调制光束全息干涉计量的研究

本文提出了干版运动对记录光束的调制作用及其对全息干涉计量的影响,推导了干版运动调制光束双曝光干涉图的光强分布的数学表达式.在对这种调制干涉条纹的理论研究基础上,提出了被测物体三维位移场的调制光束全息分析法.其中干版的运动用参考物体法确定.     

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。     

基于菲涅耳双棱镜分波前干涉装置的全息光栅制作实验

不同于传统全息光栅制作教学实验中的分振幅干涉光路,提出了利用准平行相干光源照射菲涅耳双棱镜实现分波前干涉制作全息光栅的方法.利用菲涅耳双棱镜分波前光路分别演示了单个双棱镜制作一维全息光栅和2个棱脊正交菲涅耳双棱镜制作二维全息光栅.实验过程中可通过多种方法对干涉条纹间距和光栅常量进行估算,丰富了干涉实验内容和光栅制作实验...     

大口径光学元件波前调制PSD模拟分析

使用PSD作为大口径光学元件表面加工质量的评价参数,针对不同的波前调制进行了初步的模拟计算,得到了不同调制频率和不同调制深度情况下的PSD曲线变化情况。当调制频率不同时,PSD曲线的突变部分会发生相应的频移,调制频率高则突变发生在空间频率较高的频段,同时PSD峰值不变。相对应调制深度不同时,PSD曲线的突变部份峰值发生变化,调制深度大则峰值大,与此同时峰值出现的位置不会发生变化。计算和分析结果表明PSD分析结果能够在频率域反应出元件表面受到的不同程度的调制信息。     

大口径光学元件波前调制PSD模拟分析

 使用PSD作为大口径光学元件表面加工质量的评价参数，针对不同的波前调制进行了初步的模拟计算，得到了不同调制频率和不同调制深度情况下的PSD曲线变化情况。当调制频率不同时，PSD曲线的突变部分会发生相应的频移，调制频率高则突变发生在空间频率较高的频段，同时PSD峰值不变。相对应调制深度不同时，PSD曲线的突变部份峰值发生变化，调制深度大则峰值大，与此同时峰值出现的位置不会发生变化。计算和分析结果表明PSD分析结果能够在频率域反应出元件表面受到的不同程度的调制信息。     

全息模式波前传感器中高阶衍射抑制方法研究

全息模式波前传感器(HWFS)是一种模式型的波前传感器,它利用多模复合的全息元件和位敏探测器来获得入射光中特定模式Zernike像差的强度.然而,多模复合全息元件中的光衍射过程通常会伴随着高阶衍射产生的干扰光.这些干扰光会分散激光能量,降低探测信噪比.提出一种通过引入强度调制的方法来消除由二元相位型全息元件衍射产生的干...     

局域体全息光栅衍射的平面波与柱面波的波前转换研究

利用一维耦合波理论研究了入射方向相互垂直的一束平面波与一束柱面波干涉形成光折变局域体全息光栅的波前转换情况。给出了透射波和衍射波振幅的解析表达式。讨论了该局域体全息光栅的几何尺寸以及全息透镜的焦距对光栅衍射效率的影响。结果表明,随着光栅横向尺寸的增加,光栅的衍射效率也逐渐增加。然而,光栅的衍射效率却随着光栅纵向尺寸的增加而减小。全息透镜的焦距越长,光栅的衍射效率也越大。此外,分析了光栅的布拉格选择特性,该光栅具有非常好的角度选择特性。在平面波与柱面波干涉形成全息透镜的设计中,为了获得最优的衍射效率,应当根据要求合理地选择记录所用柱面波和设计光栅的几何尺寸。     

全息模式波前传感器的像差探测

利用标量衍射理论对全息模式波前传感器进行了深入分析,给出了传感器输出面的衍射场光强表达式,从而与模式偏置波前传感器理论统一起来。为了便于对全息模式波前传感器进行模拟,利用两共轭倾斜平面波代替倾斜聚焦球面波作为全息记录时的参考波,并在紧贴全息元件后放置聚焦透镜,从而建立全息模式波前传感器的等效模型。然后利用数值模拟方法对全息模式波前传感器的工作原理进行验证,结果表明全息模式波前传感器的灵敏度高、速度快。     

腔长调制引起的激光波前间歇畸变现象

介绍周期性微调ＣＯ２激光器谐振腔长度引起激光波前间歇畸变的现象，这种现象引起相干式调频连续波激光雷达回波信号带出现凹陷。初步观察表明，这种现象的出现与激光支线有关。在波前畸变时，激光器支线不跃变，横模宏观特征也不变。     

曝光系统离焦对平面全息光栅衍射波前的影响

波前像差是衍射光栅的重要技术指标，它直接影响光栅的分辨率。由光致刻蚀剂记录两束相干光干涉条纹是制作全息光栅的关键步骤。为了提高全息光栅曝光系统调整精度、减小离焦、降低光栅的衍射波前像差，从离焦对反射球面准直镜的准直光平行度的影响程度出发，分析了准直光平行度对全息光栅衍射波前像差的影响。理论分析和数值模拟结果表明，准直镜调整误差直接决定全息光栅衍射波前像差大小。以3种不同刻线密度光栅为例，得出了准直镜调整误差的允许变化范围。     

数字微镜器件在视频全息中的应用

为研究数字微镜器件在视频全息中的应用,探讨了基于数字微镜器件的全息编码方法。基于数字微镜器件的微观物理结构,讨论二维离散微镜像素结构、开态微镜列的闪耀光栅特性和脉宽调制的微镜偏转工作原理。将数字微镜器件分辨力、微镜尺寸、间隔、旋转角度、参考光入射角以及衍射条件等因素结合到计算全息编码中,提出干涉面抽样方法、相位补偿技术和无偏置二元全息编码方法,使产生的计算全息图适应数字微镜器件独特的空间光调制特性和计算视频全息的要求。实验表明,该方法调整了重构物光波的衍射方向,集中了衍射光在重构像中的分布,增加了成像清晰度和光能有效利用率,提高了全息编码效率。     

光互连模块中偶数大点阵64×64位相计算全息光栅的简化设计和分析

采用简化的综合设计方法，对偶数大点阵位相计算全息光栅进行了优化设计和分析，实验上研制出用于光互连模块的６４×６４大点阵位相计算全息光栅分束器，优化设计一维衍射效率为８０．１％，光强不均匀性小于０．３％。     

Computer Generated Rainbow Hologram

The rainbow hologram is very practical to display 3-D images because it can be reconstructed with white light. We propose a simplified model to calculate the computer generated rainbow hologram quickly. In the proposed method, we can simply generate the final hologram from intermediate data, whose total number of samples can be less than one tenth of the final hologram. This intermediate format makes fast computation and effective storage/transmission possible. Only multiple and additional operation need be used to convert the intermediate data to final data. Therefore, it is possible that hardware can be added to an electro-holographic display or printer. In this paper, we discuss both theory of the simplified model and experimental results of white light reconstructed images. Full color holograms are also discussed.     

Study on the Phase Detecting Laser Interferometric System with Computer Generated Hologram

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｈａｓｅＤｅｔｅｃｔｉｎｇＬａｓｅｒＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＣｏｍｐｕｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｅｄＨｏｌｏｇｒａｍ￥ＤＡＩＸｉａｏｆａｎｇ；ＣＨＥＮＸｉｎｇｗｕ；ＷＥＩＹａｏｌｉｎ；ＣＨＥＮＢｅｎｚｈｉ；Ｗ...     

基于液晶空间光调制器的全息显示

在传统的纯相位全息显示系统中, 一般基于快速傅里叶变换(FFT)算法来计算相位全息图, 在FFT的计算中需要遵循Nyquist采样定理, 因此, 重建图像的尺寸往往受限于空间光调制器的固定采样率. 这个限制可以通过卷积算法或者两步菲涅耳衍射算法来解决, 但是需要使用多个FFT的计算, 导致计算量增大. 鉴于此, 提出了一种基于透镜的纯相位全息图计算方法. 在全息图的计算中, 通过透镜的成像原理建立一个采样率可变的虚拟全息面, 通过调节相应的距离参数使得在全息图的计算中可以任意调节原始图像的采样率, 摆脱了传统方法中液晶空间光调制器带宽积对重建图像尺寸的限制, 并且这种算法只需使用一次FFT就能达到变采样率的衍射计算, 大幅提高了全息图的计算速度. 数值模拟及光学实验结果证明了此方法可以在全息显示光学系统中清晰地重建不同尺寸的图像. 同时该系统可以有效地消除由空间光调制器的像素化结构带来的零级衍射.     

Content-addressable Holographic Digital Data Storage Based on Hybrid Ternary Modulation with a Twisted-Nematic Liquid-Crystal Spatial Light Modulator

We propose and demonstrate the use of hybrid ternary modulated digital pages for content-addressable holographic data storage. Display of binary data pages with equal number of ZEROs and ONEs by modulating both amplitude and phase of beams using twisted-nematic liquid crystal spatial light modulator, reduces strong de component and produces a more homogeneous spectral distribution at the recording plane. This technique facilitates better recording of all spatial frequencies, thus improving the discrimination capability of a content-addressable memory. Hence we get better results in associative recall in a holographic memory system, with very low number of false hits. An important advantage of the hybrid ternary modulation over pure phase data pages is that it offers a dark state for coding the undesired portion of the SLM while the search argument is small. The unique orientation of quarter wave plate and the analyzer blocks the light transmitted from OFF pixels leading to near total removal of dark signals. This in turn improves the system performance and reduces the number of false hits when the size of the search argument is small. Our experimental results show good discrimination capability and signal-to-noise ratio for a hybrid ternary modulation based content addressable memory.     

Design and Evaluation of Computer Generated Hologram with Binary Subwavelength Structure Designed by Deterministic Process

A binary subwavelength structure for multilevel phase modulation can be designed by our previously proposed deterministic design method without iterative optimization method. To use our design technique in various applications of a computer generated hologram (CGH) like an array illuminator, beam-shaping, signal processing, and so on, an image quality of a reconstructed image from a CGH has become much more important. In this paper, we verify the image quality of a reconstructed image from a CGH designed by our method in terms of the modulation transfer function (MTF) and the spatial resolution. Simulation results show that our technique can theoretically achieve a MTF of more than 99% over a wide range and a spatial resolution of less than 9.66μm.     

基于计算机网络技术大学物理实验教学模式的探索和实践

从大学物理实验教学的实际出发,提出了基于计算机网络技术的新的大学物理实验教学模式。     

计算机信息网络技术在大学物理实验教学中的应用探讨

分析了传统物理实验教学过程中存在的问题和不足,探讨了计算机信息网络技术对物理实验教学的强大支持作用,它给予学生更多的自主选择机会,更高效精确的数据处理方式,有助于培养他们的自主学习意识和创新思维能力;对于教师而言,能更有效的进行实验教学,更快捷准确的批改实验报告,保证了成绩评定的公正性。     

利用数值再现实现彩虹全息色差评价

为了在计算机制彩色彩虹全息图输出之前定量得到再现像的色彩保真度,提出了一种采用数值再现进行色差评价的方法.首先对彩虹全息图进行了频谱分析,得到再现参量与频谱分布之间的关系;然后采用频域滤波算法实现彩色彩虹全息图数值再现,得到再现像的相对功率谱分布;最后采用CIE1976UCS均匀颜色空间对再现像色差情况进行了计算.设计了7个色块并制作了计算机制真彩色彩虹全息图,以金卤射灯作为照明光源进行了光学再现实验,给出实验结果及分析.研究证明了采用数值再现方法实现对计算彩虹全息再现像光谱分布和色差进行计算分析是一种快速经济的方法.