系统球差测量中的应用

作为应用物理专业的核心课程,应用光学具有很强的实用性。像差是表征光学系统成像质量的重要参数,是应用光学中最重要的概念,光学系统设计的过程实际上就是各种像差校正和平衡的过程;轴向球差是一种最基本的,也是最重要的几何像差,对光学系统轴向球差的测量是系统成像质量检测的一个重要内容之一;本文采用Zemax软件模拟光学系统的球差测量情况,通过光线追迹的方法,使实验者深刻理解球差的产生原因,熟悉实验原理,对于球差的测量有积极的指导作用。     

无调制四棱锥波前传感器的光瞳像标定方法

四棱锥波前传感器具有空间采样率高和光能利用率高等优点。要准确地从光瞳像中提取待测波前的斜率信息,需要事先对光瞳像的尺寸和位置进行标定。分析了光瞳像尺寸标定误差和位置标定误差对自适应光学系统闭环校正效果的影响。提出了一种对无调制四棱锥波前传感器光瞳像进行标定的方法,并在考虑系统像差和探测噪声的条件下对该方法进行了多次仿真实验验证。分析结果表明,即使系统存在像差(均方根小于1.7λ),该方法仍可以对光瞳像的尺寸和位置进行准确标定。该方法可应用于实际自适应光学系统。     

静态像差对交叉谱相位复原精度的影响及补偿方法

斑点图像重建方法可以有效抑制大气湍流的影响,得到目标衍射极限像。然而系统静态像差破坏了波前的统计信息,降低了相位重建精度。通过理论分析得出在理想情况下,离焦、像散、彗差和球差中只有彗差会在重建结果中引入额外相位值。进一步采用分割光瞳的方式表示交叉谱传递函数与静态像差的关系时,指出通过选择交叉谱的平移向量方向,可以实现在特定方向上静态像差之间的平衡,降低系统像差对相位重建的影响。仿真中球差与离焦像差之间的平衡及离焦像差与像散之间的平衡,都起到了降低相位重建误差的效果。     

主客观结合人眼波前像差测量系统的设计与实验

设计了主客观方法相结合的人眼波前像差测量系统。该系统的控制部分以工控机为中心,实现了对离焦补偿装置、LCD视标显示装置和可变形镜驱动器的控制。使用Hartmann-Shack传感器对人眼出瞳的波前像差进行测量,光路中加入了能够显示各种视标和测试图案的LCD,从而考虑到了主观调节对人眼像差的影响,能够对人眼的视觉质量进行全面衡量,实现了客观测量和主观测量在光路中的结合。使用该系统分别测量得到了模拟眼和活体人眼的波前像差,并对主客观测量结果进行了信息融合,能够为个性化的人眼屈光矫正提供有用的依据。     

光刻投影物镜的琼斯光瞳检测方法

提出一种基于琼斯光瞳的光刻投影物镜偏振像差检测方法。推导了基于琼斯矩阵的检测方程,建立了光强矢量与琼斯矩阵克氏积的线性关系,利用该线性关系直接检测琼斯光瞳形式的偏振像差。以一个典型的光刻投影物镜的琼斯光瞳为检测对象对所提方法进行仿真验证,仿真中考虑了偏振元件与CCD的实际参数误差,并与传统穆勒矩阵椭偏法转换得到的琼斯光瞳进行比较。对于同一种典型的偏振元件旋转角组合,与传统测量方法相比,所提方法测量的偏振衰减和偏振相位延迟误差均明显降低。仿真结果表明,所提方法在不增加现有测量装置复杂度的基础上,明显提高了琼斯光瞳形式偏振像差的测量精度。     

超分辨望远光学系统像差影响及优化设计

针对大口径光学系统中像差影响超分辨效果的问题,开展泽尼克波前像差对望远超分辨成像系统性能和超分辨局部视场影响的研究。设计四区型位相光瞳滤波器,在理想光学系统出瞳处分别加入离焦、像散、彗差和球差像差,逐渐增加幅值,通过分析不同类别和幅度的波前像差下焦面光强分布变化,研究超分辨成像性能和局部视场对不同种类像差的容忍程度。结果表明,离焦可以抑制超分辨旁瓣能量,提高超分辨倍率,但对局部视场影响较大;球差可以抑制超分辨旁瓣能量,增大局部视场;像散和彗差使光斑圆对称性明显下降,其中像散对局部视场的影响较为明显;同时加入适量离焦和球差时,超分辨旁瓣能量下降,超分辨倍率提高,且不影响系统局部视场。据此设计了一个F数为10,焦距为12 m的大口径光学系统,通过合理优化球差和离焦剩余量,实现了超分辨倍率由1.21倍到1.31倍的提升,最大旁瓣峰值由0.33下降到0.30,局部视场为38.28μm。     

轴向球差自动测量系统

介绍球差自动测量系统的结构及工作原理。采用CCD将刀口阴影图细分后经图像去噪、锐化处理，实现阴影图中亮－暗环分界位置的精确定位，步进电机配合精密螺杆在计算机控制下可对刀口的位置进行精密控制。系统实现了对球差的快速、客观、高精度测量。     

光瞳离轴自由曲面光学系统像差特性分析

基于节点像差理论,提出了以泽尼克多项式为表征函数的光瞳离轴自由曲面光学系统像差分析方法,推导了光瞳离轴自由曲面系统的三阶像散和彗差解析表达式,分析了自由曲面对光瞳离轴系统像差节点分布的影响。根据像差分布特性,有针对性地选取和优化泽尼克系数,设计了一个光瞳离轴自由曲面空间天文光学系统,系统有效焦距为25m,口径为2m,视场为1.2°×1.2°。自由曲面的引入,使系统三阶像散和彗差节点重新回到视场中,不仅平衡了系统光瞳离轴引起的非对称像差,而且有效控制了全视场内点扩展函数(PSF)椭率,减小了星体观测时的测量误差。系统成像质量接近衍射极限,满足使用需求。     

在测量人眼像差中信息融合方法的应用

建立了基于Hartmann-Shack传感器的主客观人眼波前像差测量系统,该系统使用Hartmann-Shack传感器客观测量人眼像差,分别对模拟眼和活体人眼进行了像差测量.同时系统中加入了主观测量人眼像差的部分,该系统能够同时进行客观和主观的像差测量,实现了使用信息融合的方法对测量结果进行数据处理.并结合了客观测量和主观测量的优点,使用信息融合的方法使测量结果更加合理.     

激光回馈效应及其传感应用研究的进展

对基于激光回馈效应的传感应用研究进展进行了综述。由于激光回馈引起激光器功率波动一个条纹对应外部反射镜移动半个光波波长,功率波动深度与传统双光束干涉系统相当,基于该现象的激光回馈干涉仪与传统的干涉仪相比具有相同的相位灵敏度。但其结构简单、紧凑、易准直的特点,引起了国内外科研者浓厚的兴趣,开发了很多全新概念、经济实用的精密测量仪器。对激光回馈效应在位移测量、速度测量、振动测量、距离测量、角度测量和形貌测量中的原理进行了介绍,同时对各传感应用系统进行了评述。     

高精度测量孔径光阑面积方法概述

一些辐射学和光度学的测量是以高精度测量精密光阑面积为基础的, 因此高精度测量孔径光阑的面积有着至关重要的意义. 目前高精度测量孔径光阑面积主要有以下两类方法: 接触法与非接触法, 几何法与有效面积法.本文首先对各种方法进行简单介绍, 并对非接触法、 几何法和有效面积法进行重点阐述.最后通过对比不同方法的测量精度、 实现难易程度以及测量设备成本情况, 得出结论: 几何法和有效面积法是非常有前景的.然而要进一步提高孔径光阑面积的测量精度, 稳定的激光光源、精准的移动平台是必不可少的. 关键词： 高精度测量 测量方法 光阑面积     

Note on the two-slit experiment

According to the general philosophy of quantum mechanics, a particle whose passage through one of the slits of a two-slit apparatus has been detected does not produce interference. In a previous article this was demonstrated explicitly by solving the Schrödinger equation for a specific model of the detector, but only the first order in the interaction with the detector was considered. In the present note it is shown for the same model that for stronger interactions the interference disappears altogether. When the detector has reached 100% efficiency those particles that have not been detected do not produce interference either, because they are sure to have passed through the other slit.For Oliver Penrose, as a token of esteem.     

CCD测量误差的研究

为了提高CCD的测量精度,对CCD的测量误差进行了深入分析。以单CCD和双CCD错排,对直径为5.000mm、8.000mm、12.000mm的三个标准杆件直径的测量数据为基础,对CCD测量误差的大小及其影响因素展开研究,重点对测量误差、像素间距间的关系进行了深入分析。对N个像素间距为H的CCD错排进行测量,其最大误差减小为H/N,当被测对象大小刚好是像素间距的整数倍时,测量值以很高的机率靠近真实值,检测零件尺寸时,在极值处分别设置一列CCD像素,调整零件极值刚好位于CCD两相邻像素的中间,能准确地判别零件的合格性。     

Measurement error and the Albert-Loewer problem

Modal interpretations of QM have the welcome consequence that unitarily evolved post-measurement states which superpose eigenstates of the anticipated pointer observable can represent devices registering determinate measurement outcomes. Albert and Loewer have claimed that modal interpretations cannot account for the outcomes of error-prone measurements. But Albert, Loewer, and their commentators have not always appreciated the relation of measurement error to the Albert-Loewer problem. I argue that measurement error is neither necessary nor sufficient to generate the Albert-Loewer problem, and use the Araki-Yanase theorem to show that measurements of a large class of observables, if they are error-free, are beset by the Albert-Loewer problem.     

长度测量中违背阿贝原则产生误差的平行尺补偿

提出了一种平行尺补偿方法 ,可以对一维和二维情况由于违背阿贝原则的长度测量所引起的误差进行补偿。计算表明 ,对于直线度为 1′的直线运动导轨 ,在一维情况下违背阿贝原则 ,用双平行尺补偿与符合阿贝原则的测量仅增加 0 0 3μm的误差 ;而在相同情况下 ,无平行尺补偿的不符合阿贝原则的测量将产生 30 μm的误差。对于二维情况下的三平行尺补偿的计算也有相同的结论。计算分析表明 ,平行尺补偿有较高的补偿精度。并且简单易行 ,这种补偿原理可以看作为对阿贝原则的推广 ,对于长度测量仪器的设计提出了一种新的思路     

CCD成像在线测量玻璃棒直径的方法研究

近年来,CCD成像在线测量技术得到广泛的应用.提出了一种可应用于玻璃棒直径在线测量的图像测量方法.该方法利用CCD成像技术实时动态获得玻璃棒的在线图像;根据玻璃棒图像的特点,使用图像处理技术提取玻璃棒的轮廓边缘信息;并使用亚像素边缘检测技术精确确定玻璃棒的边缘位置.最后采用直线拟合的方法动态实时获得所测玻璃棒的直径.其方法代替了传统的手工测量,而且易于机器自动反馈控制玻璃棒的直径变化.实验表明此方法达到了理想的测量结果.     

Improving the Precision of Multiparameter Estimation in the Teleportation of Qutrit under Amplitude Damping Noise

Since the initial discovery of quantum teleportation, it is devoted to transferring unknown quantum states from one party to another distant partner. However, in the scenarios of remote sensing, what people truly care about is the information carried by certain parameters. The problem of multiparameter estimation in the framework of qutrit teleportation under amplitude damping (AD) noise is studied. Particularly, two schemes are proposed to battle against AD noise and enhance the precision of multiparameter estimation by utilizing weak measurement (WM) and environment-assisted measurement (EAM). For two-phase parameters encoded in a qutrit state, the analytical formulas of the quantum Fisher information matrix can be obtained. The results prove that the scheme of EAM outperforms the WM one in the improvements of both independent and simultaneous estimation precision. Remarkably, the EAM scheme can completely ensure the estimation precision against the contamination by AD noise. The reason should be attributed to the fact that EAM is carried out after the AD noise. Thus, it extracts information from both the system and the environment. The findings show that the techniques of WM and EAM are helpful for remote quantum sensing and can be generalized to other qutrit-based quantum information tasks under AD decoherence.     

Parameter accuracy analysis of weak-value amplification process in the presence of noise

We theoretically introduce the statistical uncertainty of photon number and phase error to discuss the precision of parameters to be measured based on weak measurements. When the photon counting scheme is used, we discuss the relative accuracy of the system in the presence of phase error by using the orthogonal and nonorthogonal pre-and postselected states, respectively. When using the measurement scheme of pointer shift, we discuss the measurement accuracy in the presence of phase error, pointer resolution, and statistical uncertainty. These results give a guide way to get the smallest relative precision and deepen our understanding about weak measurement.     

接地电阻能否精确测量

根据物理量测量的基本原则可以看出,接地电阻的测定不具有重复性和单值性,实践显示,接地电阻是一个无法测定的物理量.