关联光学新进展

文章综述了利用光学自发参量下转换过程产生的纠缠双光子态和热光源的空间关联性,实现"鬼"成像、"鬼"干涉、亚波长干涉和非定域双缝干涉等实验的研究进展,以及其中涉及的争论问题.     

窄缝耦合的快速估算法

 基于小孔耦合理论和腔体格林函数,提出了长宽比大于10的窄缝耦合的快速算法,并与Micro-Stripes软件的计算结果进行比较,两者基本一致。研究了窄缝位置、数量及腔体尺寸对屏蔽效能的影响,结果表明：每增加一条相同尺寸、相同取向的窄缝可使腔体的腔体屏蔽效能下降约6 dB;窄缝长度不变的条件下,长宽比每增大1倍则屏蔽效能增加1 dB,并且增大腔体任一方向的尺寸都可以使屏蔽效能增大;除腔体的谐振频率与软件计算结果稍有差异之外,快速算法与软件的计算结果吻合很好,而快速算法的速度远大于软件计算速度,且适合于高频范围。     

高斯光束通过含失调窄缝光阑的失调光学系统的传输特性

 利用硬边窄缝光阑的近似展开式和适用于失调光学系统的广义衍射公式,得出了高斯光束经含失调窄缝光阑的失调光学系统传输的近似解析式。模拟结果表明输出光束场分布与光束参量、光阑尺寸、ABCD矩阵元、光阑失调量和光学系统失调量有关。针对给定的光学系统和高斯光束定量分析了各失调量对输出光束场分布的影响,结果表明:光阑横向位移、光学系统横向位移和角位移均引起垂直于z轴截面内明显的光强非轴对称分布。当光阑半宽度为1 mm时,光阑的衍射作用使腰斑半径为0.5 mm的高斯光束产生-1.586π～1.465π范围的相对相移,且光阑横向位移、光学系统横向位移和角位移均引起焦平面前后相对相移的迅速变化。随光阑宽度变小,各失调量对输出光束特性的影响越明显。     

估算双层屏蔽腔体窄缝耦合的混合方法

 用混合方法计算双层屏蔽腔体窄缝耦合时,外腔体的窄缝耦合用传输线模型计算,内腔体的用磁偶极子模型计算。混合法可以求出双层屏蔽腔体内的场分布和屏蔽系数的分布规律,避免了传输线模型只能计算腔体中心线上的屏蔽系数而不能分析腔内横截面上耦合场分布规律的缺点。将得到的窄缝耦合的传输线模型和磁偶极子模型的计算结果与实测值和Micro-Stripes软件仿真值进行对比,验证了传输线和磁偶极子模型的有效性。混合方法给出了窄缝数量及腔体内不同观测点对屏蔽系数的影响,结果表明：双层屏蔽腔体的屏蔽效能明显优于单层屏蔽腔体;随着相同尺寸的窄缝数量的递增,腔体内的屏蔽系数递减;在与双层屏蔽腔体中心线垂直的横截面上,观测点屏蔽系数以中心线上点为中心,沿窄缝方向向两边递增,也就是离中心线越远,腔体内的耦合电场越弱,且混合法的速度明显快于软件计算速度,适合于高频范围的分析。     

双缝衍射现象的实验研究

双缝衍射是指被单缝衍射调制的双缝干涉现象. 以定性分析双缝衍射光强分布为基础,对双缝衍射实验过程中出现的各级明条纹中心的光强并不相等,且包络内中间光强并不是最大的现象作了深入分析和研究,并指出这些现象出现的原因.     

利用单缝衍射装置探究照片中"星芒"的成因

利用单缝衍射装置探究照片中的星芒背后的光学原理。激光束分别在不同方向的单缝和不同的正多边形小孔衍射屏上发生衍射。光通过两个互相垂直的单缝得到"十"字形衍射图案,是光传播的独立性和叠加原理的体现。星芒可视为光通过不同方向的单缝时分别发生衍射形成的衍射图案的叠加。光在正三角形、正方形、正五边形和正六边形小孔的衍射屏上发生衍射,衍射图案与摄影师们用具有不同叶片的光圈的相机拍摄的星芒一致,更直接地证明星芒是光通过多边形的相机光圈时发生夫琅禾费衍射的结果。此实验有望在大学物理教学中开展。     

金属与材料的激光焊接

 公元前三世纪,希腊的物理学家阿基米德在战争中曾试图用一个大抛物面镜将太阳光反射聚焦为小的光点来烧毁罗马舰队(图1).但由于受时间和气象条件的制约,不大可能仰仗这种“武器”去赢得战争.在激光器出现以前,无论是太阳光还是其它人造光源都不可能成为工业加工过程中的热源.     

黄原酯棉分离富集与石英缝管技术的FAAS测定环境水中痕量铅

本文研究了黄原酯棉富集铅的条件，探讨了应用石英缝管技术测定铅的方法。实验表明ＰＨ－７左右时，黄原酯棉能够定量地富集水中痕量铅、以１％ＨＮＯ３，水浴２０ｍｉｎ即可定量解脱。应用石英缝管技术可比常规火焰测定铅的灵敏度提高３．３倍。本方法可应用际野外富集。     

一个为验证光场空间相干性而设计的双缝干涉新实验

通过我们设计的实验装置，能将通常双缝干涉实验中的ｄ值从１ｍｍ加宽到５ｍｍ，论证了ｂβ〈λ判据，验证了光场的空间相干性，并通过实验论证了“看不到”不等干涉条纹不存在。本实验通过衍射光栅的知识和实验现象，可以间接“看到”干涉条纹的存在。它能帮助学生理解光场的空间相干性，对教学有很好的启发作用。     

电磁脉冲与窄缝腔体耦合共振特性分析

 应用时域有限差分法模拟计算了电磁脉冲对窄缝和窄缝腔体的线性耦合过程。通过定义能量耦合传输系数，分析耦合能量随窄缝宽度和厚度及时间的变化关系，得出在正弦波调制的高斯脉冲源激励下，窄缝和窄缝腔体的耦合共振特性。