高准确度光学系统中材料非均匀性对成像质量的影响

利用Zernike多项式对用Zygo干涉仪测得的离散材料折射率数据进行了拟合,再使用光线光学的方法评价了系统的成像质量.由于材料折射率分布的无规则性,在对包含非均匀介质的实际光学系统的模拟仿真和优化时,需要考虑选取材料不同部位加工成的透镜会对系统成像质量有不同的影响,而且加工好的透镜在装配过程中,绕着光轴旋转不同的角度同样会影响成像质量.通过计算机模拟的方法预先选取材料的最佳部位以及找到最好的装配位置,从而提高了光学系统的性能.     

基于光线光学的非线性自聚焦现象的仿真分析

采用光线光学方法对非线性自聚焦现象进行仿真, 能够从宏观上直观地体现强激光的传输过程, 同时避免采用近轴近似、自相似近似等. 本文采用在光传输路径上垂直于光轴切片的方法, 将光的非线性传输转化为切片上的光对折射率的调制作用和切片间的线性传输. 在切片端面上统计光强后对量化误差进行了抑制, 而线性传输过程采用了亚当斯法求解光线方程从而解决了龙格库塔法等不能用于非线性光传输仿真的问题. 仿真结果显示, 强激光自聚焦在轴上有多个焦点, 且第一个焦点的位置随光功率的增大而更靠近入射位置; 由于追迹的是实际光线, 故可以得到近轴区以外区域自聚焦及成丝(环)的情况, 这对于强激光系统安全是有重要意义的. 利用已有的同样基于光线追迹方法的光学设计、仿真软件, 可以把非线性自聚焦介质和线性介质结合起来, 仿真光在实际强激光系统中的传输. 关键词： 实际光线追迹 非线性自聚焦 光传输仿真     

美司那与孔雀石绿相互作用的共振瑞利散射及应用

研究了美司那与孔雀石绿相互作用的共振瑞利散射(RRS)光谱特征、适宜反应条件、共存物质的影响及实际应用,建立了单波长法及双波长法快速测定药物及生物样品中美司那的RRS法。在pH 7. 14的溶液中,美司那与孔雀石绿以静电引力相互作用生成绿色离子缔合物,产生以349 nm和470 nm为特征峰的RRS增强信号,在此二波长处,RRS增强强度的绝对值与美司那质量浓度在0. 003～0. 41 mg/L范围内呈线性关系,检出限分别为2. 5μg/L(349 nm)和2. 1μg/L(470 nm)。若用双波长叠加测定,其检出限达1. 2μg/L。方法已用于实际药物及生物样品中美司那的测定。     

抗革兰氏阴性菌耐格霉素的形式合成

耐格霉素是具有抗革兰氏阴性菌活性的天然产物.以廉价易得的3-羰基-4-氯丁酸乙酯为原料,以八步29%的总收率实现了耐格霉素的形式合成.该工作改进了文献的合成路线,利用生物催化不对称还原高立体选择性引入C-5位的手性羟基,并将危险的叠氮引入反应放在合成后期,降低合成路线的操作风险.分子中C-3位的仲碳胺基手性中心通过Ellamn试剂介导的不对称Mannich反应构建.该路线易于放大,有望为构建耐格霉素类似物分子库以及高通量药物筛选奠定基础.     

强激光系统光束质量的非线性退化及补偿研究

为了在强激光非线性传输仿真中综合考虑系统像差等因素,提出了一种基于光线追迹的非线性介质光追方法,并编程实现了线性介质与非线性介质的混合建模。以三片式聚焦系统为例,在系统中加入KDP晶体作为非线性介质,仿真分析了不同激光功率密度下KDP晶体的非线性效应对光束质量的影响。仿真结果表明,当激光功率密度达到1.62×1010 W/cm2时,非线性效应会导致光束质量明显下降。在该仿真结果的基础上提出了在不改变焦面位置的情况下,将元件间隔作为补偿器进行系统优化的方法。优化结果表明,焦斑尺寸较优化前减小2.8μm,规范尺寸下的环围能量提高了16.2%,焦面处的光束质量得到显著改善。     

引入科研模式的光学系统CAD课程

光学系统CAD是一门综合设计类课程,课程包括基本理论和光学系统设计实践,适合于进行研究型教学。课程的改革方案的重点就是引入科研模式,这一方案包括项目签约、组织实施、评审答辩。在本课程中,学生通过小组自主设计与合作探索完成了他们的设计项目,体会到现代社会的人际关系、团队合作的重要性、每个个体的作用和队伍中成员的关系,小组内部及与其他小组的竞争,对自己也有了客观的了解。在设计实践中应用了不同学术领域的知识,包括应用光学、计算机编程、工程软件等。这种学科交叉的特点使学生为集成不同学科的知识进行交叉创新作了准备。实践表明,这种教学模式在培养工程素质、合作精神以及在更高的水平上提高分析问题和解决问题的能力起了很重要的作用。     

偏振对光学系统成像质量的影响

通常情况下,评价光学成像系统像质的几个重要参数,如能量集中度(Strehl比)、分辨率、焦深等,都是以标量衍射理论为基础进行计算和分析的.考虑光波的矢量偏振特性,尤其是在高数值孔径系统中,标量衍射的精度已不能满足精度要求.本文讨论了在采用矢量衍射计算方法基础上,上述成像参数的变化,所讨论系统入瞳面各点为偏振方向一致的线偏光或部分偏光,以便于考察偏振对所述成像参数的影响,通过公式推导和数值计算,得出了由于偏振的影响.系统衍射斑能量极大值变小,像面和偏振平行方向分辨率降低,分辨率出现各向异性,只有系统焦深受偏振影响较小.而这些矢量效应会随着系统数值孔径的提高而愈加明显,因此在分析处理数值孔径较高的光学系统时必须使用矢量衍射方法.最后讨论了轴外点衍射斑的计算.