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相似文献
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1.
张成义  陶纯堪 《光学学报》2006,26(11):651-1656
当用波长为λ的单色平行光垂直照射到光栅常数d<λ的亚波长周期结构衍射物时,会产生隐失波。由于快速衰减,这种亚波长周期物是不能成像的。但是,通过对亚波长周期结构物进行适当的编码后可得到均匀波,使这种携带了隐失波信息的均匀波通过经特别设计的光学系统并被放大到CCD所能识别的像素大小后,再进行必要的解码以滤掉编码波,即可得到原亚波长周期结构衍射物的像,最终达到超分辨的目的。基于这种新颖的成像技术,用常规仪器就实现了对亚波长周期结构物的成像。在运用光子学方法对实验和成像过程进行较为详尽的理论分析的同时,对编码器、解码器的位置以及它们相对物光栅的取向给出了设计性研究,对滤波器的选择给予了必要的说明。实验结果验证了该设计理论的正确性。  相似文献   

2.
用光子学方法研究了叠栅技术中,当试件光栅被拉压和旋转后,叠栅条纹的空间周期和相对于基准光栅的  相似文献   

3.
张成义  李传起  裴世鑫 《光学学报》2008,28(12):2307-2310
近年来,多维阶高测量问题倍受关注,两波长或波长扫描方式的塔尔博特效应被应用于多维阶高测量.研究表明,基于塔尔博特(Talbot)效应的阶高测量方法具有仪器结构紧凑、无需机械扫描、稳定性高和测量范围大等优点.因没有光栅或检测器件的任何机械移动,可避免由此导致的相位问题及测量误差.取代相位信息,该方法采用衍射条纹的最大衬比度来判定塔尔博特像,测试中均采用占空比为1:2的龙基(Ronchi)光栅作为周期结构衍射物,利用不同波长塔尔博特像的像距来确定物体阶高.因为测量的是条纹衬比度而非绝对强度,所以阶高测量精度依赖于条纹衬比度,最大衬比度的获取与判定是非常重要的.在分析对比的基础上指出,采用非龙基型光栅,如正弦振幅光栅或相位光栅,能使成像条纹分布更合理,有效地提高成像条纹的衬比度.研究还表明,所采用周期结构衍射物的空间周期越小,分辨率就越高,从而给出了分辨率同衍射物空间周期的定量关系.  相似文献   

4.
谢洪波  杨童  李富琳  李韬 《光子学报》2012,41(2):144-147
使用衍射光栅的分色分光方式一般以平行光入射情况为讨论基础,对于非平行光入射的情况讨论较少.本文基于菲涅尔衍射理论和角谱理论,将球面波与平面波的衍射波场联系起来,从而在传播函数中引入角度参量,结合分数泰伯效应的理论基础,推导出双波长宽角度入射光线经相位光栅衍射后的波场分布函数,并对推导出的函数进行数值模拟,得到像面不同位置衍射波场分布.与平行光入射时的标准波场分布相比较,得到宽角度入射时的衍射波场的横向展宽量和偏移量.通过调节光栅台阶的宽度,改变衍射场的展宽和偏移,使各个单一波长的衍射波场宽度小于光栅周期的一半,从而减少双波长光衍射波场的混叠.同时本文给出波场宽度与光栅台阶宽度的变化关系,选取光栅面上多个位置作为台阶宽度的计算点,并对整个光栅的台阶宽度进行曲线拟合,得到可以使双波长宽角度入射光实现良好空间分离的光栅参量.该结果可用于各类宽角度入射光线的光谱分离场合,如双波长成像、液晶显示和液晶投影等.  相似文献   

5.
脉冲压缩光栅光路调节新方法研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
张伟  吴建宏  朱健强  李朝明 《光学学报》2006,26(11):609-1613
介绍了一种简单而实用的大口径脉冲压缩光栅光路调节方法,有效解决了普通光路调节方法中轴向调节精度不高的问题。首先由全息透镜(光栅)成像公式出发,推导出了该光路调节的基本原理。并从光栅记录系统与光栅衍射波像差的关系,结合初级像差理论推导得出叠栅条纹像差为0.4786λ,大约是光栅衍射波像差(0.25λ)的两倍,利用此关系也可对光栅衍射波像差进行实时监测。从数值模拟结果可知,利用叠栅条纹法调节光路可将光栅波像差减至0.06λ,相应的轴向误差量为0.007 mm,可有效提高了轴向调节精度。  相似文献   

6.
高衍射效率亚波长结构Dammann光栅的设计   总被引:2,自引:2,他引:2  
传统的Dammann光栅是基于标量衍射理论设计的二值相位等光强分束器件,其衍射效率的典型值为80%左右.基于严格耦合波分析理论和遗传算法,提出了一种设计亚波长结构Dammann光栅的新方法,且该新型二值相位光栅具有较高的衍射效率.同时利用自编的仿真程序包设计了多个光栅,并分析了制作误差对其衍射效率和光强均匀性的影响.仿真结果表明,用该方法所设计的Dammann光栅的衍射效率超过92%.  相似文献   

7.
光谱编码显微镜使用一个衍射光栅和光谱分析装置来获得显微图像。样品上不同的位置被不同的波长照明,通过对反射光光谱进行解码来得到空间信息。研制了一个基于扫频光源和平衡探测器的小型光谱编码显微镜(CSEM)。在没有放大器的情况下,一个固定增益的平衡探测器被用来探测较弱的样品光。通过对一个1951USAF分辨率测试靶成像来测量系统的横向分辨率。对离体猪小肠组织和在体手指皮肤成像来验证生物组织成像性能。结果表明,CSEM具有对生物组织深度分辨成像的能力。  相似文献   

8.
全息曝光系统轴向调节误差对光栅衍射波像差的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
光栅衍射波像差作为全息光栅重要的技术指标之一,直接影响光栅分辨率,其中曝光光学系统的调节误差是引起光栅衍射波像差的主要因素。采用q参数讨论了高斯光束在光栅曝光光学系统中的传播和变换,通过计算高斯光束经准直系统后的相位给出了叠栅条纹相位分布的解析表达式,由此系统分析了曝光系统调节误差与光栅衍射波像差的关系。理论分析结果表明:左右曝光光路准直系统的相对离焦对光栅衍射波像差的影响最为显著;相对离焦量相同时,光栅衍射波像差随曝光系统焦距的减小而逐渐增大;理论模拟的条纹分布与实验中获得的叠栅条纹能够很好吻合。  相似文献   

9.
扩展白光编码栅谱衍射干涉仪:理论   总被引:1,自引:1,他引:0  
本文提出了一种新型的扩展白光光栅衍射干涉仪.系统中两块编码光栅用透镜互相成倒像,被测物置于其间并且也用透镜成像于观察屏上.物体的任一像点的强度决定于编码光栅傅里叶谱分布经过的相应的部分物体中的相位变化,由于色散从而得到带有彩色的干涉图.干涉形式可以用不同图案的编码栅来调换.系统用菲涅耳近似衍射理论进行了分析,导出了一般性结果,研究了编码栅形状,傅里叶变换谱和干涉形式之间的关系.最后给出了实验.  相似文献   

10.
瞬态光栅测量法是一种时间分辨四波混频技术,它是研究介质非线性特性一种重要的手段.这种瞬态光栅测量方法对任何导致介质折射率改变相当灵敏,因而被广泛应用于研究物理和化学动力学过程.在介质中,当两束泵浦光在空间和时间上重合时,就构成一个光栅,光栅空间周期Λ=λex/2sin(θ/2), λex是激发波长,θ是两束激发光束之间的夹角.另外一束探测光(时间延迟)被这个光栅衍射,在布拉格衍射角度上产生一束相干光.在这种情况下,这个光栅形状是正弦的,而且只有一级衍射信号产生.然而,在超快超强激光(飞秒脉冲)作用下,可能在光栅亮区域里诱导一种 "溶解态",这样光栅形状将不再是正弦的,多级衍射信号可能产生.  相似文献   

11.
Single crystal surfaces with periodic overlayers, such as graphene on hexagonal metal substrates, are found to exhibit, apart from their intrinsic periodicity, additional long-range order expressed by approximate surface lattices with large lattice constants. This phenomenon can be described as geometrically analogous to lateral interference effects resulting in periodic moiré patterns which are characterized by two-dimensional moiré lattices. Here we discuss in detail the mathematical formalism determining such moiré patterns based on concepts of two-dimensional Fourier transformation including coincidence lattices. The formalism provides simple relations that allow one to calculate possible moiré lattice vectors in their dependence on rotation angles α and scaling factors p1,p2 for periodic (p1 × p2)Rα overlayers on substrate surfaces described by general Bravais lattices. Specific emphasis will be given to hexagonal lattices where experimental data are available.  相似文献   

12.
刘家恕  李强  朱箭 《物理实验》2011,31(2):40-42
将数字图像处理技术应用于叠栅条纹测量物体三维形状,使用Inter公司的开源视觉库OpecCV,经过灰度化、锐化和去噪、叠加虚参考光栅对图像进行处理,简化测量过程,提高测量速度和精度.  相似文献   

13.
采用基于等离子体物理模型的时域有限差分方法模拟了金属薄膜近场成像特性;采用薄膜传输矩阵方法计算了金属薄膜对倏逝波分量的放大作用.实现了周期为1μm的Cr光栅的成像实验,验证了平板金属薄膜的模拟成像特性. 关键词: 时域有限差分 金属薄膜 近场亚波长成像 传输矩阵方法  相似文献   

14.
We present subwavelength periodic gratings achieved by employing a metallic grating waveguide heterostructure (MGWHS). The mask can be designed to make one of its diffraction order (±mth) waves resonate with the surface plasmon wave supported by the MGWHS. With a finite-difference time-domain method, we numerically demonstrate that one-dimensional periodic structure of about 60 nm feature, which is far beyond the diffraction limit, can be patterned with the interference of the 3rd diffraction order waves of the mask at a wavelength of 546 nm. The technique can also be extended to two-dimensional patterns using circularly polarized incidence and for the incidence with an angle θ.  相似文献   

15.
We present the hexagonal digital moiré method for three-directional structural characterization of hexagonal packed nanostructures. A mismatch between a three-way grating and a nanoparticle assembly is shown to produce hexagonal moiré fringes due to the interference between three groups of parallel moiré patterns. The measuring principles of the pitches and the orientations of the three 1D arrays of the nanoparticles are presented. The structural information on a silica nanoparticle assembly is analyzed.  相似文献   

16.
码盘偏心对叠栅条纹信号相位影响的理论分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
增量式光学编码器根据径向辐射光栅产生的叠栅条纹进行角度测量,两光栅码盘轴之间及其与系统转动轴之间的偏心和晃动,影响着编码器读头输出的叠栅条纹信号的相位,这给角度测量带来了一定的系统误差。根据光栅码盘产生叠栅条纹的基本理论,在改进计量光栅码盘理论模型的基础上,推导出码盘偏心情况下码盘读头输出的叠栅条纹信号相位的理论公式,对码盘偏心给叠栅条纹信号相位带来的偏差、增量式光学编码器光学设计原理及消除此由此带来的系统误差的技术原理进行了分析与讨论。  相似文献   

17.
Electromagnetically induced optical (or photonic) lattices via atomic coherence in atomic ensembles have recently received great theoretical and experimental interest. We here conceive a way to generate electromagnetically induced moiré optical lattices — a twisted periodic pattern when two identical periodic patterns (lattices) are overlapped in a twisted angle (θ) — in a three-level coherent atomic gas working under electromagnetically induced transparency. We show that, changing the twisted angle and relative strength between the two constitutive sublattices, the moiré Bloch bands that are extremely flattened can always appear, resembling the typical flat-band and moiré physics found in other contexts. Dynamics of light propagation in the induced periodic structures demonstrating the unique linear localization and delocalization properties are also revealed. Our scheme can be implemented in a Rubidium atomic medium, where the predicted moiré optical lattices and flattened bands are naturally observable.  相似文献   

18.
We propose a half-cylindrical hyperlens with symmetrical metallodielectric structure which consists of five periods of the symmetrical GaP/Ag/GaP films. Such hyperlens can transfer subwavelength information to the output surface (about one wavelength) due to the flat dispersion. Compared with the half-cylindrical hyperlens composed of the resonant Ag/GaP structure, the symmetrical GaP/Ag/GaP metallodielectric structure shows higher transmission and resolution for the propagating waves and evanescent waves, which is also confirmed by the transfer matrix method. In addition, subwavelength imaging can be realized when the incident wavelength varies from 550 nm to 650 nm.  相似文献   

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