关于部分偏振光能量传递和偏振态的光线椭圆分析方法

部分偏振光传播时的光强和偏振态变化情况比较复杂, 尤其是当大数值孔径成像时, 光束的偏振态还会影响成像质量. 本文提出一种用于分析部分偏振光能量传递和偏振态的光线椭圆方法, 采用光线椭圆叠加的办法来分析光束在各向同性的均匀介质中传输时能量和偏振态的变化情况, 同时直观性好, 计算量小. 论文最后, 对大数值孔径、 高像质的齐明透镜系统讨论了入射无偏振光的能量、 偏振态变化, 以及偏振效应问题. 结果表明, 大数值孔径使成像光束中TM偏振光强度相对增加, 影响成像对比度; 提高像方介质的折射率, 会改善此种偏振效应问题.     

以应用光学为基础的大学生科研训练

大学生科研训练计划是培养创新型人才的重要措施。以创新教育理念为出发点,以光学工程学科的专业基础课程应用光学为基础,从课程与周边学科的联系中,从教师的高水平科研项目以及地方企业的实际需求中提取原料和课题供给学生从事研究。仅就近两年内先后指导的11项共计40余名学生的SRTP项目为例,指导学生撰写论文和申请专利,有效地开阔了学生的视野,培养了学生的研究能力、创新思维与工程素质,提高了课程的教学质量,对其它专业基础课程建设具有借鉴意义。     

超短脉冲通过实际光学系统的时空特性分析

元件的像差和加工装配误差会影响通过其中的超短脉冲的时空特性。在不考虑介质的非线性作用时,基于傅里叶频谱理论并结合光线追迹和衍射理论,发展了一种有效的数值方法仿真超短脉冲通过光学系统的时空传输特性。以一个引入实际误差的2片式聚焦透镜组为例,分析了入射中心波长为800nm,脉冲宽度为30fs的高斯型超短脉冲通过该系统的传输过程,并通过实验测量了该系统在焦点处的脉冲时间宽度和焦斑大小,并与仿真结果进行了比对。结果表明,该方法不仅可以很好地仿真分析实际光学系统中超短脉冲的时空传输效应,也使得超短脉冲系统的优化设计成为可能,同时也为提出加工要求和合理的公差分配提供了指导意义。     

浙江大学应用光学课程的发展和改革

本课程在教学理念上强调了对学生工程素质和自主学习能力的培养,教学方法和教学手段在大力采用现代信息技术的基础上更重视教学双方人的因素,采用研究型教学将科研与教学紧密结合,实践环节采用了科研模式和学生自我评价机制,充分利用学校内光学工程的学科优势来培养高素质人才。通过改革,课程的教学效果得到显著的提升,注入了与当今社会发展和科技进步相适应的内涵。     

用于液晶电光特性计算的无奇异点2×2矩阵研究

Berreman的矩阵法是研究和计算液晶光学特性的通用方法.为了减少计算量,近年来许多学者致力于简化其方法以提高计算速度,本文根据各向异性介质中光传播的电磁场理论以及光学折反射定律,在保证其准确性的同时,推出了新的矩阵方法.这种2×2矩阵公式表示相当简单.理论研究结果表明,该方法减少了以往的计算量,快速简洁,结果准确.     

高功率激光装置中鬼像的模拟-应用实际光线追迹法

高功率固体激光装置中正常光束的残余反射将形成能量较大的鬼点,它们极易对元器件造成损害,因此对一阶及多阶鬼点的位置作定量分析对高功率激光系统设计是非常必要的。采用将近轴分析与实际光线追迹相结合的分析方法,对神光Ⅲ原型装置进行了一套完整的杂散光分析。首先在近轴条件下对系统中可能产生的一阶至多阶鬼点进行了全面的计算和定位,列出其来源和鬼点较集中的区域,如普克尔盒一个窗口的前表面附近鬼点能量比较集中,然后通过大量的实际光线追迹对这些元件进行重点考察,模拟其表面的能量分布,为如何减小鬼点数目,从而避免鬼点能量造成的损伤提供了详尽的数据参考。     

热应力双折射介质中的光传输研究

计算了简化的平行平板中的温度和热应力分布,根据光弹性理论得到了介质内部折射率的改变,采用矢量微分算法模拟光线在介质中传输的情况,预测了接收面上的光强分布和条纹形状,程序输出图形和作为对照的光弹性实验的结果符合良好,证明了上述分析方法和光传输计算的正确性,为进一步完善光学系统成像质量提供参考. 关键词： 光弹性 应力双折射 光线追迹     

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     

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.     

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。