GRIN光学中光线追迹的一种新方法

由哈密顿光学中的拉格朗日方程推出光线方程，用Runge—Kutta方法求解光线方程，给出光线追迹的新方法。     

球面折射物象公式的几种推导方法

分别从光线方程，程函方程，折射定射的矢量表示，哈密顿混合特征函数和球面折射矩阵出发导出近轴光线条件下球折射的物象公式。     

皮秒级BBO晶体光参量发生放大器中的线宽的分析与计算

采用全量子理论，建立了皮秒级光参量发生放大器中自发参量辐射产生参量光线宽的数学方程，并对影响参量光线宽的种种物理机制进行计算机模拟，分析和比较。其结果是：在远离简并点时，所产生的参量光线宽很小，而在简并点附近，参一光线宽急剧增大；且泵浦光的发散角和在偏轴方向的泵浦光对参量光线宽的影响较大。     

皮秒级BBO晶体光参量发生放大器中线宽的分析与计算

采用全量子理论，建立了皮秒级光参量发生放大器中自发参量辐射产生参量光线宽的数学方程，并对影响参量光线宽的各种物理机制进行计算机模拟、分析和比较。其结果是：在远离简并点时，所产生的参量光线宽很小，而在简并点附近，参量光线宽急剧增大；且泵浦光的发散角和在偏轴方向的泵浦光对参量光线宽的影响较大。这些结果对压缩光参量激光器的线宽具有重要的意义。     

一种自聚焦透镜的成像解

自聚焦锥透镜与圆柱透镜相比较，有其特殊之处。柱透镜在近轴平行光入射时，光线的振幅、相位、周期保持不变，而锥透镜的三者均发生变化，而且求解锥透镜的光线方程也比圆柱透镜复杂得多。本文推导了一个锥透镜的光线方程。可据此设计经过锥透镜后的光源大小，这在微系统照明中非常有用。     

变折射率光线方程的一种数值解法

根据变换后的光线方程,导出了一套变折射率介质中寻求光线方程数值解的迭代公式。两个典型的计算实例表明,本文提出的光线方程数值解法是一个较为普遍而节省计算时间的方法。     

费马原理在球面界面理想成像中的应用——虚像

费马原理是几何光学的一个基本原理.本文运用费马原理直接推导得到球面界面的发散光线方程,并使用近轴条件得到了相应的虚像物像公式.结果表明发散光线方程与会聚光线方程不同,而物像公式均相同.     

基于元胞自动机的气动光学光线追迹算法

对于含激波等大密度脉动结构气动光学流场,沿着直线路径对折射率积分会带来较大的光程误差.因此,数值求解光线方程进行光线追迹是必要的.与数值求解光线方程不同,元胞自动机(cellular automata,CA)通过给定光线位置和方向变换规则来模拟光线在介质中传输路径.本文基于已有的实验测量、数值仿真所获得的高超声速流场密度场数据,分别采用数值求解光线方程法和CA光线追迹算法进行光线追迹,进而得到光线出射流场后的光程差.结果表明, CA算法对于二维气动光学流场中光线追迹的适用性,且较数值求解光线方程方法具有更高的效率.     

凹面光栅型波长解复用器的标量波动分析

利用标量波动衍射理论，通过对光栅槽面的数值积分，计算了罗兰圆型集成二维凹面光栅像点的光强分布。给出了光线追变法难以得到的光栅槽面沿光栅圆不同方位刻划所引起的成像点对于光栅方程计算位置的偏离；在对色散和分辩力的分析上，获得了与光线追迹法很好的一致性；分析了光栅的槽面波、光源的模场宽度以及因工艺产生的槽面圆角对光栅成像的影响；最后给出了光栅的波像差和光线像差的计算。     

自聚焦平面微透镜的成像矩阵

利用普通光线方程对自聚焦平面微透镜的成像光线进行了分析;得出了微透镜的成像矩阵,给出了自聚焦平面微透镜高斯参量的计算公式;并与实验结果进行了比较,得到了满意的结果。     

2+1维de-Sitter时空中光线的轨迹

通过求解2+1维de-Sitter时空中零测地线方程得到光线的轨迹方程,对轨迹方程进行分析发现其不存在封闭的轨迹解.     

计算光在引力场中偏折的新方法

利用光的量子论,能量守恒及弱等效原理得出电磁波传播在几何近似下,光线在引力场中的偏转角和波矢的关系. 利用引力场中电磁波方程,在弱场近似下给出了一般的计算光线偏转角度的方法. 具体计算了Schwarzchild引力场中光线的偏折及Kerr-Newman引力场中光线的偏折. 关键词： 引力场 电磁波方程 能量守恒 弱场近似     

光在高速运动界面上的反射和折射

依据闵可夫斯基运动介质电磁场理论，从物质方程和边界条件出发，导出了平行于入射面电场分量反、折射分配的Ｅｒ－Ｅｉ、Ｅｔ－Ｅｉ菲涅耳公式．用几何方法求得运动界面上法线方位角反、折射定律，进而导出光线的反、折射定律．基于光线速度满足洛伦兹变换，由光在静止界面上反、折射定律也可导出运动界面上光线的反、折射定律，最后给出了光线反、折射定律实例曲线，它们明显地依赖于界面速度．     

采用GRIN透镜之光纤加速度计原理分析

根据近轴子午光线方程，研究了自聚焦透镜光纤加速度计的工作原理。据光功率耦合，分析了光纤和自聚焦透镜物理参数之选择。同时，对自聚焦透镜倾斜的影响给出了定量分析。本文从理论上证明了这种结构新颖，体积极小，精度高，成本低之自聚焦透镜光纤加速度计是合理可行的。     

采用自聚焦透镜光纤加速度计研究

本文根据近轴子午光线方程，研究了自聚焦透镜光纤加速度计的工作原理；根据光功率耦合，分析了光纤和自聚焦透镜物理参数的选择。同时，对自聚焦透镜倾斜的影响给出了定量分析。本文从理论上证明了这种结构新颖、体积极小、精度高、成本低的自聚焦透镜光纤加速度计是可行的。     

自聚焦透镜组合光学系统的光线传输分析

本文导出了自聚焦透镜组合光学系统的光线传输方程,讨论了光线传输与自聚焦透焦透镜参数关系。对几种典型自聚焦透镜组合进行了计算、从而估计自聚焦透镜参数选择。     

关于光线的两种弯曲的讨论

本文讨论了光线在光学不均匀介质中的弯曲与在引力场中的弯曲在形式上的相似性,最后提出一个“光线的光学折射(弯曲)与引力弯曲的等价关系”,并且得到相应的证明。由此,进一步尝试建立上述两种效应都存在时光线的短程线方程。采取的方法是:仍以光线在引力场中的短程线方程为基础,但修正其中Christoffel符号T_(αβ)~r里所包含的四维时空的度规张量g_(αβ),修正后,让它们既能反映引力场,又能反映光线在光学不均匀介质中的弯曲。     

单轴晶体的光程差和Lyot型滤光器的视场

 建立了以光线入射方向和晶体光轴方向为基准的入射坐标系，利用波法线反曲面方程和电磁场在晶体折射界面处切向分量连续性的边界条件，得到了晶体中波法线方向、射线方向、波法线折射率和射线折射率的表达式。从非常光的射线方向和射线折射率出发，得到了在任意的晶体光轴方向和入射角条件下，光通过单轴晶体后寻常光、非常光的光程差表达式。对Lyot型滤光单元的透射率和视场进行了计算分析后发现，滤光单元的透射率随光线入射角的变化呈现一定的周期性，视场随光轴倾角的增大而减小。得出了透射率和视场随光轴倾角(光轴与晶体表面的夹角)和光线入射角(光线在晶体表面的入射角)的变化规律。讨论了通过改变晶体倾角实现滤光器调谐和补偿晶体厚度加工误差等技术问题。     

一种具有棱镜特性的层状梯度介质平板

本文叙述了一种层状梯度介质中的光线轨迹方程,并对其方程进行了讨论.这种介质平板具有类似于棱镜的特性.     

水下光场的迭代求解

水体对光线的散射是水下图像质量劣化的重要因素,为了定量分析在特定光源照射下水体散射的影响,建立了光线水下传输的散射模型,以此为基础推导出求解水下光场分布的Fredholm积分方程.在水中光线能量随距离的增大呈指数规律衰减,基于此,在水体体散射函数为常数的情况下,给出了有边界条件时该积分方程的数值迭代求解方法,得到高精度...