均值量化与中值量化光栅性能的理论研究

对相移技术的投影栅相位法的传统中值量化方法提出改进,设计和制作出小误差、低高阶谐波的均值量化光栅.理论讨论了相位值、离散等级和量化等级等因素对两种量化光栅性能的影响;在标准偏差和频谱分布两方面比较后,得出均值量化光栅性能优于中值量化光栅且更接近正弦光栅的结论.     

Quasi-Dammann grating with proportional intensity array spots

A quasi-Dammann grating is proposed to generate array spots with proportional-intensity orders in the far field. To describe the performance of the grating, the uniformities of the array spots are redefined. A two-dimensional even-sampling encode scheme is adopted to design the quasi-Dammann grating. Numerical solutions of the binary-phase quasi-Dammann grating with proportional-intensity orders are given. The experimental results with a third-order quasi-Dammann grating, which has an intensity proportion of 3:2:1 from zero order to second order, are presented.     

基于MATLAB光栅周期校正方法的研究

针对投影机倾斜投影产生的光栅周期展宽现象带来的误差,对投影机倾斜投影时光栅相位的变化关系进行分析,用Matlab编写生成一个条纹周期不均匀的校正光栅,输出到投影仪投影,使得倾斜投影到参考面上的光栅条纹周期均匀,以提高光栅投影三维测量的精度。实验结果表明,该方法可以有效地将倾斜投影到参考面上的条纹周期变得均匀。     

双层交叉叠合式共振亚波长光栅

提出了一种防伪光栅结构-双层交叉叠合式共振亚波长光栅,其特点是可以展宽共振亚波长光栅的共振波长宽度,使得当将其应用于防伪时能得到更佳的光变效果。分析了半峰全宽展宽的原理,指出共振宽度值的大小依赖于耦合到光栅波导层内一级衍射光的能量。优化设计了此种光栅的结构参量。用矢量衍射理论对该结构的共振特性和制作工艺误差进行了研究。研究表明：这种防伪光栅的共振光谱峰值并不随着入射角的改变而降低,共振半峰全宽最大值约为同等条件下基本共振光栅结构的7倍,该结构的共振性能对光栅制作误差不是很敏感,是一种应用价值较高的防伪光栅结构。     

具有可变电控光栅常数的液晶光栅

针对现有液晶光栅器件存在的光栅常数不能变化、电极尖端放电、边缘效应等缺点,设计了一种可转换光栅常数的液晶光栅。通过控制不同导电区的通断电,使液晶光栅不同区域产生透光与不透光,实现光栅常数的转换;液晶光栅梳状电极端部的圆弧状设计,避免了尖端放电现象,减小了边缘效应的影响。以He-Ne激光为光源,用WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪对所设计的液晶光栅器件进行了测量,结果表明：通过控制导电区的变化实现了光栅常数的转变,在2～3.4 V电压驱动下,具有3种不同光栅常数的液晶光栅的1级衍射光强逐渐增强,且其衍射光强的差值不断增大,达到了预期设计目的。设计的液晶光栅在视差栅栏、光栅尺等方面有好的应用前景。     

线性啁啾长周期光纤光栅用作EDFA增益平坦滤波器的理论研究

提出用具有特定折射率调制包络的线性啁啾长周期光纤光栅作为掺铒光纤放大器(EDFA)的增益平坦滤波器.采用龙格库塔迭代法数值求解该类型光栅耦合模方程,就特定的掺铒光纤放大器增益谱,用Nelder-Mead优化算法对光栅结构参量(光栅长度、周期、线性啁啾系数、折射率调制包络的形状等)进行优化,设计出能在C波段35 nm带宽范围内对掺铒光纤放大器进行平坦化(增益起伏在±0.5 dB之内)的平坦滤波器.     

基于叠栅的Bragg光纤光栅综合方法的研究

提出一种新的光纤光栅综合方法，将Bragg光纤光栅的层剥离综合算法与光纤叠栅理论结合起来，层剥离综合算法根据需要的反射谱计算出光纤光栅的折射率分布，用多个带切趾函数的光纤叠栅来拟合这个折射率分布，通过改变各叠栅中的相关参数，可以得到适合需要的反射谱，相对误差一般小于4.0%。该方法具有简单、快速、易于实现的特点。     

Diffraction from a moving grating

A first-principles tutorial account is given for the diffraction of either light or free, non-relativistic, massive particles from a moving grating. Discussion on the properties of the moving grating including non-reciprocity is followed by considering both Raman-Nath (thin grating) diffraction and Bragg (thick grating) diffraction in either transmission or reflection geometry. Use of four-momentum conservation with dispersion relations yield the angles of diffraction. The increase in the angle of diffraction for grazing incident by using a moving grating relative to using a static grating is calculated. It is shown that this increase is possible only for Raman-Nath geometry.     

用布拉格光纤光栅制作啁啾光纤光栅

介绍了一种用布拉格光纤光栅制作啁啾光纤光栅的方法。采用氢氟酸腐蚀布拉格光纤光栅, 使光栅的横截面沿光栅轴向逐渐变小, 然后对光栅施加１．５０ Ｎ的拉力, 在光栅轴向建立应变梯度, 制作出长１５ ｍ ｍ 、峰值反射率达９２％ 、反射半高宽为５ ｎｍ 的啁啾光纤光栅。     

透射式矩形相位光栅的衍射光谱分析

提出了一种计算透射式矩形相位光栅衍射场的简便方法,计算并分析了透射式矩形相位光栅的衍射光谱,给出了相位光栅的衍射光谱与光栅材料的折射率、光栅厚度和入射波长的关系,得到了把衍射光能量集中到1级光谱的条件;并在相位光栅的应用方面作了探讨.     

线偏振高斯光束通过复合型衍射光栅的传输特性

提出一种集合浮雕和折射率周期分布调制的复合型衍射光栅,并利用角谱表示和严格的模式理论研究了线偏振高斯光束通过这种复合型衍射光栅的传输特性.数值计算结果表明,在光栅的同一透射深度处复合型衍射光栅光强的起伏频率要比浮雕型光栅光强的起伏频率小.最后使用复合型衍射光栅模型,研究了亚波长体积相位全息光栅的表面起伏和入射光束的束腰宽度对衍射效率的影响. 关键词： 复合型衍射光栅 亚波长体积相位全息光栅 高斯光束 严格模式理论     

纳米云纹法条纹倍增技术研究

提出了一种纳米云纹法的条纹倍增技术，可用于单晶材料纳米级变形测量.在测量中，单晶材料的晶格结构由透射电镜（TEM）采集并记录在感光胶片上作为试件栅，几何光栅作为参考栅.对纳米云纹条纹的形成原理，透射电镜放大倍数与试件栅的频率关系，条纹倍增技术，位移、应变测量方法等进行了详细讨论.该方法不仅能够测量连续力学参量，如应变和位移，而且能够表征纳观非连续参量，如位错、夹杂.     

一种朗契检验新方法

为了较快、较高准确度地检验大波差的非球面或球面,将一个液晶显示器作为低频光栅和移相装置被用于朗奇检验,在小液晶显示器上由计算机生成光栅图,代替普通光栅和步进电机.消除了因电机移动引起的移相误差,消除了因转动光栅的角度不能正好达到90°而引起的误差.以一个非球面为例,做了移相测试及波面复原.实验表明液晶显示器可作为一个光栅和移相装置.     

相位错动强度叠加光刻法

本文提出一种新的光栅相位错动强度叠加光刻法.研制出了高质量的圆光栅,该方法同样适用于各种计量光栅的研制.     

LiNbO3中光折变全息的热固定特性

带输运模型方程和耦合波方程结合起来研究ＬｉＮｂＯ３晶体中体全息记录和热固定的特性。发现在一边记录一边固定时,同时存在的离子光栅通过减小耦合增益而影响了电子光栅的写入,且得到的固定后折射率光栅随深度的改变较小,这与记录完固定有非常大的区别,两种热固定方法得到的折射率光栅的衍射效率大小将主要决定于入射记录的实始光强比,该模型同时显示对于高掺杂浓度的ＬｉＮｂＯ３晶体的热固定,在其显影过程中,由于导带电子     

Using of non-uniform stress effect to realize the tunable dispersion of the fiber Bragg grating with tapered metal coatings

A novel method of adjusting the dispersion of fiber Bragg grating is proposed using the non-uniform stress effect. By loading the axial stress on the fiber grating coated with non-uniform copper thin-film, the induced non-uniform stress effect can realize the tunable dispersion of grating. The non-uniform copper films are plated on the outer cladding of fiber grating and the thickness of the copper film gradually changes along the grating length. Numerical models are established to analyze the dynamic tunable characteristics of such grating when loading different axial stresses on it. The model is verified by experiments.     

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。     

紫外光诱导液晶相位光栅

使用紫外光诱导取向技术制作了可转换的液晶相位光栅,通过光掩模两次曝光的方法形成光栅条纹.这种光栅制作工艺较为简单,不需要上下基板精确的对准,驱动电压较低.采用He-Ne激光器和光探测器进行测试,结果表明,衍射效率具有电场调制性并出现同预测一致的衍射条纹.对液晶光栅的偏振特性进行了研究,利用琼斯矩阵和衍射理论对液晶相位光栅衍射强度进行了分析和模拟计算.     

聚合物封装的高灵敏度光纤光栅温度传感器及其低温特性

介绍了一种新型的光纤光栅温度传感器。这种光纤光栅温度传感器使用了特殊的工艺将光纤布拉格光栅封装于一种热膨胀系数较大的有机聚合物基底中 ,使得传感器的温度灵敏性比裸光纤光栅提高了 12 .3倍 ,其温度灵敏度系数KT 达到 82 .6 9× 10 -6/℃。在 - 80～ 0℃的低温度范围内 ,对这种新型光纤光栅温度传感器的反射谱进行了测量。研究了这种新型光纤光栅温度传感器的低温特性 ,并与裸光纤光栅和铝基封装的光纤光栅进行了比较 ,结果表明这种新型的光纤光栅温度传感器具有很好的低温响应特性。     

适用于宽带光的闪耀光栅衍射强度分布规律研究

变栅距光栅线位移传感器是一种新型波长编码位移传感器,为进一步提高传感器波长解调的精度和减小光源的体积,提出适用于全工作波段的恒定闪耀角变栅距光栅结构。首先采用经典光学的方法推导出变栅距闪耀光栅衍射强度分布公式,从理论上证明该光栅结构可实现在全工作波段提高变栅距光栅线位移传感器衍射光强。此外,制作出变栅距闪耀光栅样件证实了工艺可行性。在相同的条件下,对一组参数相同的闪耀光栅和矩形槽形光栅进行了衍射光强比对实验,得到变栅距闪耀光栅的衍射光强约为矩形变栅距光栅的衍射光强的1.7倍,并与按此衍射光强分布公式计算的结果一致。