部分相干情形下象差光学系统的直边衍射

本文从理论上研究了部分相干情形下,各种相干函数及相干度,对直边象场分布的影响。指出了照明条件与成象之间的密切关系,从而得到选择最佳照明条件的可靠途径;从对象差光学系统的理论计算表明,直边影象的辐射强度分布,很灵敏地反映了光学系统的品质,从而它可以作为部分相干情形下,实际光学系统的质量判据。 关键词：     

内禀退相干下薛定谔猫态光场与原子相互作用系统的场熵演化

通过求解系统的Milburn方程,研究了二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中的场熵演化特性.讨论了内禀退相干,光场强度,相干态间的相位角对场熵演化的影响.结果表明: 内禀退相干下,随着时间的演化,场熵振荡逐渐减弱,光场与原子的纠缠度逐渐趋于恒值.并且光场与原子的最大纠缠度值只取决光场强度和相干态间的相位角,与内禀退相干因子无关.光场强度较小时,奇相干态光场与原子的纠缠度最大;偶相干态光场与原子的纠缠度值为最小;Yurke-Stoler相干态光场与原子的纠缠度值介于两者之间. 当内禀退相干因子不变、光场强度较大时,分别处于Yurke-Stoler相干态、偶相干态和奇相干态的光场与原子的纠缠度值趋近于相同.     

内禀退相干下薛定谔猫态光场与原子相互作用系统的场熵演化

通过求解系统的Milburn方程,研究了二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中的场熵演化特性.讨论了内禀退相干,光场强度,相干态间的相位角对场熵演化的影响.结果表明: 内禀退相干下,随着时间的演化,场熵振荡逐渐减弱,光场与原子的纠缠度逐渐趋于恒值.并且光场与原子的最大纠缠度值只取决光场强度和相干态间的相位角,与内禀退相干因子无关.光场强度较小时,奇相干态光场与原子的纠缠度最大;偶相干态光场与原子的纠缠度值为最小;Yurke-Stoler相干态光场与原子的纠缠度值介于两者之间. 当内禀退相干因子不变、光场强度较大时,分别处于Yurke-Stoler相干态、偶相干态和奇相干态的光场与原子的纠缠度值趋近于相同.     

基于表观传递函数的象质评价及计算(Ⅱ)

首先讨论了表观传递函数的近似计算,然后用e指数近似公式进行了象差平衡并求得容限,为利用表观传递函数评价部分相干光学系统的成象质量提供了方法和依据。     

用成象自由度评价光学系统的信息量

本文探讨了一般光学系统的成象自由度传递及信息量问题,计算了不同信噪比σ₀/σ_n下一维相干光和非相干光照明的衍射受限系统的有效自由度数N_off,并与经典分辨率理论的象素数作了比较。     

三能级原子与奇偶纠缠相干光作用的光场压缩

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用过程中的光场压缩效应,讨论了压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、系统失谐量、双模光场的平均光子数和原子基态概率幅的依赖关系。结果表明：光场压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、平均光子数和原子初态相关联：双模纠缠相干光场处于非纠缠状态时的光场压缩量比光场处于纠缠状态时要大;原子处在单纯的基态或激发态时光场都有明显的压缩现象出现;而原子初态中基态和激发态的概率幅较接近时无光场压缩现象;无论光场是否处于纠缠态,只有两模平均光子数接近时,光场才会出现压缩效应。     

光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法

提出了一种光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法。当照明光瞳的部分相干因子发生变化时,该方法的校正手指只需整体在光轴方向进行微调就能使照明光场的均匀性满足要求。仿真分析了校正手指的三维空间移动对照明光场均匀性的影响,并验证了该方法的高效性。     

空心光束尺寸的精确调控

提出一种利用环缝精确调控空心光束尺寸的新方法.首先用环缝和旋转毛玻璃产生非相干准单色的环形光源,再经过薄透镜聚焦后产生空间相干度按第一类零阶贝塞尔函数分布的贝塞尔-谢尔模型光场,最后通过轴棱锥对贝塞尔-谢尔模型光场的线聚焦,产生空心光束.通过改变环缝大小控制非相干环形光源尺寸,对贝塞尔-谢尔模型光场的空间相干度分布进行调制,从而精确控制空心光束尺寸.应用广义衍射积分理论以及贝塞尔-谢尔模型描述该光学系统所产生的光场分布.设计相关实验进行验证,理论分析、数值模拟与实验结果相符合.该研究成果对不同尺寸粒子的微操控提供有力的手段.     

内禀退相干下二项式光场与原子互作用的场熵演化

通过求解系统的Milburn 方程,研究了二项式光场与二能级原子相互作用系统中的场熵演化特性,讨论了内禀退相干、二项式光场系数和场的最大光子数对场熵演化的影响.结果表明二项式光场处于中间态时,由于内禀退相干,场熵振荡准周期性减弱,并随着时间的演化,场与原子纠缠逐渐趋近于一个定值,说明存在內禀退相干时,场与原子仍能纠缠;当內禀退相干因子不变时,二项式光场从相干态过渡到中间态,直至数态过程中,场熵值减小,场与原子的纠缠减弱.     

扩散过程中弱相干光场的退相干

研究了扩散过程中弱相干光场量子特性的演化.利用正规乘积、反正规乘积和Weyl编序算符内的积分技术,采用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程,利用Kraus算符给出扩散过程中密度算符解的表达式,导出初态为弱相干态的量子态密度算符演化规律.讨论了扩散对光场压缩效应和反聚束效应的影响.结果表明:随着扩散过程的进行,弱相干场压缩深度和压缩范围均在减小;扩散初期光场呈反聚束效应,扩散时间大于一定值后反聚束效应消失.     

激光光场经历扩散通道后的温度演变

本文研究激光光场经历扩散通道后的温度变化效应,用有序算符内积分的方法以及经典扩散方程来求解量子相干态经历扩散后的演变.发现扩散后的激光光场变为平移混沌光场.并推导出温度的解析表达式,此公式反映了当有光子扩散到激光光场中温度的升高规律.     

一般光学系统图象自由度几个问题的研究

本文通过对成象过程的一般性讨论,指出图象自由度(DOF)并不受波象差(相干光成象时)或者PTF(非相干光成象时)的影响,并且提出了处理一般光学系统信息量问题的若干方法。     

湍流大气中图像传输的信息量

分别从系统像的信息量和信息自由度的角度分析了大气湍流对相干和不相干照明光学系统成像质量和分辨率的影响。理论上，处于一定大气湍流条件下的相干照明系统存在着超出经典衍射极限的超分辨率。     

应用光学——光学系统设计指南 第十九章 相干光学系统(续)

19.1 完全相干系统和部分相干系统成象 19.1.1 非相干近似和完全相干近似的极限当物体发出非相干辐射时,光学成象系统一般在强度上是线性的(非线性光学中获得的功率除外);当物体以完全相干方式发出辐射时,那么就可以用复数振幅叠加来加以处理(不过,这时一些意外的现象可能会打破人们的设想,见第19.1.3节和第19.1.4节)。当我们试图来分析一个部分相干系统     

双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schrodinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质,结果表明:此性质与双模纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、双模光的平均光子数和原子的初态相关联.     

双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的光场压缩效应

运用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光场压缩特性,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、双模纠缠相干光场的初始平均光子数对光场压缩性质的影响,以及两纠缠原子的相互作用强度对光场压缩性质的影响.结果表明:若初始时刻原子处在Bell态|β11〉,则不出现光场的压缩效应,而处在另外三种Bell态时,在一定的条件下均可呈现光场的压缩效应.光场压缩效应不仅与初始光场的平均光子数以及原子的初态有关而且与双模纠缠相干光场的纠缠程度有关,但与两纠缠原子的相互作用强度的大小没有明显的关系.     

GHZ类态原子体系与相干态光场相互作用的光场压缩特性

本文采用求解Schr dinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用的光场压缩特性,结果表明:光场压缩量随时间的演化关系与三原子体系纠缠度和相干态光场的光场强度相关.在光场较弱、纠缠度较小时,可出现光场压缩现象;光场的增强或纠缠度的增加,都会使光场压缩现象消失.     

V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schr dinger方程和数值计算方法,研究了V-型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质,结果表明:此性质与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、原子的初态以及双模光的平均光子数相关联.     

克尔介质中纠缠光与三能级原子作用的光子统计

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了克尔介质中双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、克尔介质与光场的耦合强度、双模光的平均光子数和原子基态概率幅对光子统计性质的影响。结果表明：双模纠缠相干光场的纠缠程度对光子统计性质没有明显的影响;克尔效应增强使光子统计性质的时闻演化曲线的振荡频率变大、振荡幅度变小;当保持场模1的平均光子数不变而场模2的平均光子数变小时,光子统计性质的时间演化曲线的振荡幅度变大。     

Ⅴ型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schroedinger方程和数值计算方法，研究了Ⅴ-型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质，结果表明：此性质与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、原子的初态以及双模光的平均光子数相关联．