孪生光束干涉法测量光源的空间相干性

定量测定光源空间相干性在部分相干光成像, 非相干全息术及光信息处理领域具有重要的研究价值. 本文基于三角全息干涉光路提出了一种测量光源空间相干性的新方法. 利用三角干涉全息光路系统中分束镜产生的孪生光束进行干涉获得干涉图, 通过调整光源中心位置在写入平面内偏离光轴的量, 改变两孪生光束空间分离量的大小, 采集对应的一系列干涉图, 计算干涉图样的对比度, 从而对光源照明空间的波前上一系列不同距离的点对之间的空间复相干度进行测量. 实验系统光路配置较为简单且不需要使用特殊加工的光学元件. 针对一个准单色的扩展光源设计并进行实验, 结果表明利用文中提出的方法可以准确的测量光源的空间相干性, 实验结果相对于理论计算值的误差仅为3.8%. 关键词： 相干性 全息干涉 干涉仪 光学应用     

微小振动对全息照相的影响及改进方法

 全息照相(或称为全息术,holography)是记录波动干扰的振幅和位相分布以及随后使之重现的照相技术。“全息”源于希腊语“holos”,意思是完全的信息,不仅包括光的振幅信息,还包括位相信息。全息术的设想是英国藉匈牙利物理学家伽柏(D.Gabor)于1948年在为提高电子显微镜分辨本领的工作中提出的。1948年,他利用汞灯首次获得全息图及其再现像,从而创立了全息术,于1971年为此获得诺贝尔物理学奖。全息术已历经多次变革。第一代全息术是伽柏用汞灯记录的同轴全息图(参考光与物光同轴),主要问题是原始像和共轭像分不开,且光源的相干太差,这是全息术的萌芽时期。     

标量介子f0(980)光生过程γp→pf0(980)的研究

轻标量介子性质研究是当今中高能核物理研究中的热点问题之一,特别是质量低于1 GeV的标量介子f₀（980）的内部结构一直存在争议,至今未达成共识。基于前人的研究结果,运用有效拉氏量方法,对f₀（980）粒子的光生过程γp→pf₀（980）进行了更深入的理论研究。探讨了两种传播子形式下得矢量介子ρ和ω交换的贡献,第一种是选择雷吉传播子,第二种是选择普通费曼传播子。第二种形式的微分散射截面理论结果与现有实验数据符合比第一种形式的结果好。基于此,计算了两种形式的总截面,两种形式给出的理论结果相差很大。另外,给出了γp→pf₀（980）→pπ+π-过程的π+π-不变质量分布的理论预言,发现π+π-不变质量分布对于f₀（980）于K-K的耦合常数（g_f0KK）有很强的依赖关系,不同的g_f0KK给出明显不同的π+π-不变质量分布。将来相关实验数据可以验证这些理论预言,并对矢量介子传播子形式和耦合常数g_f0KK做出限制,加深人们对f₀（980）粒子的认识。We study the scalar meson f0(980) in the γp→pf0(980) reaction within an effective Lagrangian approach. Based on previous studies, we calculate the differential cross sections of this reaction. We take two types of the propagators of vector mesons ρ and ω, one is the Regge form, the other one is the normal Feynman propagator. It is found that our theoretical results for the differential cross sections with the Feynman propagator are in agreement with the current experimental data. For the total cross sections, the results with the two types of propagator are much different. On the other hand, we predict the π+π- invariant mass distribution of the γp→pf0(980)→pπ+π- reaction. We find that the π+π- invariant mass distribution depends sensitively on the value of the coupling constant gf0KK. We hope that the future experiments can test our model calculation and give further constraints on the value of gf0KK and also the nature of f0(980).     

两步相移数字全息物光重建误差分析与校正

系统研究了两步相移数字全息干涉术中相移误差引起的波前再现误差的计算和校正方法. 基于衍射物光相位分布的随机性和振幅相位的相互独立性原理,介绍了相移数字全息中物光波前再现误差的表达形式,推导出步长为π/2的两步算法中物光重建误差的表达式. 通过进一步分析这一重建误差的结构和特点,结合物光表达式,给出了自动校正相移误差引起的波前重建误差的校正方法. 该方法无需增加测量,在未知相移误差大小的情况下,只对标准两步相移算法恢复的物光复振幅进行处理就可以实现对物光振幅和相位的同时校正. 计算机模拟结果表明,校正后可将 关键词： 相移干涉术 数字全息 物光重建 误差校正     

物面单反射镜波前分割三光束全息干涉计量研究

提出了一种用于分析物体三维位移场的全息干涉计量新方法。该方法将一个小平面反射镜贴于被测物体的表面，用三束呈空间分布的发散光波，在干版的三个不同区域或同一部位，记录被测物体的三个独立的双曝光干涉图。这些干涉图被由小平面反射镜运动造成的参考光虚点光源的位移所调制。基于对这种调制的理论分析，导出计算参考光虚点光源和被测物体三维位移的二个线性方程组。     

全息照相实像的优化拍摄与再现

从全息照相的基本理论出发,分析了全息照相实像的产生条件,提出了用正入射平行光拍摄和再现全息照相实像的方案.实验表明,用正入射平行光拍摄和再现全息实像能得到满意的效果.在不同的散射介质中进行了全息实像的再现实验,确定了一种符合要求的再现介质.     

基于空间光调制器的波面重建优化方法研究

针对不同非球面面形的实时检测需求,研究了基于空间光调制器的标准波面重建技术.基于空间光调制器波面重建的原理设计了干涉测量系统,依据空间光调制器的自身特点选取修正离轴计算全息编码方式实现对标准球波面的编码.针对实验中空间光调制器作为全息再现介质引起重建波面质量下降问题,提出了错位叠加优化方案,并将这一过程进行了模拟实验.结果表明,基于错位叠加方法的重建波面均方差值提高了近4.45倍.研究成果为非球面检测过程中标准波面的获取提供了可靠的理论基础.     

光聚物全息光盘记录方法和光路的优化

提出了适用于光聚物厚膜盘状高密度全息存储的角度空间复用相结合的存储方法。研究了光路设置对记录容量和密度的影响 ,分析和计算表明 :对全息光盘光聚物全息存储介质来说 ,新方法可以获得比空间角度复用存储方法高近一个数量级的存储容量和密度 ,当使用平面波做参考光、介质内参物光入射角度在 32°时是获得最大存储容量和密度的最佳设置 ;对 5 0 0 μm厚的光聚物介质 ,存储密度可达到 42bit/ μm2 ,用CD ROM同样大小的全息光盘 ,在其相同的有效记录面积上 ,其总容量可以达到 40 0Gbit,表明新方法是实用化光聚物盘状全息存储比较理想的方法。     

基于两步正交相移干涉的振幅图像光学加密技术

提出一种基于两步正交相移干涉的光学图像加密技术.这种相移干涉数字全息只要记录两幅干涉图,不需要记录物光波和参考光波的强度信息,就可以再现没有零级像和共轭像的再现像.物光波对应的光路经过两次菲涅尔变换,并结合双随机相位编码.参考光分别引入0和π/2相位,用数字化记录介质记录两幅数字全息图作为加密图像.解密时只要获得正确的密钥,经过简单的计算就可以重建清晰的原始图像.模拟实验验证了它的可行性和有效性,分析了抗裁剪和噪音的鲁棒性.     

基于空间光调制器的波面重建优化方法研究

针对不同非球面面形的实时检测需求,研究了基于空间光调制器的标准波面重建技术.基于空间光调制器波面重建的原理设计了干涉测量系统,依据空间光调制器的自身特点选取修正离轴计算全息编码方式实现对标准球波面的编码.针对实验中空间光调制器作为全息再现介质引起重建波面质量下降问题,提出了错位叠加优化方案,并将这一过程进行了模拟实验....     

碱性品红光致聚合物薄膜的光致光衍射

本文研究了全息存储实验中以波长532 nm的半导体激光器作为记录和读出光源,碱性品红作为光敏剂的丙烯酰胺基光致聚合物薄膜的光致光衍射现 象.它可以考虑为透过全息干涉条纹的原始入射光和反射光,与来自光聚物中未曝光的不均匀表面和内部的散射光四波混频的结果.根据简并四波混频理论中的位相匹配条件对双光束全息写入时产生的衍射光锥,以及单光束辐照复现时产生的衍射光锥现象分别做出了理论解释;并且利用全息散射理论结合三角学知识对入射光的入射角与衍射光锥的锥角的依赖关系进行了深入讨论. 关键词： 全息 光致聚合物 衍射光锥 碱性品红     

单参考束型全息-散斑干涉术

本文提出了一种三维变形分离测量技术——单参考束型全息-散斑干涉术,给出了理论分析及实验结果。     

基于PVA／AA光致聚合物的衍射光锥产生机理及其抑制

研究了以He—Ne激光器作为记录光源,以He-Ne、Nd：YAG和He-Cd激光器作为读出光源的亚甲基蓝敏化的PVA／AA体系光致聚合物的全息衍射光锥现象。衍射光锥现象的产生是由于入射光透过全息记录材料内部的不均匀结构或缺陷所产生的噪音光栅所致。运用Ewald球对此现象产生的机理进行了解释,利用全息光散射理论结合三角学...     

大场景全息照相实验中若干问题的探讨

大场景、大景深全息照相术已有一些文章介绍与报道[1-3].近年来,我们初步获得了景深为250cm,场景面积为100×250cm2和视场角优于120°的广角大场景全息图[3].为进一步提高大场景全息图的质量,普及大场景全息术,从而开拓大场景的全息应用,本文对大场景全息照相实验中的若干特殊问题进行探讨,并给出相应的理论分析与实验结果. 一、场景面积与景深的扩展 一般全息照相的条件之一是物光波与参考光波的光程差小于光源的有效相干长度.对于大场景、大景深全息照相,由于光源相干长度的有限性,此程差条件尤为重要.采用光程补偿法[2,3]或选取光程差为…     

高性能激光全息防伪标识特性参数测量系统

提出了一种高性能激光全息防伪标识参数的检测方法,利用同一束光在分束器分成的反射光和透射光光强度比例恒定的性质,实时探测衍射方向光强和标识入射光强值,通过一维线性扫描实现激光全息防伪标识衍射效率和信噪比的自动测量。实验数据表明：入射光强测量值相对误差不超过0．29％;衍射效率及信噪比的测量值最大相对误差分别不超过0．81％和2．0％,比第一代检测仪采用的方法测量精度提高近一倍。该方法降低了对光源稳定度的要求,大大降低了激光器的成本,有利于测量仪器的推广。     

基于相位分析的时间平均数字全息测振研究

传统的时间平均全息术通过对再现像光强分布的测量来实现振幅分布的检测,由于噪音影响往往得不到满意的结果.第一类零阶贝塞尔函数相位只有0和π两个取值,所以利用再现光场的相位可以确定振幅分布.理论分析发现,以往的讨论忽略了照明光之间位移引起的相位变化,研究通过叠加一个相位因子对此进行了修正,并利用贝塞尔函数平方的相位特点提出了消除该相位因子的办法.实验结果表明,该相位因子确实存在并影响测量,用本文所提出的方法可以很好地消除该相位因子的影响,使利用时间平均数字全息再现光场的相位检测振动物体的振幅分布变得方便和准确.     

全息术对圆盘表面不均匀散热的检测

本文应用全息干涉法测量中的二次曝光法,对不均匀散热盘表面附近的空气折射率变化规律及温度空间分布规律进行了研究,给出了实验的基本原理、过程,及数据处理方法,实现了全息术对温度分布的定量测量.     

基于莫尔理论的双波长全息干涉术分析

当用双波长全息干涉术通过单次曝光法或双曝光法对物体进行测量时 ,其效果相当于用一个等效波长λeq=λ1 λ2 /|λ1 -λ2 |对物体进行测量 ,扩大了测量波长的可选范围。采用莫尔理论从一个全新的角度对双波长全息干涉术的基本原理进行了分析和探讨 ,不仅揭示出了二者之间存在着的必然内在联系 ,而且还进一步证明了双波长全息干涉术的准确性和可行性 ,从而扩展了双波长全息干涉术的应用领域     

亚微米结构的可见光聚合全息制作

报道用激光全息技术结合可见光光聚合制作周期结构的方法和物理机理;对多束激光相干产生的空间干涉光场进行了讨论;提供了一组激光束的偏振态的最佳组合,使激光全息技术制作理想的亚微米单晶结构更有效和快捷.分析了曝光量与制作效果的关系,此法可实现小球自排无法实现的大幅度占空比调节.与紫外光光聚合相比,可见光光聚合可在监视下调节,操作方便安全. 关键词： 激光全息技术 光学晶格 光子晶体     

合成孔径数字全息的分析模拟及多参考光合成孔径数字全息

分析了合成孔径数字全息的理论和实现方法,提出了多参考光合成孔径数字全息方法及其应用前景,以双狭缝为例,模拟了单幅及单参考光、多参考光两种合成孔径数字全息术的记录和再现方法,对三种方法再现像的分辨率进行了比较.