基于相位复原技术测试高数值孔径光学成像系统

干涉测量的方法已被广泛应用于光学系统的波前测试中。但是由于高数值孔径的标准具加工成本高、风险大,使用干涉测量的方法对高数值孔径光学系统进行测试存在困难。运用相位复原技术对高数值以小孔衍射光束作为高精度测试基准波前进行孔径光学系统波前测试,可以解决上述问题。对不同频率波前形成的点扩散函数模拟,分析了实际测试所需的实验条件。由于缺乏高精度的对比实验条件,引入一种新的误差分析方法,搭建检测平台完成对显微镜光学系统的波前测试。通过验证实验,证明了该测试方法的可靠性。     

半导体激光器光束准直系统的功率耦合效率

在长距离无线光通信中，接收点光功率密度与光束发散角平方呈反比关系，为了获得小的发散角和大的功率耦合效率，要求准直系统有较大的数值孔径(NA)，但数值孔径过大会增加像差，因此合理设计功率耦合效率与准直系统的数值孔径就非常重要。该文对半导体激光器光束准直系统中功率耦合效率进行了研究，给出了半导体激光器光束功率耦合效率与k(孔径半径与孔径处等效光束半径之比)的关系表达式，并结合激光器光束准直系统，给出了半导体激光器光束功率耦合效率与准直系统数值孔径的关系表达式。该研究结论对于半导体激光器光束准直系统设计具有参考作用。     

一种紫外或深紫外光刻的1：1折反射式光学系统

设计了一种新的紫外或深紫外光刻物镜。该物镜与国内外现有的紫外或深紫外光刻物镜相比，既能满足大数值孔径的需要，又能充分利用物镜的视场。采用环形照明，能缓解因增大数值孔径而使焦深缩短的矛盾。     

层叠微透镜阵列光扩散片特性研究

提出了一种新型的层叠微透镜阵列光扩散片。在入射侧具有大口径低数值孔径微透镜阵列结构,在出射侧具有小口径高数值孔径微透镜阵列结构。分析了层叠结构对光线在视场内的扩散增益原理。利用光线追迹法模拟了微透镜高度、口径等结构参数对光学性能的影响。模拟结果表明,正面亮度随出射侧微透镜高宽比增大而增加,在入射侧增加一层高宽比在0.01～0.15的低数值孔径微透镜阵列,能够将正面亮度再提高3%～5%。实验测试结果表明其增益率可达40.06%,较单层微透镜阵列扩散片提高了4.2%。     

国产掺镱双包层光纤的激光特性

 采用MCVD方法研发了掺镱双包层光纤，并对其结构特性、荧光特性和激光特性进行了测试和研究。其D形内包层尺寸为400/450μm，数值孔径为0.36,纤芯直径约为16μm，数值孔径约为0.18。荧光谱线的范围为1 000~1 140 nm，1 030 nm处的峰宽大于50 nm。采用大功率激光二极管单端泵浦6 m长的双包层光纤，在泵浦入纤功率为61 W时， 获得了32 W的激光输出，斜率效率为64%。该光纤在高功率处未发现饱和现象，通过优化光纤参数与泵浦方式还可以提高转化效率和输出功率。实验表明该光纤可以取代进口光纤用作高功率激光器件。     

光纤面板数值孔径的测量

本文在介绍几种光纤元件数值孔径测量方法的基础上,着重证明了用角透过率法测量数值孔径的不合理性,强调了应用三环效应测量数值孔径的优越性和可靠性,理论和实验进行了比较。     

一种新型集成光学微位移传感器的研究

本文采用数值孔径(N.A)法首次计算了光纤-波导端面的耦合效率和器件的响应特性;全面测试了器件的性能,其理论分析与实验结果符合较好;还讨论了进一步提高器件的探测灵敏度及其实用化的途径.     

相干纤维束质量分析

简述了相干纤维束的三种制作方法：溜丝法、酸融法和层叠法，从相干纤维束的分辨率、光学传递函数、透光率、断丝率、数值孔径等技术参数和排列状态、网格效应、暗区、移位、色泽均匀性等相关制作工艺两方面分析了相干纤维束质量，介绍了相干纤维束技术参数测试的方法和样品检测方法。     

用投影法测量显微镜的数值孔径

介绍了投影法测量显徽镜数值孔径的实验原理，并给出了测量结果．     

用于高数值孔径物镜的可调光瞳滤波器

根据矢量衍射理论，提出了一种用于提高高数值孔径显微物镜纵向分辨率的可调二元环形光瞳滤波器，通过改变滤波器的环半径获得不同的纵向分辨率，并利用共焦显微术点扩散函数的乘积性大大地降低了旁瓣相对主瓣的比值。模拟结果表明，这种新型滤波器不仅可以提高高数值孔径物镜的纵向分辨率，同时基本上不影响横向分辨率。     

点衍射干涉系统光学结构参数优化研究

采用时域有限差分方法,在分析点衍射波前误差的前提下,讨论了点衍射干涉系统中物镜数值孔径、针孔尺寸、检测的数值孔径对衍射光强的影响;逐步优化光学结构参数,得到不同光学结构参数之间的匹配数值表;通过比较点衍射干涉系统和Zygo干涉仪对球面镜的测量结果,得到测量面形误差的均方根之差为波长的1/1000,且获得的干涉条纹具有合适的对比度和亮度,验证了光学结构参数选择的合理性。     

Readout of super-resolution marks with Ti thin film

Using Ti as the super-resolution reflective film to replace the Al reflective layer in conventional read-only optical disk, the recording marks with a diameter of 380 nm and a depth of 50 nm are read out in a dynamic testing device whose laser wavelength is 632.8 nm and numerical aperture of the lens is 0.40. The optimum Ti thin film thickness is 18 nm and the corresponding signal-noise-ratio is 32 dB.     

光子晶体光纤数值孔径的测量和数值研究

光纤的数值孔径是光纤的重要参数,大数值孔径光纤在激光器和激光感应荧光系统中有很好的应用前景。光子晶体光纤的数值孔径与传统阶跃型光纤不同,它与光波长有密切的关系。因此,本文用光谱仪测量了不同结构的折射率引导型光子晶体光纤的数值孔径,并进行了数值模拟,研究了光波长、包层空气孔直径、孔间距等对光子晶体光纤数值孔径的影响,同时对光子晶体光纤的非线性系数、宏弯损耗、截止波长、有效模面积等与光波长有关的参数进行了研究,取得了满意的结果。     

经光阑衍射的平顶涡旋光束位相奇点的演化特性

推导出了平顶涡旋光束通过有光阑ABCD光学系统的传输解析式,并以光阑透镜和矩形光阑系统为例,与平顶光束比较研究了截断参量、相对离轴距离和光束阶数对衍射场中位相奇点演化特性的影响.数值计算表明,平顶涡旋光束通过上述光学系统均存在位相奇点,即使源处涡旋被光阑阻拦时,衍射场中也会出现位相奇点;而平顶光束通过光阑透镜系统存在刃型位错,随着截断参量增大,会发生刃型位错的演化和湮灭现象,且平顶光束通过矩形光阑系统没有发现位相奇点.     

经光阑衍射的平顶涡旋光束位相奇点的演化特性

推导出了平顶涡旋光束通过有光阑ABCD光学系统的传输解析式,并以光阑透镜和矩形光阑系统为例,与平顶光束比较研究了截断参量、相对离轴距离和光束阶数对衍射场中位相奇点演化特性的影响.数值计算表明,平顶涡旋光束通过上述光学系统均存在位相奇点,即使源处涡旋被光阑阻拦时,衍射场中也会出现位相奇点;而平顶光束通过光阑透镜系统存在刃型位错,随着截断参量增大,会发生刃型位错的演化和湮灭现象,且平顶光束通过矩形光阑系统没有发现位相奇点.     

光电式光圈测试仪设计原理

本文简述该测试仪的工作原理和主要特点,并分析影响光圈测试精度的有关因素。     

有孔矩形金属腔体屏蔽效能的估算

 使用模式匹配法和基于矩量法求解的混合位积分方程预估了有孔缝金属屏蔽腔体的屏蔽效能,该算法考虑了孔缝厚度、孔缝形状、入射波极化方向及高次模等因素对屏蔽效能的影响。通过对经典孔缝电磁耦合模型的数值仿真,验证了该算法具有较高的准确性和计算效率。数值仿真表明：当屏蔽腔体上的孔缝为矩形且入射波的电场极化方向平行于矩形缝隙的短边时,对应于该极化方向的腔体屏蔽效能是所有极化方向中最差的;当频率低于主谐振频率时,测试点距离缝隙越近,该点的耦合场越强,屏蔽效能越差;在孔缝面积相同的情况下,正方形孔缝的屏蔽效能要优于矩形孔缝的屏蔽效能。     

基于子孔径拼接法测量高精度反射镜

为了解决高精度光学反射镜的子孔径拼接检测问题,基于最小二乘拟合,依据拼接算法建立数学模型,编制了拼接程序,同时对口径为120 mm的平面反射镜进行了拼接检测。检测中,基于标记点确定子孔径间的相对位置,完成子孔径间的对准。分别基于全口径检测结果与自检验子孔径测试结果对拼接结果进行精度分析。实验结果表明:拼接结果无拼痕,拼接结果与全口径测试结果、自检验子孔径测试结果一致; 拼接结果与全口径面形测试的PV值与RMS值的偏差分别为0.020 与0.002 ,验证了检测的可靠性和准确性。     

Conditions for identical position of optimal image plane for axial imaging with different values of f-number

By analysis of the dependence of longitudinal spherical aberration on the numerical aperture, it is possible to find such values of the numerical aperture, where spherical aberration is zero. Such values of the numerical aperture are called correction zones. The work theoretically analyses the described problem and equations are given for wave aberration coefficients using correction zones for spherical aberration of the third and the fifth order. Our work presents an analysis of optimal values of correction zones and an optimal position of the center of the reference sphere based on the variance of wave aberration for the image quality evaluation. Relations are described for calculation of correction zones of an optical system having an identical position of the optimal image plane for two values of the f-number. The analysis of optical systems using correction zones is performed on an example.