平行光的菲涅耳圆孔衍射的实验研究

通过实验观察到衍射图样的中心可亮可暗,并用"菲涅耳半周期带"原理加以分析、解释,通过分析总结出圆孔衍射图样的中心光强的变化规律,完善圆孔衍射的实验研究.     

圆孔衍射图样中央一定是亮斑吗?

研究了圆孔衍射图样的中央斑的规律 ,说明圆孔衍射图样中央不一定是亮斑。     

圆孔夫琅禾费衍射的光强度研究

本文从惠更斯-菲涅尔原理出发,得到圆孔夫琅禾费衍射的光振幅分布的积分表达式,应用贝塞尔函数展开式对积分式进行了计算,得出了衍射光的强度分布,从而推出爱里斑的半角公式.该文还用Mathematica软件对结果进行了图示和数值计算.     

菲涅尔圆孔衍射理论的探讨

导出非傍轴区轴上点菲涅尔圆孔衍射的精确解析式，并用计算机模拟出不同参数下的各种衍射光强曲线。通过理论分析，揭示出菲涅尔圆孔衍射更深刻的物理内涵。     

圆孔衍射的透射系数

用平面波角谱衍射理论计算了圆孔衍射场 ,通过引入标量光场的能流密度矢量 ,计算了圆孔衍射的透射系数     

多圆孔夫琅和费衍射的研究及衍射图样的可视化

为了认识多圆孔衍射的物理特征和图样特点,通过多圆孔衍射与光栅衍射的类比,结合单个圆孔的衍射和光栅的多条缝之间的干涉,得出多圆孔夫琅和费衍射的光强公式。采用MATLAB语言编程作图,得到多圆孔夫琅和费衍射图样,并方便地观察衍射图样随各个参数的变化,有助于学生更好地理解干涉和衍射现象的物理本质。计算机可视化光学现象,有助于提高学生的学习兴趣。圆孔衍射与多缝干涉结合起来处理问题的思路,有助于激发学生深入思考,进行探究式学习,培养创新能力。     

菲涅耳圆孔衍射的解析处理

推导了傍轴条件下菲涅耳圆孔衍射场的级数解,进而讨论了一些具有重要理论和实验意义的问题。     

数值法研究光的圆孔衍射实验现象

在平行平面波近似的情况下,数值法求解菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,得到平行平面光波通过圆孔衍射后的光强分布图.通过对纵向及横向光强分布图的数值分析,验证了轴上点光强由菲涅耳数决定,菲涅耳数大于1时为菲涅耳衍射区,菲涅耳数小于1时为夫琅禾费衍射区.在近场,光强分布为明暗相间的环形条纹;在远场,光束演化成束腰位置在圆孔处的高斯光束,仿真结果与理论和实验结果基本一致.本仿真结果将光衍射的抽象理论直观化、可视化.     

基于Origin的夫琅禾费圆孔衍射仿真实验及在教学中的应用

基于夫琅禾费圆孔衍射光强分布的理论公式,通过Origin软件中的多工作表矩阵(Matrix)窗口对衍射图样进行仿真,通过改变入射光波长和圆孔孔径,观察图样的相应变化,并且在衍射图样的光强分布图中读取了6个极值的位置和强度,验证了艾里斑的半角公式.     

菲涅耳圆孔衍射的解析处理

推导了傍轴条件下菲涅耳圆孔衍射场的级数解,进而讨论了一些具有重要理论和实验意义的问题．     

数字微镜用于菲涅耳衍射全息显示的理论研究

导出人眼感觉的菲涅耳衍射全息的数字微镜重建场强度表达式.基于数字微镜每显示周期8幅二值图形成灰度图的机制,比较了每周期8幅及256幅二值图方案时菲涅耳衍射全息的显示质量.结果表明,数字微镜显示图像的质量低于数字全息波面重建质量.存在优化控制数字微镜提高显示图像质量的可能性.     

菲涅尔多缝衍射的数值计算

本文直接由菲涅尔一基尔霍夫衍射积分公式出发,通过数值积分的方法,计算菲涅尔单缝、双缝以及多缝衍射的光强分布,绘制出其相应的光强分布曲线.同时给出了计算菲涅尔多缝衍射的光振动分布的具体表达式.研究结果对于理解菲涅尔衍射现象具有重要的理论参考意义.     

用菲涅耳衍射理论分析双光栅成像效应

从理论上对双光栅成像效应现象进行研究,分别从菲涅耳衍射理论和平面透射光栅的菲涅耳衍射公式出发,分析了物光波经过两个平行放置的平面透射光栅组成的系统衍射后的复振幅分布。分析结果表明,在理想状态下,当两个光栅的放置位置满足一定条件时,在第二个光栅后面可以观察到一个清晰的原物体图像。理论分析解释了两个光栅在双光栅成像效应中的作用,得到了双光栅成像效应发生时,两个光栅的空间频率、衍射光级数以及光栅放置位置之间的关系式,这与实验所得结果相一致。     

干涉场的衍射实验

光是一种振动的传播.光振动可以相互叠加、形成合振动.光的干涉与衍射效应应该是光振动的叠加效应,这可以通过干涉场的衍射实验来检验.     

基于光学菲涅耳衍射的"盲数字水印"技术

基于光学菲涅耳衍射,设计了一种新的“盲数字水印”计算方法。水印图像通过离散菲涅耳衍射变换成一复矩阵,将此复矩阵的实部和虚部分开,分别嵌入到宿主图像的不同位置中。通过将水印嵌入点的宿主图像的像素值更改为其近邻像素值的均值,而实现“盲水印”的提取。数值计算结果表明:该水印计算法对像素变换攻击具有很强的鲁棒性,如图像亮度、对比度和灰度曲线的调整;能抵抗JPEG有损压缩、剪切和噪声污染攻击;能抵抗对图像的重采样攻击,可从显示屏幕拷贝的图像中提取水印。由于该方法为使用者提供了灵活的水印嵌入方式和双重密钥的选取,以及提取水印不需要原始图像数据,因而使该方法具有很高的安全性和实用价值。     

Laser-Induced Electron Fresnel Diffraction in Tunneling and Over-Barrier Ionization

Photoelectron momentum distribution in strong-field ionization has a variety of structures that reveal the complicated dynamics of this process. Recently, we identified a low-energy interference structure in the case of a super-intense extreme ultraviolet(XUV) laser pulse and attributed it to the laser-induced electron Fresnel diffraction. This structure is determined by the laser-induced electron displacement [Geng et al. Phys. Rev. A104(2021) L021102]. In the present work, we find that the Fre...     

Laser-Induced Electron Fresnel Diffraction in Tunneling and Over-Barrier Ionization

This work focuses on chirped solitons in a higher-order nonlinear Schr¨odinger equation, including cubic-quinticseptic nonlinearity, weak nonlocal nonlinearity, self-frequency shift, and self-steepening effect. For the first time,analytical bright and kink solitons, as well as their corresponding chirping, are obtained. The influence of septic nonlinearity and weak nonlocality on the dynamical behaviors of those nonlinearly chirped solitons is thoroughly addressed. The findings of the study give...     

菲涅耳微透镜列阵衍射效率的测试与分析

归纳了目前二元位相型菲涅耳微透镜列阵衍射效率测试中所用各种衍射效率的不同定义，提出规范定义的建议。并设计了测量衍射效率的系统，方法简单易行，适于测试具有微小单元尺寸的菲涅耳微透镜列阵的衍射效率。     

Diffraction of terahertz waves after passing through a Fresnel lens

The spatiotemporal and spectral characteristics of ultrawide-band terahertz pulses after passing through a Fresnel lens are studied by using the scalar diffraction theory. The simulation shows that the transmitted terahertz waveforms compress with increasing propagation distance, and the multi-frequency focusing phenomenon at different focal points is observed. Additionally, the distribution of terahertz fields in a plane perpendicular to the axis is also discussed, and it is found that the diffraction not only induces focusing on-axis but also inhibits focusing at off-axis positions. Therefore, the Fresnel lens may be a useful alternative approach to being a terahertz filter. Moreover, the terahertz pulses travelling as a basic mode of a Gaussian beam are discussed in detail.     

部分相干光照明下光栅的塔尔博特效应

首先利用部分相干光理论详细地分析了在部分相干光照明下光栅的菲涅耳衍射,给出了观察面上衍射光强分布的一般公式,并就光源的发光面积对光栅塔尔博特效应的影响进行了讨论,得到了光栅衍射光强的分布随着照明光源的发光尺寸的增加而逐渐变得平滑这一结论．并且,当光源发光尺寸增加到毫米量级时,光栅的塔尔博特效应将完全消失。在实验上埘不同发光尺寸的扩展作相干光源照明光栅时的菲涅耳衍射光强进行了测量,实验结果与理论分析得出的结论相符合。