光栅衍射实验中测量光栅常数的两种辅助方法

衍射光栅可以将不同波长的光在空间上分离开,在光谱分析领域中有广泛应用.利用光栅的衍射来测量光栅常数是大学物理实验中的一个典型实验,而本文介绍的正是光栅衍射实验中的两个有趣现象:一是旋转光栅时,谱线的偏转角存在一个最小值;二是光栅旋转到一定角度时,衍射光斑会逐渐消失在视野中.论文从理论上分析解释这两种现象,并设计出两种测量光栅常数的方法,在实验上进行验证.与传统的用最小偏转角测光栅常数的方法相比,本文重点分析了由判定最小偏转角位置偏差所带来的影响,并提出了对称旋转测量的方法来进一步减小误差.     

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.     

用于光互连的一种非线性调制光栅

将液晶夹在表面刻有浮雕型光栅的两玻璃平板间,构成一种非线性调制光栅。514．5nm波长的Ar离子激光入射到光栅上,光强变化可调制光栅的三级布拉格衍射效率。     

测量全息光栅光栅常数的两种简易方法

文中提出了两种利用放大原理测量全息光栅光栅常数的简单方法:扩束镜放大成像法和凸透镜放大成像法。采用这两种方法可以直接看到全息光栅的放大像,适于全息光栅结构的实验演示以及所制全息光栅质量的检查。同时这两种方法测量光栅常数具有简单、直观、准确、易于操作等优点,适合测量光栅常数大于1微米的全息光栅,并且光栅常数越大测量越精确,弥补了衍射法适于测量小光栅常数的不足。     

飞秒脉冲通过多层体光栅后的衍射光强分布

基于单层体光栅的耦合波理论和矩阵光学知识,推导出飞秒脉冲通过多层体光栅衍射后的耦合波方程,并由此得到衍射光强谱和瞬时衍射效率表达式.研究结果发现衍射光强谱和瞬时衍射光强分布是与多层体光栅的结构参量,如中间填充层厚度、光栅层厚度、光栅常量及体光栅材料的折射率调制度有关系的.通过调节这些参量,获得了不同形状和不同宽度的衍射脉冲.该结果可用于设计基于多层体光栅的光通信和光脉冲整形器件.     

二元光学液晶闪耀光栅的特性分析

在二元光学理论的基础上,结合波动光学理论和液晶指向矢的计算提出一种新的二元光学液晶闪耀光栅设计.对液晶光栅电极施加阶梯分布的电压使之形成相位阶梯形分布,推导出液晶闪耀光栅的衍射效率.结果表明,通过改变周期单元光栅电极数日而改变光栅常数,可以改变光衍射角度,一级衍射角度调节范围0°～10°;调节电极电压可以使特定级次衍射光效率达到90%以上,使该级次得到闪耀.     

变栅距光栅的衍射实验仿真

依据多缝夫琅禾费衍射的基本原理,对一种平面变栅距光栅的光强分布作出了理论分析,导出了光强分布公式。用Matlab软件对变栅距光栅的衍射进行了模拟仿真研究,通过改变栅距变化系数和起始栅距的值,得出了在不同条件下的衍射谱线特征。该计算结果和研究方法在实际的变栅距光栅应用中具有参考价值,为变栅距光栅参数的设计和优化提供了理论依据。     

一种新的光纤光栅温度传感器的设计

提出一种新的光纤温度传感器,在单模光纤的45°倾斜端面上制作光栅。沿光纤光轴传输到光纤倾斜端面上的光将被全反射,同时被光栅衍射。适当选择光栅常数,可以使衍射零级和衍射负1级在经过不同的传播路径后相遇,并产生干涉,干涉条纹的变化将体现传感器所处环境温度的变化。由理论计算知,当工作波长为1.55μm时,这种传感器可测的温度变化范围为1179℃。     

视点可控液晶光栅的研究

提出一种双层交错结构的驱动电极控制液晶分子偏转的可控液晶光栅.利用光刻和镀膜工艺在玻璃基板上制作掺铝氧化锌-二氧化硅-掺铝氧化锌双层交错结构的驱动电极,采用液晶成盒工艺将制备好的驱动电极基板和公共电极基板组装成液晶盒.与传统单层控制电极相比,双层交错电极实现了基板的无缝覆盖,避免了各电极存在的空白区,使得器件的控制区域变得完整与灵活.光学显微镜测试表明,掺铝氧化锌第一电极和第二电极的宽度为275.8,两者之间通过SiO2介质层隔离并相互交错覆盖在玻璃基板上.结合液晶光栅驱动电路,可控液晶光栅能有效地控制遮光区与透光区的比值,实现不同3D视差图片在同一套系统中的实时切换播放,在多视点3D实时切换显示领域有一定的应用前景.     

利用光电检测技术分析光栅衍射

本文利用光电检测技术对光盘光栅的衍射特性进行研究.实现了对分光范围、衍射光强分布、衍射叠级、自由光谱范围、衍射角与衍射光波长的线性度、角分辨率和光栅常数等光栅参数的观测和计算.该实验结果与衍射理论结果一致.该方法在一定程度上弥补传统光栅实验的不足,有利于增进本科生对大学光学中衍射光栅的认识.     

不同结构的电控双折射无刻痕光栅研究

用MLC-7700-100向列相液晶制备了不同结构的电控双折射无刻痕液晶光栅.用波长为632.8 nm的He-Ne激光为光源,测量两种液晶光栅的光学衍射特性,用偏光显微镜观察不同电压下两种液晶光栅的液晶分子偏转状态和织构态改变的情况,并进行分析对比.发现双面电极条纹液晶光栅的电控衍射特性比单面电极条纹液晶光栅好.此结果...     

基于亚波长光栅结构的硅基液晶器件模型研究

金(Au)亚波长光栅被溅射到经典硅基液晶(LCoS)的ITO电极上,它与薄液晶盒和底层铝电极组成复合共振波导结构,简称GLCoS。与基于液晶传播效应的LCoS截然不同,在GLCoS中,上电极的表面等离激元与光栅槽中的TM-FP (TM-Fabry Pérot)共振耦合,诱导一个0阶反射的相位调制;铝(Al)电极既是反射背板又与Au光栅、薄液晶盒组成波导,使共振耦合得到增强。在操控光波阵面的同时,GLCoS也作为电控器件,施加电压改变液晶的折射率,进而控制开腔FP的边缘介质条件,达到有源0~2π相位调制。实验结果表明,本文结构可用于1μm量级像素的相位空间光调制器,在高空间带宽积的全息视频显示中具有广阔的应用前景。     

聚合物分散液晶光栅的衍射特性的研究

报道了一种由聚合物分散液晶膜与具有周期性条状电极结构板结合的新型光栅器件，借助于聚合物分散液晶膜的电光特性，这种栅对入射光的散射或衍射取决于对其施加的电压，即它是电场可调的，实验结果显示出当驱动电压超过器件器件阈值电压时，衍射光的强度和衍射斑的可见级次被电场调制，而且它能入射光的线性偏振态变为椭圆偏振态。     

电流变液与电-磁流变液的衍射特性

本文把电流变液装置作为反射光栅研究其衍射特性,首次提出由电场强度改变来调节光栅常数的概念.并讨论了同时外加电场与磁场的情况下,电磁流变液的衍射特性.     

非线性光栅的自适应光限幅

首次采用液晶为自聚焦媒质,夹在内表面刻有光栅的两玻璃片间,以Ar离子激光514.5nm波长的激光束垂直入射到光栅上,实验验证了该光栅的自适应光限幅特征。     

新型聚合物分散液晶相位光栅的制备

把具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合 ,注入表面经过取向处理的液晶盒中。以紫外灯为光源 ,通过光掩膜法 ,使混合物在光场的引发下发生相分离 ,形成液晶 /聚合物相位光栅。由于相分离后液晶在取向膜的作用下沿液晶盒面方向旋转 180° ,克服了传统液晶光栅器件对入射光偏振方向的依赖 ,提高了光的有效利用率。采用光学显微镜和He Ne激光器进行测试 ,结果表明所制样品具有较好的栅结构 ,其衍射效率不受入射光偏振方向的影响且具有电场可调性。该光栅制作方法简便 ,驱动电压低 ,在光通信器件、衍射光学、投影显示、光开关等领域有广泛的应用前景     

Influence of Surface Geometry of Grating Substrate on Director in Nematic Liquid Crystal Cell

The director in nematic liquid crystal cell with a weak anchoring grating substrate and a strong anchoring planar substrate is relative to the coordinates x and z. The influence of the surface geometry of the grating substrate in the cell on the director profile is numerically simulated using the two-dimensional finite-difference iterative method under the condition of one elastic constant approximation and zero driven voltage. The deepness of groove and the cell gap affect the distribution of director. For the relatively shallow groove and the relatively thick cell gap, the director is only dependent on the coordinate z. For the relatively deep groove and the relatively thin cell gap, the director must be dependent on the two coordinates x and z because of the increased elastic strain energy induced by the grating surface.     

Phonon diffraction gratings

A two-dimensional diffraction grating for phonons is described. It scatters thermal phonons strongly when their dominant wavelength is equal to the grating's lattice constant. Through measurements of the Kapitza resistance between the silicon crystal carrying the grating and liquid helium, it is shown that the scattering by the grating is predominantly coherent, as expected for phonon diffraction.