一维自聚焦透镜及其应用

利用平板自聚焦透镜材料进行离子交换,制成一维自聚焦透镜.分析了平板自聚焦透镜的离子交换原理和折射率分布形成过程,测量了不同厚度时,折射率分布常量A的值.介绍了透镜的应用,并用一维自聚焦透镜制成小型半导体激光器耦合器件.     

以物像等大成像法同时测量自聚焦透镜的轴心折射率n_0和聚焦常数g

本文通过对目前自聚焦透镜光学参数测量方法的分析,提出了能同时测量自聚焦透镜轴心折射率n_0和聚焦常数(二次梯度常数)g的物像等大法,所得结果表明该方法有实用价值,同时可简化测量设备。     

正六边形自聚焦透镜折射率分布研究

针对离子交换实验的定源扩散,提出了一种求解正六边形自聚焦透镜折射率分布的理论模型.并在此基础上采用分离变量法和坐标变换,求得了正六边形自聚焦透镜折射率分布的解析解.通过Matlab对该解析解进行了模拟比较,定性、定量地证明了其正确性.     

正方形自聚焦透镜光线理论研究

针对正方形自聚焦透镜折射率分布特点,引入方向角概念,以平方律表征其折射率分布.从理论上研究了平方律折射率分布下正方形自聚焦透镜的光线轨迹方程,得到了子午光线表达式.结果表明,与传统径向自聚焦透镜相比,正方形自聚焦透镜的光线轨迹受光线入射方向角影响,会产生较大像差.得到了正方形自聚焦透镜数值孔径表达式,表明数值孔径并非常量,且与方向角密切相关.计算了中心轴上的最大数值孔径,方向角为0°时最小为0.405,方向角为45°时最大值0.5以上.     

如何确定自聚焦透镜的镜内截距

本文从矩阵公式出发,通过对自聚焦透镜镜内虚、实截距的分析,给出一种测量聚焦常数g的方法,并确定出透镜加工过程的尺寸修正量。如采用分子散射法已测得g,则可利用本文导出的公式来做中心折射率测量。     

一种新型光学透镜—自聚焦棒透镜

本文对自聚焦棒透镜的成像特性进行了分析,简单介绍了该种透镜的制作工艺及折射率分布测试手段,并叙述了该透镜的应用及国内外对自聚焦棒透镜的研究发展状况。     

自聚焦透镜参数的成像法测量

本文介绍的成像法是通过测量像的放大率和像距来实现自聚焦透镜的参数测量的。这种方法简单易行能实现快速测量。虽然对“交换不足”的透镜测得的折射率不是其真正的折射率,但是它对交换情况给出了一个判据。     

对几种日本自聚焦透镜的分析

文章提出了一种分析自聚焦透镜的数学方法,给出了一套数学公式。使用这一方法对目前日本板硝子公司公开出售的四种自聚焦透镜SLN,SLS,SLW和SLH进行了具体的分析。二次梯度常数的结果与厂方公布的数值一致。文章还给出了厂方没有给出的高次折射率分布系数。     

平凸透镜焦距的测量与研究

测量平凸透镜的焦距, 除了用成像法以外, 还可用焦距公式法, 即利用勾股定理、 光的折射等方法测量 平凸透镜曲率半径、 折射率, 然后由厚透镜的焦距测量公式计算得到透镜焦距. 通过将成像法与公式法得到的结果 进行分析和比较可知, 厚透镜焦距测量的起始点并非透镜中央或边缘, 需要加以计算求出主点; 用成像法进行测量 准确度较高; 此实验作为拓展课程实验内容, 可以举一反三, 有助于培养学生的综合设计实验和科学研究能力     

自聚焦透镜的三维相干成像特性分析

运用傅里叶光学方法，分析并推导了自聚焦透镜的三维相干成像公式。研究表明，虽然自聚焦透镜中介质折射率是径向渐变折射率分布，不同于薄透镜中的均匀分布，但是由于它的三维相干成像性质却类似于薄透镜，从而使自聚焦透镜可以在成像和光学信息处理系统中有效地代替薄透镜，实现光学系统的微型化。     

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。     

Automatic compensation of laser beam focusing parameters for flying optics

Flying optics technologies are used for a range of applications such as a large workpiece processing and laser texturing. It is essential to compensate the variations of laser beam focus parameters while the focus head is moving. A flying optics automatic compensation approach is proposed to achieve invariable laser focal size, focus depth and focus position through computer controlled objective lens and focus lens position. A simple mechanical control method is also presented for the realization of constant beam parameters for flying optics. Numerical simulation is illustrated for a CO₂ laser texturing application. The flying optics parameters compensation is simple and easy to control.     

Lateral shear interferometry with holo shear lens

A simple method for obtaining lateral shear using holo shear lenses (HSL) has been discussed. This simple device which produces lateral shears in the orthogonal directions has been used for lens testing. The holo shear lens is placed at or near the focus of the lens to be tested. It has also been shown that HSL can be used in speckle shear interferometry as it performs both the functions of shearing and imaging.     

部分相干椭球光笼

 从理论上研究部分相干光束经透镜聚焦的三维光强分布。研究结果表明,在几何焦点附近的光强分布不仅依赖于入射部分相干光束的光强分布,而且还依赖于入射光束的空间相干度。基于这一点,提出了一种控制部分相干光束的空间相干度,在几何焦点附近获得了类似椭球光笼形状的光强分布的新方法。通过控制入射部分相干光的空间相干度,来改变聚焦在几何焦点附近的三维光强分布,从而获得希望得到的光强分布。     

部分相干椭球光笼

从理论上研究部分相干光束经透镜聚焦的三维光强分布。研究结果表明,在几何焦点附近的光强分布不仅依赖于入射部分相干光束的光强分布,而且还依赖于入射光束的空间相干度。基于这一点,提出了一种控制部分相干光束的空间相干度,在几何焦点附近获得了类似椭球光笼形状的光强分布的新方法。通过控制入射部分相干光的空间相干度,来改变聚焦在几何焦点附近的三维光强分布,从而获得希望得到的光强分布。     

On the use of a circulary polarized beam to reduce the self-focussing effect in a glass rod amplifier

In a high-power glass laser the non-linear refractive index, n₂, is responsible for the small-scale self-focussing and presents a physical limitation. So any reduction of n₂ would be very beneficial and can draw back this limitation. The use of circularly polarized light brings about a simple way of reducing n₂.     

可变焦列阵柱面透镜均匀线聚焦系统

用两个列阵柱面透镜与非球面透镜组成变焦线聚焦系统，能将入射激光束会聚成辐照均匀、长度连续可调的焦线，它可用于Ｘ光激光实验研究．文中详细分析了焦线上光场分布的情况，给出了物理光学分析的结果，并与巳有技术作了比较．     

离轴非旋转对称叠加方形光斑均匀聚光菲涅尔透镜

针对传统点聚焦菲涅尔透镜聚光分布均匀性差以及聚焦光斑形状与太阳能电池片不匹配的缺点,采用离轴非旋转对称叠加方法进行了方形光斑均匀聚光菲涅尔透镜设计,透镜采用方形非旋转对称结构,设计过程中通过在透镜中心截取一方形小孔来降低聚焦光斑中心辐照度峰值,改善接收面聚光分布,以提高聚光均匀性.采用光线追迹法模拟并分析了小孔边长、离轴偏移量、离轴聚焦距等参量对聚光性能的影响,结果表明:采用该方法设计的透镜聚焦光斑形状为方形,聚光均匀度高达90%.     

共形Mikaelian声透镜设计*

该文研究了利用共形变换设计声学器件的一般方法,在此基础上根据普通Mikaelian透镜的折射率分布规律,利用指数映射设计出了弧形的Mikaelian透镜,分析并讨论了弧形透镜的密度、模量和折射率分布规律。对160 k Hz的声波进行了仿真实验,仿真结果表明,在弧形透镜的理论预测焦点处出现能量汇聚的现象,即实现了弧形聚焦的效果。同时,声波在经过该透镜后传播方向产生了一定角度的偏转。该工作为实现弧形声学器件提供了理论方法,在水下声探测及水下声通讯等方面有着潜在的应用。     

Trajectory displacement of a single electron in the drift tube

The positive charge distribution, which is electro-statically induced by a single electron over the inner wall of a drift tube with a constant radius, is analytically calculated. The potential by it is calculated analytically also. The trajectory displacement at image plane of an objective lens, that is, the charge-induced aberration is estimated for two simple lens-models, approximating them electro-statically by a constant radius drift tube. It seems to be less than the diffraction aberration, when the accelerating voltage is higher than 100 V.