增强型相位光栅衍射效率研究

为了提高相位光栅位置测量系统的测量精度,需要降低零级和偶衍射级次信号的衍射效率,同时提高高奇衍射级次信号的衍射效率.目前,已知的增强型相位光栅衍射效率模型限制了结构参数取值范围,在设计时以某一高奇衍射级次信号作为优化目标.为设计针对多个高奇衍射级次信号的衍射增强、零级和偶衍射级次缺级的相位光栅结构,对增强型相位光栅衍射...     

相位板衍射图样处理方法的研究

分析了准直激光束照明条件下，相位板中心偏离准直光束中心对衍射图样的影响，并给出了数值仿真结果；提出了一种基于多层前馈神经网络的相位板衍射图样处理方法，相对于传统的最小二乘曲线拟合处理方法而言, 精度大为提高。该方法并能适用于包括无衍射光束等复杂图像的细分处理，从而为进一步提高大尺度准直精度奠定了基础。     

用于光束整形的多功能衍射相位板的设计

提出一种设计多功能衍射相位板的随机搜索和模拟退火混合设计方法利用这种方法,通过采用多个评价函数,可设计出在不同观察面上同时产生所需光强分布的衍射相位板设计用于高斯光束整形的多功能衍射相位板可以在焦面上产生高能量利用率、小旁瓣的光强分布,同时在离焦面上获得具有良好顶部均匀性的光强分布该方法提高了衍射器件的设计灵活性,对于设计同一块器件在光路的不同位置产生所需的光强分布提供了新的思路,在激光武器、激光加工和激光手术等领域有广阔的应用潜力.     

CCD扫描检测光束准直度

提出一种检测光束准直度的新方法。在对波面矢高进行定义的基础上,提出CCD轴向扫描检测激光束准直度的方法。利用采样光波在会聚透镜后形成的衍射图样,测量两个相同基准衍射图样之间的距离,即可确定入射光波的波面矢高,进而确定入射光波的准直度。在给出测量原理及模拟基准衍射图样的基础上．进行了实验验证。CCD轴向扫描方法具有结构简单、加工便利、操作方便的特点,是检测光束准直度的有效方法。     

高边缘视场光学效率的衍射波导准直投影镜头设计

随着微型发光二极管(micro-light emitting diode, Micro-LED)微型图像源被应用于增强现实(augmented reality,AR)显示技术, AR显示系统朝着超小型化方向发展。然而Micro-LED图像源发光角度大,准直投影镜头要求体积小且像质高,其产生的渐晕现象也导致视场(field of view,FOV)边缘处光学效率低、照度不均匀,这对AR光学系统设计造成了挑战。为了解决上述问题,该文基于增加计算得到的非球面场镜,设计了一种照度均匀性高、边缘视场光学效率较高的衍射光栅波导准直投影镜头。对场镜理论进行详细分析,从而确定焦距区间,最终求解其面型参数,设计出照度相对均匀的镜头。设计的新型准直投影镜头对角线FOV为41.2°,F#为1.87,调制传递函数在125 lp/mm处大于0.5。仿真结果表明,系统照度均匀性相对提高了14%,边缘FOV的光学效率相对提高了15%,具有良好的成像性能,该镜头可应用于超小型AR衍射光栅波导头戴显示系统中。     

透射式矩形相位光栅的衍射光谱分析

提出了一种计算透射式矩形相位光栅衍射场的简便方法,计算并分析了透射式矩形相位光栅的衍射光谱,给出了相位光栅的衍射光谱与光栅材料的折射率、光栅厚度和入射波长的关系,得到了把衍射光能量集中到1级光谱的条件;并在相位光栅的应用方面作了探讨.     

WDP-500C型平面光栅单色仪应用于实验教学的技术问题

针对WDP-500C型平面光栅单色仪未设有千位数字,致使其报警时不能正确处理的问题,提出了根据滑块的传动距离加长挡光板或将光电报警开关向短波段移动8.0 nm的解决方案,消除了由于单色仪设计问题而产生的故障.     

平面光栅双单色仪的光学系统设计

平面光栅双单色仪是构成光栅衍射效率测试仪的重要组成部分,为了完成光栅衍射效率测试仪的研制,需要对平面光栅双单色仪的光学系统进行设计和模拟。仪器主要由光源、前置单色仪、测量单色仪和探测器组成;结合仪器的实际使用需要,确定了光源、探测器和光路结构,根据仪器的设计要求,分别对前置单色仪和测量单色仪的光学系统进行设计和模拟,给出了各自光学系统的像面点列图和实际光线追迹数据。设计结果保证了仪器光学系统的测量准确性。     

使用光栅单色仪测量红宝石晶体的吸收和发射光谱

使用WDS-8型光栅单色仪测量了室温下红宝石晶体的吸收光谱和发射光谱.通过该实验,学生在了解光致发光原理及光致发光材料光谱特性的同时,掌握单色仪的使用方法和技巧.     

半导体激光器远轴光束的准直特性研究

对半导体激光器光束准直场的研究具有重要的意义,半导体激光器的远轴模型能精确描述其发出的光束。根据瑞利索末菲衍射公式,利用稳相法得出了半导体激光器远轴光束经过透镜准直后的场分布解析表达式。根据该表达式可以得出如下结论:准直后光束在两个方向上的光斑大小与透镜焦距成正比,且与传输距离无关,沿轴光强与波导尺寸参量和准直透镜焦距有关,且与透镜焦距成平方反比关系,在传输距离较短的情况下,准直光场相位分布近似为球面,传输距离较长时,光场相位近似为平面.这些结论在工程应用中具有重要的价值。     

Mitigation of Diffraction Fringe in Quasi-Far Field Pattern Using an Edge-Shaped Plate

A new concept is developed for improving the laser intensity distribution in quasi-far field using geometrical optics of a continuous phase (so-called edge-shaped plate). The diffraction fringe on a quasi-far field beam pattern of a well collimated He-Ne laser beam 5 cm in diameter is mitigated by the insertion of an edge-shaped plate with a super-Gaussian (n=40) surface profile. A diffraction code using Fresnel-Kirchhoff diffraction integration was developed to calculate diffraction patterns of aspherical optical elements. The measured beam profile is in good agreement with the calculated beam pattern.     

用于同步辐射光源的成像板粉末衍射系统

报道了我们研制的一套成像板粉末衍射装置,对其误差来源进行了详细的分析讨论,并与衍射仪进行了比较.该装置的半径为143.3mm,最大测量角度范围不160°，最大角度(2q )偏差小于0.03°,这些性能指标已被实验所证实,完全可应用于粉末衍射全谱的测量.     

用Talbot效应检验激光准直性

提出了一种激光准直性的判断方法。通过一块光栅和DⅡ?180°直角棱镜,使光栅产生的 Talbot 像与光栅自身产生 Moire 条纹,通过判断 Moire 条纹的取向来检验激光的准直性。     

一种新的菲涅耳位相波带片

利用液晶分子取向的电场可控及光学各向异性的特点,设计了一种新型的菲涅耳痊相波带片,这种器件具有制作简单、造价低廉、抗划损的优点。     

一种实用的全息图衍射效率测量方法

本文介绍一种全息图衍效率的实用测量方法，该方法适用于线性处理条件下，是针对非单纯的全息光栅而设计的，可以对记录了图像信息的全息图进行测量，具有简单实用的特点。文中介绍了测量原理、测量系统及结果，并进行了误差分析。     

准直系统对静态傅里叶变换光谱仪的影响

准直系统为静态傅里叶变换光谱仪提供准直光,其品质对光谱仪复原光谱的信噪比有着决定性的影响。研究基于菲涅尔标量衍射理论,通过数值计算软件建立了静态傅里叶变换光谱仪的物理光学仿真模型,详细探讨了准直镜头各种赛德尔像差及扩展光源尺寸对静态傅里叶变换光谱仪的影响。仿真结果表明：各类像差对光谱信噪比影响的大小呈现明显的规律性;特别是,轴外像差对光谱信噪比的影响还与光源点所处的象限位置有关;最后仿真得到了扩展光源的最大容许半径为0.65 mm。此研究结果将用于准直系统的设计。     

用同步辐射小角衍射方法研究多层膜周期结构

用磁控溅射方法制备的W/Si、Nb/Si多层膜在北京正负电子对撞机同步辐射装置衍射实验站进行了掠入射Bragg衍射实验,对多层膜结构的周期性、周期厚度、组分等进行了分析,并与模拟计算结果进行了比较.