运用严格耦合波理论计算平面电介质光栅的衍射效率

本文阐述了严格耦合波理论的基本思想。针对横电波的情况，详细分析了运用严格耦合波理论实现光栅衍射效率计算的方法，并且进一步给出了编制计算衍射效率程序的步骤。通过一个具体计算实例表明：各衍射级分布的光能量之和等于入射光的能量，满足能量守恒定律，从而证实了计算结果的正确性。     

Analysis and demonstration of PID algorithm based on arranging the transient process for adaptive optics

The fastness and robustness of a control algorithm are highly important in the performance of adaptive optics systems. The proportional-integral-derivative control with arranging the transient process, which is designed using a tracking differentiator, is applied into an adaptive optics system. This control algorithm greatly improves the dynamic properties of the control system. To identify the underlying reasons for these improvements, the influence of the control algorithm is theoretically discussed. The control algorithm is verified by a simple adaptive optics system for tip/tilt correction. The experimental results demonstrate that the control algorithm is fast and robust.     

基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复

提出了一种基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复方法。将CCD相机置于Ronchi光栅的Talbot距离处,记录Ronchi光栅的自成像强度分布。通过随机并行梯度下降(SPGD)算法优化Zernike多项式系数,恢复入射相位。数值模拟实验结果表明,所提出的方法能够快速实现高精度的相位恢复,具有收敛速度快、精度高、抗噪声等优点。     

势阱中粒子能级与波函数微扰计算的代数递推公式

利用超位力定理（HVT）和Hellmann-Feynman定理（HFT）,导出了由有精确解的势阱的能级值用微扰法直接计算一维势阱的各级近似能级的普遍代数公式,并导出由能级近似值计算定态波函数近似表达式的代数公式,给出了代数公式具体应用的几个典型一维势阱实例,此法可推广到二维势阱与三维势阱的情形。     

自适应光学系统模式控制动态优化方法

像差校正模式项数是自适应光学系统模式控制算法中的一个重要参数,其大小对补偿效果影响明显。通过对系统响应函数矩阵的奇异值分解构建像差模式空间,以不同控制项数下残余像差的均方根估计为依据确定每次校正的模式项数,提出了一种模式项数动态优化的控制方法。以Hartmann-Shack波前传感器和薄膜变形镜为主要部件搭建自适应光学实验系统,通过拟合不同像差验证上述控制方法,实验结果表明,和固定项模式控制方法比较,动态优化方法校正的系统残余像差更低,可明显提高自适应光学系统的空间拟合性能。     

改进型Helmholtz线圈及其磁场均匀性的分析

提出将Helmholtz线圈改为3个同半径的串联线圈,以得到改进型的Helmholtz线圈,经计算得到了改进型Helmholtz线圈磁场的简单公式,对公式的分析表明：改进型Helmholtz线圈的均匀磁场区比一般Helmholtz线圈大得多。     

Helmholtz线圈、直螺线管及圆电流磁场均匀性分析的简单公式

采用由 Ｈｅｌｍ ｈｏｌｔｚ 线圈、直螺线管及圆电流对称轴上的磁场来计算轴外磁场的方法,求得磁场均匀性的简单公式,并对计算结果进行了讨论．     

带有二元光学元件的可见光望远镜设计

本文讨论了可见光常规望远镜的特点及存在的问题，论述了在望远镜系统中加入二元光学元件（ＢＯＥ）的优点和设计方法。通过具体设计实例表明：混合型望远镜系统与光学性能与基本相同的常规望远镜相比，元件数目减少，且所有元件均使用Ｋ９玻璃，系统重量变轻，系统的结构简化。     

离焦型Shack-Hartmann传感器的光斑矩波前重建

将光斑矩推广应用到离焦型Shack-Hartmann波前传感器中,提出了一种高精度的波前重建方法。针对离焦型Shack-Hartmann波前传感器,不仅提取了每一个微透镜光斑的质心偏移量,而且提取了每一个光斑的二阶矩,用于计算波前的局部斜率和局部曲率。将传统Shack-Hartmann传感器利用波前局部斜率进行波前重构的算法,推广到同时利用波前的局部斜率和局部曲率进行波前重构,并进行了数值模拟研究。数值模拟结果表明:所提波前重建算法可以进行高精度的波前重建。将peaks函数作为输入波前,采用所提波前重建算法得到的波前残差RMS为0.0327λ,小于常规算法的0.0903λ,表明所提算法可以显著地提高波前重建精度。     

势阱中粒子能级与波函数微扰计算的代数递推公式

利用超位力定理(HVT)和Hellmann-Feynman 定理(HFT),导出了由有精确解的势阱的能级值用微扰法直接计算一维势阱的各级近似能级的普遍代数公式,并导出了由能级近似值计算定态波函数近似表达式的代数公式.给出了代数公式具体应用的几个典型一维势阱实例.此法可推广到二维势阱与三维势阱的情形.