计算全息检测离轴非球面的离散相位计算

为了设计检测离轴非球面的计算全息图（CGH）,需要对采样点的相位进行计算。通过平移和旋转,将离轴非球面几何中心的法线作为检测光路光轴。在此基础上,采用光线追迹法,对离轴非球面上采样点的相位分布进行了研究,详细推导了离散相位的计算方法,给出了在3维空间坐标系中,离轴非球面上任意一采样点的相位计算公式,并通过计算、对比同一旋转对称非球面的相位分布对该算法进行了验证。结果表明该计算方法正确,且计算精度能够满足CGH的要求。     

宽视场大相对孔径星敏感器光学系统设计

介绍了一种用于卫星姿态控制的星敏感器光学系统,该光学系统焦距为51 mm,相对孔径为1/1.1,视场角为21°×21°（圆视场2ω＝30°）,光谱范围为0.5～0.85 μm,采用了复杂化双高斯结构.与普通成像系统不同的是,该系统要求对不同光谱的恒星所采集到的点像能量中心是一致的,且星像点像的弥散圆须控制在一定的范围内.具有倍率色差小、轴上和轴外能量分布比较一致的特点.     

大离轴量凹面取样镜的设计

根据系统的使用要求以及椭球面特有的成像性质,提出使用离轴椭球面来完成光束取样和完善成像的设计方式.利用设计输入,计算出镜面的初始结构参数,得到离轴椭球面的二次曲线方程,将计算结果带入光学设计软件ZEMAX中验证成像质量.结果表明:离轴椭球面不但将物点和像点分开,减小了系统的长度,而且在像点处成完善像,将离轴成像转换为轴上成像,使后续光斑成像系统的高质量成像易于实现.     

透镜偏振像差分析

本文对轴上物点发出的光束经透镜后的偏振像差进行了定量分析。     

基于数字微镜的快速轴向扫描系统

为解决双光子荧光显微成像系统轴向扫描问题,提出一种基于数字微镜(DMD)的快速轴向扫描系统。该系统采用DMD选择光路,不同光路放置不同焦距的透镜组对光束发散角产生不同的改变,经物镜聚焦后得到不同深度的轴上扫描点。对该系统的轴向扫描距离、扫描点位置及衍射效率进行了理论计算仿真,结果表明:扫描系统采用4个模块以及5个模块时其轴向扫描距离均可达到1 mm,4模块系统中透镜的焦距为297.3 mm,5模块系统中透镜焦距为361.47 mm。轴向扫描点除边缘点外线性分布, 轴向扫描频率达到几十kHz,满足脑神经成像的要求。     

脉冲展宽分幅相机的磁聚焦时间弥散和畸变

模拟相机磁场分布和光电子运动轨迹,建立传输时间和距离的二维分布模型,分析磁聚焦时间弥散和畸变的成因及其降低方法。研究结果表明,时间弥散和畸变与物点(即阴极位置)沿轴磁场强度密切相关,并随物点离轴距离的增大而变大,通过适当提升轴对称磁场均匀性可降低磁聚焦时间弥散和畸变。当漏磁缝隙由4 mm扩宽至40 mm时,轴上与离轴30 mm物点的沿轴磁场强度峰值比由0.82提高到0.89,时间弥散由127 fs和435 fs分别减小至120.6 fs和378.4 fs,离轴30 mm物点的时间畸变率由4.61%下降至4.01%。     

一道物理竞赛题答案的论证与反思

上海市第24届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试卷的填空题第12题引起了笔者的注意.题目:如图1所示,直角三角板ABC的边长BC=a,AC=b.开始时AB边靠在y轴上,B与坐标原点O重合.今使A点沿y轴负方向朝O点移动,B点沿x轴正方向移动,可知三角板从图1(a)所示的初始     

形状与位置对断点划痕场分布的影响研究

用3维时域有限差分方法分别研究了在355 nm入射激光作用下, 熔石英后表面具有不同形状 和位置的断点划痕对场分布的影响.研究表明,对于椭圆状的坑点, 当共线的轴长逐渐 增大时, 电场幅值与强点数目先增大后减小, 获得最大光强增强因子的两轴 比是1.1-1.2, 此时坑点呈近圆形. 当平行的轴长逐步增大时,电场幅值先逐渐增大, 当两轴比为0.53时趋于平缓, 而强点总数则呈"J"形曲线不断增长. 当坑点尺寸相同 但排放位置不同时, 相邻坑点的相对面积愈大, 调制愈强.     

熔石英损伤修复坑下游光场调制的数值模拟与实验研究

系统研究了熔石英激光损伤修复后的形貌特征,根据测量数据建立了典型的损伤修复坑三维模型,利用标量衍射理论并结合快速傅里叶变换算法研究了修复坑在351 nm激光辐照下游光场调制的分布规律.研究表明,修复坑引起的光场调制会使得下游不同距离位置处出现环形光场增强区和轴上位置光场增强点;环形光场增强区位置距离修复元件较近,其环形调制极大值主要受修复坑深度的影响,且随修复坑深度的增大而逐渐增加;轴上位置光场增强点位置距离修复元件较远,其轴上调制极大值主要受修复坑边缘凸起高度的影响,且随凸起高度的增大而快速增加;环形调制极大值或轴上调制极大值增大的同时,其分布位置与修复元件之间的距离均会逐渐减小.实验验证表明,利用三维修复坑模型得到的下游光场调制数值模拟结果与实验测量结果具有较好的一致性.本研究结果对控制熔石英元件损伤修复形貌特征以抑制调制增强效应给出了具体的控制方向,对修复工艺的改进与完善提供了非常有意义的参考.     

非稳定光腔模式的几何光学分析

一、引 言 与稳定腔不同,几何光学对非稳定腔的作用十分重大[1].整个非稳定腔的几何光学理论建立在A.E.Siegman于1965年提出的假定[2]的基础上.该假定认为,非稳定腔的基模是由位于腔轴上且互为映象的两个中心所发出的均匀点光束所构成.可是模为什么一定是点光束,发光中心为什么     

旋转带电球体的转动惯量

对均匀带电球体绕其自身的对称轴作变角速度旋转产生的磁场和感应电场求解，之后计算了这球体对该轴的转动惯量。     

匀质三角形板和边框的转动惯量

质量均匀分布的物体相对质心轴的转动惯量,通常是由它的几何量表示,这称为转动惯量的几何表示．如果给定物体的顶点坐标,它相对任意轴的转动惯量可以由这些顶点坐标表示,这称为转动惯量的代数表示．由转动惯量的平行轴定理,得到杆和三角形板相对任意转轴转动惯量的代数表示．作为简单应用,得到三角形边框相对质心轴转动惯量的几何量表示．     

均质并有对称面的刚体转动惯量的一个定理

提出并证明了一个关于刚体转动惯量的新定理.该定理指出具有对称面的均质刚体,当位于与对称面垂直的某个平面上的转轴满足特定条件时,转动惯量大小与位于该平面上的转轴方向无关.     

A new type Lyot filter insensitive to incident angle

The shifting direction of a central wavelength for a quartz birefringent filter is found different when the filter is rotated around the axis parallel and perpendicular to the quartz optical axis in this paper. Based on this result, a new type of two-stage modified-Lyot quartz filter is presented, which show that the central wavelength of this new type Lyot filter is actually insensitive to incident angle through theory analysis when incident angle is less than 18°, and the maximum transmission decrease only about 66% compared to normal incidence. Moreover, this conclusion is in good agreements with relative experiment results.     

A little toy jet

I build and discuss a model of the energy flow in a high transverse energy hadronic jet. The model makes robust predictions for the four-momentum contained within a small circle in η and φ about the jet axis.     

具有二重对称轴的弹性各向异性晶体的范性问题

本文首先说明晶体的弹性性质对其范性性质的重要作用,然后利用富氏变换方法推导出具有二重对称轴的晶体内由于集中作用力和位错所引起的应力分布。最后,利用本文中的公式讨论了Zn晶体的孪晶问题,指出孪晶的晶体可以使弹性能降低约35％左右。这就更进一步的证明了A.B.斯捷潘诺夫认为晶体的孪晶是由于弹性稳定性丧失的理论。     

一种提高激光陀螺惯导系统精度的方法

为了获得优于0.1n mile/h水平的高精度激光陀螺惯导系统,对控制系统绕单轴转动来补偿陀螺误差的方法进行了研究。分析了补偿的原理,并利用通用的精度为0.4n mile/h左右的机抖激光陀螺捷联惯导系统进行了实物实验,实验结果证明采用单轴转动的方法可使系统定位精度提高到1n mile/24h的水平。     

A note on debye potentials for spherically gyrotropic media

The Debye potentials are generalized to the case of electromagnetic fields in spherically gyrotropic media. A medium is called spherically gyrotropic if it is locally gyrotropic with the distinguished axis having a radial direction determined by a central point. Expressions for electromagnetic fields in terms of the generalized potentials are presented and the system of differential equations for the potentials is derived. The results are summarized in the form of a theorem. Basic facts about the Debye potentials in isotropic media are recalled.     

A stochastic model for retinocollicular map development

Background  

We examine results of gain-of-function experiments on retinocollicular maps in knock-in mice [Brown et al. (2000) Cell 102:77]. In wild-type mice the temporal-nasal axis of retina is mapped to the rostral-caudal axis of superior colliculus. The established map is single-valued, which implies that each point in retina maps to a unique termination zone in superior colliculus. In homozygous Isl2/EphA3 knock-in mice the map is double-valued, which means that each point on retina maps to two termination zones in superior colliculus. This is because about 50 percent of cells in retina express Isl2, and two types of projections, wild-type and Isl2/EphA3 positive, form two branches of the map. In heterozygous Isl2/EphA3 knock-ins the map is intermediate between the homozygous and wild-type: it is single-valued in temporal and double-valued in the nasal parts of retina. In this study we address possible reasons for such a bifurcation of the map.     

Holding and spinning molecules in space

We illustrate, experimentally and theoretically, a laser-based method to control the rotations of polyatomic molecules in 3D space. A linearly polarized nanosecond pulse strongly aligns the most polarizable axis of an asymmetric top molecule along its polarization axis while an orthogonally polarized, femtosecond pulse sets the molecules into controlled rotation about the aligned axis. As a result, strong three-dimensional (3D) alignment occurs shortly after the femtosecond pulse and is repeated periodically, reflecting coherent revolution about the molecular axis. Our method opens new directions for research in orientationally confined complex molecules.