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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
散斑场相位涡旋及其传播特性的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
用CCD记录散斑场和参考光的干涉图样, 利用傅里叶变换法实现了散斑场复振幅以及相位分布的实验提取, 在复振幅实部零值线和虚部零值线切点处出现一种新的相位奇点, 与两条零值线交点处的传统相位奇点周围单调螺旋变化的相位分布不同, 绕切点一周的相位具有先增大后减小几乎呈对称性分布的特性, 为了解释这种新的相位奇点,提出了准孪生相位涡旋的概念. 在理论研究散斑场强度的纵向自相关函数的基础上, 实验观察散斑场相位涡旋的传播, 发现在光强纵向相关长度范围内的不同传播距离处的观察面上, 复振幅实部和虚部随机变化而涡旋的 关键词: 相位涡旋 散斑 干涉  相似文献   

2.
高阶贝塞尔-高斯脉冲光束相位奇点的演化   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 推导出被光阑衍射高阶贝塞尔-高斯脉冲光束的场和光强分布的解析公式,对其相位奇点的演化特性做了计算和分析。结果表明,高阶贝塞尔-高斯脉冲光束经光阑衍射后,中心光涡旋始终存在,拓扑电荷守恒。随脉冲频率和脉冲宽度增加,等相位线均沿逆时针方向旋转,涡旋核随脉冲频率增加而减小,而脉冲宽度对涡旋核大小几乎无影响。等相位线随截断参数和传输距离的增加分别沿逆时针和顺时针方向旋转,涡旋核大小随截断参数增加而变化,随传输距离和光束阶数的增加而增大。  相似文献   

3.
通过对方形环孔和圆环孔形成的散斑场及其相位奇异性的研究,发现在某一平面上实部和虚部零值线的位置关系出现了复杂相切相交的情况,复杂相切相交点也形成相位奇异,并且其周围相位分布与传统的实部零值线与虚部零值线相交形成的奇异点周围相位的螺旋变化不同,呈现出对称性和不连续性的特征.方形环孔和圆环孔形成的散斑场的散斑颗粒分布与传统方孔不同,受散射孔径的调制分别排成水平或竖直的条纹状轮廓和类似于圆形的轮廓,在散斑场的局部光强图中出现了很多类似于圆形的黑暗区域,称其为"光强暗核",其中心对应着一个相位分布较均匀的涡旋.  相似文献   

4.
宋洪胜  刘桂媛  张宁玉  庄桥  程传福 《物理学报》2015,64(8):84210-084210
利用散斑场和参考光的干涉提取散斑场复振幅和相位, 研究了不同散射角下散斑场相位的分布规律以及相位奇异处光波复振幅实部零值线和虚部零值线夹角、光强等值线离心率的统计特性. 在大散射角散斑中发现了一种新的相位奇异现象, 即相位奇异线; 研究了相位在跨越奇异线时的突变规律及涡旋状相位的分布特征, 发现在相位奇异线处存在着呈双曲线或抛物线状的光强等值线.  相似文献   

5.
通过对不同拓扑荷的涡旋光束经随机表面散射后在衍射区形成的横向和纵向光强分布的模拟,发现散斑颗粒的横向和纵向的平均尺寸比用高斯光束照明随机表面产生的散斑颗粒平均尺寸小很多,并且随着涡旋光束拓扑荷和光斑半径的增大而减小,同时散斑场相位涡旋的密度随着涡旋光束拓扑荷和光斑半径的增大而增大。利用这种方法可以方便地选择不同拓扑荷和光斑半径的涡旋光束照射随机表面,得到合适的散斑颗粒来捕获更小的微粒。这种结果还可以用来降低散斑噪声。  相似文献   

6.
利用多针孔孔径随机散射屏详细分析了夫琅禾费衍射区的散斑场中的相位和相位涡旋的统计特性,发现散斑相位涡旋的分布具有区域相似性和团簇现象,其中有2个、4个和6个正负相位涡旋形成的独立单元。这些新现象与普通单一孔径形成的散斑相位涡旋的分布完全不同。改变随机散射屏前孔径上小针孔的数量和间距,散斑颗粒和相位涡旋的密度随着改变。  相似文献   

7.
高斯型弱散射屏产生的像面散斑场的分布特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘曼* 《物理学报》2013,62(9):94204-094204
弱散射屏产生的远场散斑由一个中央亮斑和一个分布于亮斑周围而与正态散斑类似的散斑结构, 根据弱散射屏远场的散斑图样, 人们假设弱散射屏产生的像面散斑为均匀背景与正态散斑两者相干叠加的结果, 但这种假设与实际像面散斑存在歧异, 基于上述情况, 本文利用4f高通滤波光学成像系统, 研究了高斯型弱散射屏产生的像面散斑场的统计特性, 得出只有表面均方根粗糙度与入射光波的波长相差不多时上述假设才是可行的结论. 关键词: 弱散射屏 f光学成像系统')" href="#">4f光学成像系统 像面散斑  相似文献   

8.
郑伟花  贾虎 《物理学报》2014,63(5):54301-054301
为了精确描述超声散斑场的特性,提出了采用计算机模拟产生超声散斑场的方法.利用模拟产生的高斯相关随机表面,获得了这类表面远场超声散斑场,同时得到了声强分布和相位分布.与实验产生的散斑场进行对比,建立了超声散斑场接收的实验系统,取与计算模拟相同的参数,获得了实验散斑场.通过对比发现:计算机模拟产生的超声散斑场相位存在奇异点,奇异点周围相位分布类似漩涡,计算机模拟产生的散斑场与实验得到的散斑场强度分布相似,强度值比实验产生的散斑场强度大,携带有用信息的高亮散斑较多,暗点较少,更利于研究和分析.  相似文献   

9.
非马尔可夫环境下原子的几何相位演化   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
郑力明  王发强  刘颂豪 《物理学报》2009,58(4):2430-2434
从微观哈密顿量出发,研究了原子在非马尔可夫环境影响下的几何相位演化. 结果表明,在强耦合条件下原子的几何相位比弱耦合时获得的几何相位大, 而且这一差别随环境损耗的增加而增大. 在环境损耗较小时,原子的几何相位随时间变化出现连续和不连续两种演化行为,且不连续的范围随环境的损耗增加而增大. 总之,在非马尔可夫环境下,原子的几何相位演化将出现丰富而复杂的演化特征. 关键词: 几何相位 原子 腔场 非幺正  相似文献   

10.
弱散射屏的像面散斑自相关函数特性的实验研究   总被引:4,自引:2,他引:2  
在对随机弱散射屏进行表面参数的原子力显微镜测量和建立了门积分取样平均的随机光强自相关函数测量系统的基础上,对弱散射屏在严格像面和离焦像面上产生的散斑自相关函数进行了测量。发现在严格像面上,散斑平均颗粒的大小随表面粗糙度增加而减小,且光强自相关函数次极大的相关间隔宽度随粗糙度增加而减小;而次极大的超伏随粗糙度的增大而增大;在离焦像面上,离焦量的增加使光强的自相关函数下降变得平滑,并使极小值点和次极大点变得不明显或者消失。  相似文献   

11.
宋洪胜  庄桥  刘桂媛  秦希峰  程传福 《物理学报》2014,63(9):94201-094201
利用直透光波和高斯散斑场的叠加理论和基尔霍夫近似研究了菲涅耳深区散斑的构成,给出了菲涅耳深区散斑场及其强度概率密度和对比度的表达式.利用原子力显微镜测量的随机散射表面高度分布数据模拟菲涅耳深区不同散射距离处散斑,并计算绘出其强度概率密度和对比度曲线.理论与模拟相结合研究这两个统计函数的特征和直透光强所占比例的影响,以及它们随散射距离的演化规律.  相似文献   

12.
宋洪胜  刘曼  刘桂媛  徐芝伟  滕树云  程传福 《中国物理 B》2010,19(12):124202-124202
Based on the Kirchhoff approximation and the theoretical analysis of the random light fields,the speckle intensity distributions in the extremely deep Fresnel diffraction region are simulated.The fractal property of the speckles as well as the relation between the speckle intensity distribution and the corresponding random surface is investigated.We design a microscope system to detect experimentally the speckles in the extremely deep Fresnel diffraction region,and the experimental results prove the conclusions drawn from our simulations.  相似文献   

13.
After the three-dimensional self-affine fractal random surface simulation, we use the optical scattering theory to calculate the deep Fresnel region speckle(DFRS) under consideration of the more strict shadowing effect. The evolution of DFRS with the scattering distance and the intensity probability distribution are studied. It is found that the morphology of the scatterer has an antisymmetric relationship with the intensity distribution of DFRS, and the effect of micro-lenses on the scattering surface causes the intensity probability distribution of DFRS to deviate from the Gaussian speckle in the high light intensity area.  相似文献   

14.
滕树云  程传福  刘曼  桂维玲  徐至展 《中国物理》2005,14(10):1990-1995
This paper studies the correlation properties of the speckles in the deep Fresnel diffraction region produced by the scattering of rough self-affine fractal surfaces. The autocorrelation function of the speckle intensities is formulated by the combination of the light scattering theory of Kirchhoff approximation and the principles of speckle statistics. We propose a method for extracting the three surface parameters, i.e. the roughness w, the lateral correlation length ξ and the roughness exponent α, from the autocorrelation functions of speckles. This method is verified by simulating the speckle intensities and calculating the speckle autocorrelation function. We also find the phenomenon that for rough surfaces with α= 1, the structure of the speckles resembles that of the surface heights, which results from the effect of the peak and the valley parts of the surface, acting as micro-lenses converging and diverging the light waves.  相似文献   

15.
近距离数字全息术记录和再现问题   总被引:2,自引:0,他引:2  
罗鹏  吕晓旭  钟丽云 《光学学报》2007,27(10):1735-1739
讨论了记录距离小于菲涅耳衍射要求的近距离数字全息记录和再现问题。对全息记录与再现中高次相位的补偿问题进行了分析,证明了在CCD的参量和记录距离给定后,只要记录时使物体的大小、球面参考光波的位置和距离满足一定的条件,即使在记录距离小于菲涅耳衍射要求的最小距离情况下,也可将高次相位的影响补偿到足够小,使得近距离数字全息的数字再现仍可用快速傅里叶变换算法计算。推导出了满足高次相位补偿的条件和满足补偿条件时的数值再现计算公式。实验结果与理论分析的结论相吻合,并给出了一种修正实际记录的参考光和计算机模拟的理想参考光之间偏差的方法。  相似文献   

16.
刘双龙  刘伟  陈丹妮  牛憨笨 《物理学报》2014,63(21):214601-214601
空心光束的质量是超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中决定成像质量的一个至关重要的因素. 本文基于菲涅耳衍射理论,分析了螺旋相位片法产生空心光束的物理机理,并且模拟了不同的入射条件对产生的空心光束的影响. 模拟结果表明:波长与相位片中心波长匹配且光强呈圆对称分布的高斯光垂直入射到相位片上,当高斯光束中心与相位片中心完全对准时,可获得较理想的空心光束;入射光光强分布的圆对称性以及入射光中心与相位片中心的对准程度都会影响产生的空心光束的强度分布;同时,高斯光束小角度倾斜入射时,空心光的强度分布仍呈圆对称,却在观察面发生一定的位移;此外,入射光中心波长偏离相位片中心波长不大时,对产生的空心光束的强度分布几乎没有影响. 上述分析结果对用于超衍射相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中理想空心光束的获取具有重要的指导意义. 关键词: 空心光束 超衍射极限 相干反斯托克斯拉曼散射 螺旋相位片  相似文献   

17.
Because of the complexity of the scattering integrals in three dimensions, numerous approximations are used to obtain closed-form solutions. By considering the scattering by an infinite, pressure-release plane surface, the effects of various phase approximations and source directivity approximations can be examined independently of the surface roughness. Calculations are carried out using the Fraunhofer and Fresnel phase approximations, and two directivity approximations. It has been shown experimentally that the image solution is valid for the reflection of an acoustic beam by an infinite, pressure-release plane surface if the plane is in the farfield of the source. Consequently, the image solution is used to compare analytical solutions obtained using various phase and directivity approximations, and it is found that both the Fresnel phase approximation and a realistic directivity approximation are required to achieve a good fit. The solution produced by the Fraunhofer phase approximation is obtained as an asymptotic limit of the modified Fresnel solution. Criteria for the validity of the Fraunhofer and Fresnel phase approximations are developed. The Fresnel phase approximation is valid under fairly broad conditions, but the Fraunhofer phase approximation is never valid for an infinite plane surface that must be in the farfield of the source.  相似文献   

18.
刘曼 《光学学报》2012,32(9):926001-277
利用基尔霍夫衍射理论计算模拟了四圆孔径衍射屏在菲涅耳深区形成的衍射光场的强度、零值线和相位的分布,发现衍射光场亮斑关于中心呈对称分布,在距离衍射屏较近的观察面上,光强值为零的点组成光强零值线段,该线段上光强等值线的离心率都接近或等于1,其两侧的光强值变化非常剧烈。复振幅的实部和虚部零值线多为封闭的曲线,零值线交叉点的个数为偶数,并且正负相位奇异点的个数相等。特殊相位奇异点周围的相位不仅呈对称分布,而且该点的拓扑荷的值近似为零。随着光波的传播,在不同的观察面上光强零值线段逐渐变短,最终趋于一点。  相似文献   

19.
In order to investigate the surface roughness dependence of speckle patterns, the complex-amplitude distribution of the speckle field should be obtained first. In previous studies, most investigators have treated this problem using the Fresnel or Fraunhofer diffraction equation. But for a weakly scattering reflective surface, when the observation plane is not parallel to the object plane, the Fresnel and Fraunhofer diffraction equations become inapplicable. Therefore, a reflective surface diffraction model (RSDM) is formed. When the difference between the RSDM and the transmission aperture diffraction model (TADM) is considered, then a general diffraction equation is presented. Considering the variations of the near-field approximation caused by coordinate system rotation, the near-field diffraction equation is derived. By introducing the far-field approximation, the far-field diffraction equation is obtained. The physical meanings of factors in the new equations are interpreted. Comparisons between the Fresnel and Fraunhofer diffraction equations and the newly derived ones show that the former are just the special cases of the latter. Finally, an application of these new diffraction equations is proposed.  相似文献   

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