再议用最小偏向角测光波波长的实验原理

本文通过严谨的数学推导给出利用光栅衍射的最小偏向角测光波波长的实验原理。     

模拟实验研究最小偏向角的规律

用分光计测量三棱镜折射率是一个间接测量实验,通过测量三棱镜的顶角和最小偏向角来计算获得折射率．本文通过编译程序模拟实验,描绘出偏向角随入射角、折射率变化的规律,进一步研究了最小偏向角与折射率间的对应关系．     

模拟实验研究最小偏向角的规律

本文通过编译程序模拟实验,描绘出偏向角随入射角、折射率变化的规律,进一步研究了最小偏向角与折射率间的对应关系。     

分光计实验中棱镜折射率色散 研究的实验拓展

在分光计实验教学过程中,在完成自准法测量三棱镜的顶角的基础上,让学生把实验中能够清晰观察到的汞灯棱镜光谱中不同波长谱线对应的折射率利用最小偏向角法进行测量,再利用正常色散的柯西经验公式对数据进行拟合,作出n-λ曲线并求出所用材料(三棱镜)的系数A、B、C。通过上述实验内容的拓展,不仅让学生进一步熟悉了最小偏向角法测量三棱镜玻璃折射率的实验操作方法,而且让学生对棱镜玻璃波长色散的物理含义有了定量上的深入理解。     

光栅衍射实验的误差分析及改进途径

平行光未能严格垂直入射光栅将形成误差,常用的对称测量法只能消除误差的一阶修正项,仍存在二阶修正项误差。采用测量最小衍射角的方法能有效地消除一阶、二阶修正项的误差,而且能观测到更高级次的衍射条纹,从而减少读数误差,提高实验精度。     

分光计实验中竖向偏角对测量结果的影响

分光计通常使用阿贝式目镜的望远镜,用自准直法调节光路。实验中对光路的调节要求较高,因此对仪器的精度和可靠性要求亦高,载物台的凹凸不平、望远镜的松动等仪器自身因素都会影响光路的调节,进而影响实验结果。本文旨在研究初始竖向偏角与最小偏向角的关系,以及竖向偏角对实验观测的影响。通过原理分析、Matlab和布尔数值模拟,给出了实验误差偏大的可能原因和相应的解释;同时,通过分析实验数据判断仪器本身是否存在缺陷,并给出减小实验系统误差的建议,以达到深化教学内容、启发学生专研精神的目的。     

斜入射时光栅衍射特性的理论分析及实验研究

在研究倾斜入射衍射光栅时如何测量光谱波长的基础上,给出了衍射光相对于零级衍射光夹角与倾斜入射光入射角的关系,利用最小衍射角法和等效光栅法测量高压汞灯绿光谱波长,定量分析了在常规衍射光栅实验中斜入射对波长测量结果的影响。     

光栅衍射实验的快速调节法

本文介绍了用光栅代替平行平面镜对分光计进行调整,使实验的步骤十分简洁,易于学生掌握     

分光计调整对三棱镜顶角和最小偏向角测量的影响

在利用分光计测量三棱镜折射率的实验中,一个关键的步骤是调整载物台使其主轴和望远镜、平行光管主轴相互垂直.这种情况被称为标准情况.对于实验中存在的载物台偏离标准情况,本文从理论和实验上分析了其对顶角和最小偏向角测量的影响.实验上分两种情况进行了测量,一种情况是:平面镜至少一面反射的绿十字像落在视野内,此时用绿十字像的位置...     

位相光栅的衍射级次

用矢量衍射理认讨论了位相光栅衍射级次的有限性及其与入射角的关系，得出的吉论与用光程方法得出的结果一致，作出了在不同入射角条件下各衍射级次的分布图，给出了求解各级衍射波方向的公式。     

Studying Diffractive Orders of the Phase Grating

Abstract

The finiteness of diffractive orders of the phase grating and the relations between the diffractive orders and the incident angle are discussed in this article. The distribution of each diffractive order is illustrated at different incident angles, and the diffractive direction of each diffraction wave is given. It is pointed out that while only the zero-order reflection wave and the zero-order transmit exist in the free-space layer, the diffraction waves of higher diffractive orders may exist in the substrate layer.     

光栅衍射实验中的小发现

用分光计做光栅衍射实验时，发现了奇怪的现象，本文通过实验数据，总结实验规律。     

基于光栅衍射的实验分析

对当前高校本科生中开设的关于光栅衍射实验对学生的培养点、教学点进行了分析,介绍了新开设的光栅衍射实验,对照光栅衍射特性下的各种效应进行了比较分析。     

利用光栅测量任意入射角方式下的光波波长

以光栅衍射方程为理论依据，讨论了在任意入射角方式下，如何利用光栅和分光计对光波波长进行测量并同时能得到未知入射角的值。给出了理论推导和实验结果。结果表明：该方法的所得到的光波波长的相对误差为0．21％。     

衍射光学元件的效率研究

衍射光学元件的衍射效率是其在设计和应用时需要重点考虑的因素。用标量理论的方法分析可以得到较高的理论衍射效率。然而,标量理论所作的假定限制了其在高频衍射结构中分析结果的精确性,制作上的局限也降低了实际可能的衍射效率。讨论了标量分析的方法,并说明了怎样结合设计实际来实现对衍射效率的提高。     

二元光学液晶闪耀光栅的特性分析

在二元光学理论的基础上,结合波动光学理论和液晶指向矢的计算提出一种新的二元光学液晶闪耀光栅设计.对液晶光栅电极施加阶梯分布的电压使之形成相位阶梯形分布,推导出液晶闪耀光栅的衍射效率.结果表明,通过改变周期单元光栅电极数日而改变光栅常数,可以改变光衍射角度,一级衍射角度调节范围0°～10°;调节电极电压可以使特定级次衍射光效率达到90%以上,使该级次得到闪耀.     

双光栅切换微型平场全息凹面光栅光谱仪

基于CCD的微型平场全息凹面光栅光谱仪,以其简单紧凑的结构和快速高效的工作方式在光谱分析领域获得了广泛的应用。但是,由于受限于色散距离,单纯依靠优化光栅像差很难进一步使光谱分辨率获得大幅提高。提出一种双光栅切换微型平场全息凹面光栅光谱仪的设计方法,用两个使用结构相同的光栅代替传统的单光栅设计,给出一个光谱范围为400～1000nm光谱仪的具体设计,计算显示光谱分辨率最大可提高为原来的2.5倍。通过对光栅衍射效率的计算分析,说明此方法能够显著改善仪器的通光效率。设计制作了原理样机,进行了装调测试,实验结果与理论计算相吻合。     

Diffractive Focusing of a Gaussian Beam

The problem of diffraction of a spherical wave with Gaussian amplitude distribution on two infinitesimally thin and ideally reflecting screens with apertures on an optical axis is solved within the framework of the quasi-optical approximation. It is shown theoretically and experimentally that when a Gaussian beam illuminates such a type of bicomponent diffraction system with small Fresnel numbers in a near zone of the second screen, the effect of diffractive multifocal focusing of radiation is observed. In this case, the diffraction picture from the second screen in the focal planes represents the circular nonlocal bands of the Fresnel zones with a bright narrow peak at the center, whose intensity can exceed by six times the value of the incident wave intensity. The energy efficiency of diffractive focusing of Gaussian beams by the bicomponent diffraction system can be as high as 70%. The diffractive method proposed allows the focusing of wide-aperture beams without using classical refraction elements such as lenses and prisms, and it is applicable to both low-intensity and high-power radiation.     

聚合物分散液晶(PDLC)光栅的制备及其光衍射特性

聚合物分散液晶（ＰＤＬＣ）光栅的制备及其光衍射特性任洪文黄锡珉王宗凯马凯（中国科学院长春物理研究所北方液晶研究开发中心长春１３００２１）ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＤＬＣＧｒａｔｉｎｇａｎｄＩｔｓＯｐｔｉｃａｌＤｉｆｒａｃｔｉｖｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ...