动态气泡直径的远场干涉测量方法

利用气泡远场干涉对动态气泡直径进行测量,结果表明,当透明液体中的动态气泡经过激光束时必然在远场产生圆环状干涉条纹.对传统分光仪进行改制,用数码照相机代替望远镜,并连接计算机,组合成动态气泡直径测量系统,拍摄得到干涉条纹,对干涉条纹的角半径进行测量,并计算出气泡直径,测量相对差为1.1%.该系统还可对单个气泡束流或多个气泡束流进行气泡直径的统计.     

用于透明平板平行度和均匀性测量的单元件干涉仪

提出了一种基于单元件干涉的用于检测透明介质平整度和均匀性的干涉仪.该干涉仪的核心元件是一个菱形分光棱镜.激光光源的平面波光束的一半光束透过待测样品,另一半光束直接透过空气,然后分别入射到菱形分光棱镜的两垂直面并在分光面相遇、相干.通过旋转待测样品改变相干的两束光光程差,从而使干涉条纹发生移动.形成的相干光被分光板分成两束,一束进入光电探测器用于探测干涉条纹移动数的整数部分,另一束则进入电荷耦合探测器用于采集干涉条纹图来计算干涉条纹移动数的小数部分.通过计算条纹移动数反推出光程差的变化量,再结合折射率或样品厚度信息则可以计算出样品厚度或折射率的分布,从而检测出透明介质的平行度和均匀性.模拟仿真和光学实验均证明了本方法的可行性、准确性和稳定性.     

一种用激光干涉测量光波波长的新方法

提出了一种利用激光干涉仪测量光波波长的方法。通过改变在光的传播路径上垂直放置的透明玻璃与光传播方向的角度,使相干光的光程差发生变化;利用干涉条纹与转过角度、透明玻璃厚度之间的关系,通过激光干涉实验能准确测量出光波的波长。     

用于静态和动态平面内位移测量的剪切束电子斑纹图干涉术的相移和载波技术

报道了一种新颖的用于平面内位移测量的相移和载波技术。在剪切束电子斑纹图干涉度量术中，照明光束由棱镜分为两个波前，棱镜的侧面移动将引入相移。在棱镜后加一小角光楔，则光楔的转动产生载波条纹。棱镜或光楔的转动可由机械或电学机构精密控制。形变信息由数字图像处理算法，相位迭代和傅里叶变换法给出。文中介绍了理论及其实验演示的结果     

用于静态和动态平面内位移测量的剪切束电子斑纹图干涉术的相移和载…

报道了一种新颖的用于平面内位移测量的相移和载波技术。在剪切束电子斑纹图干涉度度术中，照明光束由棱镜分为两个波前，棱镜的侧面移动将引入相移。在棱镜后加一小角光楔，则光楔的转动产生载波条纹。棱镜或光楔的转动可由机械或电学机构精密控制。形为信息由数字图像处理算法，相位迭代和傅里叶变换法给出。文中介绍了理论及其实验演示的结果。     

两相干平面波照射球体的远场干涉及直径测量

提出一种球远场干涉理论模型,即两相干平面波以任意夹角照射表面光滑球体,其反射波在远场发生干涉.推出两反射波在远场的光程差公式,并用远场干涉准确测量球直径,给出了测量球直径的公式.用分光仪、CCD照相机、氦氖激光器、光学平台和电脑等组成测量系统,给出使用原始激光束测量球直径的方法.将远场干涉法测量结果与阿贝比较仪测量结果进行比较,相对差为0.2%;使用高斯光束所产生的测量误差为5×10-5 mm且可略.此测量方法还可对相机镜头畸变实现自校正.结果表明理论和测量方法正确,用高斯激光束测量球直径可行.     

光学综合孔径望远镜中子望远镜平行性和光程差调整的研究

光干涉技术与天文望远镜技术的结合是提高天文观测分辨率的一种有效方法.采用望远镜阵代替单个大口径望远镜来集光观测,利用最大基线的概念来等效传统光学望远镜的最大口径,很大程度上解决了单个望远镜集光能力不足、角分辨率不高的问题.然而对于光干涉来说,在应用中,只有满足:两束光的相位差δ必须相对稳定、存在相互平行的振动分量、频率相同、两光波在相遇点所产生振动的振幅相差不悬殊和两光波在相遇点的光程差(OPD)应在相干长度之内等这些条件时才能部分相干.光学综合孔径(OAS)望远镜产生干涉条纹的前提条件是子望远镜之间必须两两相干.推导了双光束光干涉的要求,并从双光束干涉的平行性和光程差的要求出发,研究并得出光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差的要求.结合双光束干涉的恒星光干涉仪的光束平行性和光程差的调整方案,研究并得到了光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差调整的光学方案,并讨论了该系统的改进措施.     

从入射面检测锥体棱镜直角误差的方法

介绍了一种应用激光平面干涉仪从入射面检测锥体棱镜直角误差的方法。棱镜被测角通过一个夹具被预置一个初始角,使射入棱镜内的测试平行光垂直于被测角棱,经被测直角的两个面反射后形成全反射光路,当射出的光与测试平行光重合时产生干涉,实现对锥体棱镜直角误差的测量。介绍了测量、干涉条纹图形分析和直角误差计算的方法,并与传统检测方法进行了比较。结果表明,该方法具有操作简单、测量准确、计算精度高等特点,适合于高精度锥体棱镜(α≤3″)的直角误差测量。     

变倾角移相法测量反射棱镜的光学平行差

为解决棱镜等效展开为玻璃平板后因腔长固定导致的移相困难问题,提出一种变倾角移相测量反射棱镜光学平行差的方法。通过改变光束在反射棱镜入射端面上的倾角在干涉图中引入移相量,实现干涉图中的相位提取。采用最小二乘法拟合相位计算反射棱镜的光学平行差。在实验中,测试了一块弦长为56.5mm的等腰直角棱镜,得到直角偏差Δ_(90°)为-2.1435″、锐角偏差δ_(45°)为-4.6216″、直角边对应棱差γ_C为0.3554″,而Zygo GPI干涉仪仅可得到棱镜直角偏差,与本文方法的测量值偏差在0.15″以内。所提方法移相光路设计简便,并可实现小尺寸反射棱镜的测量。     

一种多棱镜组合设计优化图像干涉性能的新方法

为了在不影响干涉条纹成像质量的基础上通过增大双折射棱镜结构角的方法获得更细致的光谱成分,优化设计了双折射棱镜的结构.通过计算分束角与结构角之间的函数关系,分析得知在传统双折射棱镜后附加一个与第二个楔形同性质的等腰三角形棱镜,使出射棱镜的o光和e光平行于光轴,即分束角α为0°,从而干涉条纹的成像不再受分束角的变化所影响....     

相干彩虹的形成机制

用一束白光激光聚焦照射液体(水、丙酮、无水乙醇、汽水等)或固体(冰、有色玻璃、塑料、彩色蜡等),出现了多级的彩色干涉环,即相干彩虹.高强度白光局部地加热了液体(固体),改变了它的密度(以及折射性质),从而导致光程差的出现,不同波长的光都发生干渉,形成了彩色的干涉环.有色玻璃在反射模式下也出现了相干彩虹,此时的干涉完全来自于玻璃表面轮廓的变化,并且无参数拟合的结果定量地符合观测到的干涉图案.     

Double sinusoidal phase modulating laser diode interferometer for thickness measurements of transparent plates

A double sinusoidal phase modulating (SPM) laser diode interferometer for thickness measurements of a transparent plate is presented. A carrier signal is given to the interference signal by using a piezoelectric transducer, and the SPM interferometry is applied to measure the thickness of a transparent plate. By combining the double-modulation technique with the Bessel function ratio method, the measurement error originating from light intensity fluctuations caused by the modulation current can be decreased greatly.The thicknesses of a glass parallel plate and a quartz glass are measured in real time, and the corresponding experimental results are also given.     

透明薄膜的干涉相干峰分离算法

白光干涉技术具有高度唯一性,广泛地被使用在三维表面形貌和台阶高度的测量。但是测量透明薄膜时,薄膜表面和基面都有光线反射与参考光线交汇,在被测表面的同一个位置不同高度两次产生干涉条纹,其干涉相干图中出现两个峰值。通过分析透明薄膜产生的干涉相干图的特点,提出了两种算法用来分离不同表面产生的干涉条纹。理论分析和试验结果表明,利用垂直扫描白光干涉法测量透明薄膜,由峰值分离算法和定位算法分别提取薄膜的上下表面,能够得到透明薄膜的高精度三维形貌和厚度信息。     

Observation of nonlinear brewster angles in KDP

The intensities of the reflected second harmonic light from uniaxial KDP crystal immersed in an optically denser liquid 1-bromonaphthaline have been measured as a function of incident angles of the fundamental beam from a mode-locked Nd:glass laser. The results agree well with the theoretical prediction of Bloembergen and Pershan. We have observed the existence of a nonlinear Brewster angle in a transparent medium.     

洛匈棱镜的正反向特性

给出了洛匈棱镜正、反向使用时分束角的精确表达式。从理论上证明,对任意合理的结构角及主折射率值来说,洛匈棱镜反向使用时的分束角小于正向使用时的分束角。研究了在锥光入射条件下洛匈棱镜中的e光和o光的传播方向、折射率、主平面、偏振方向等问题。证明了洛匈棱镜正向使用时第二块晶体中无偏折的光波只含有o光,参考圆圆周上各点光波的主平面相互平行,通过一个检偏器后可以实现消光;洛匈棱镜反向使用时,第二块晶体无偏折的光波同时包含了o光和e光,参考圆圆周上各点光波的主平面沿参考圆的径向,e光和o光的偏振方向分别沿径向和垂直于径向,通过检偏器后形成锥光干涉现象,不能消光。     

新型棱镜产生近似无衍射线结构光

为了改善三角棱镜系统产生近似无衍射线结构光的能量均匀分布在若干条光斑上,不适合直接应用于三维表面测量且中心光斑对能量利用率较低的问题,提出了一种新型光学元件.该元件在三角棱镜的基础上,通过在其底部胶合一个与原三角棱镜底面大小相等,横截面为等腰梯形的凸台制成.采用几何光学的理论对新型光学元件的光束变换特性进行分析,结果表明其可以等效为两个不同底角三角棱镜的组合,平面光束通过新型光学元件后将产生中心光斑较强的近似无衍射线结构光.由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的空间光强分布特性.仿真的结果表明,衍射积分分析的结果与几何光学分析的结果是一致的:新型光学元件可以产生一种性能更好的近似无衍射线结构光.并且通过改变棱镜的结构参量,能够方便地调节光束的中心光斑尺寸、近似无衍射范围等参量.     

基于同步多曲面法的发光二极管机器视觉照明设计

为了改善三角棱镜系统产生近似无衍射线结构光的能量均匀分布在若干条光斑上,不适合直接应用于三维表面测量且中心光斑对能量利用率较低的问题,提出了一种新型光学元件.该元件在三角棱镜的基础上,通过在其底部胶合一个与原三角棱镜底面大小相等,横截面为等腰梯形的凸台制成.采用几何光学的理论对新型光学元件的光束变换特性进行分析,结果表明其可以等效为两个不同底角三角棱镜的组合,平面光束通过新型光学元件后将产生中心光斑较强的近似无衍射线结构光.由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的空间光强分布特性.仿真的结果表明,衍射积分分析的结果与几何光学分析的结果是一致的:新型光学元件可以产生一种性能更好的近似无衍射线结构光.并且通过改变棱镜的结构参量,能够方便地调节光束的中心光斑尺寸、近似无衍射范围等参量.     

多光束等倾干涉圆环的实验研究

根据多光束干涉理论,推导出等倾干涉圆环直径的计算公式,进一步得出相邻两等倾干涉圆环的直径的平方差是常数,结果与实验相符合。用Ｆａｂｒｙ Ｐｅｒｏｔ 干涉仪观察钠双线的等倾干涉圆环,操作比较复杂,难度较大,提出一种简捷的调节方法,所测的钠双线波长差值与标准值的误差很小。     

Diffraction patterns of laser beams with thermal self-phase modulation by optically thin films

Summary A mathematical model of the far-field diffraction pattern of a laser beam with laser heating self-phase modulation through an optically thin film is presented. We deal with the steady-state temperature field generated by the weak absorption of a laser beam in an optically and thermally thin film bounded by two transparent plates, the cell walls, whose thermal exchange to the surrounding ambient has been assumed to be linear in the temperature difference to the ambient. These hypotheses describe the application of the steady-state ?thermal lens? spectroscopy to the detection of the optical or thermal properties of liquid samples. We give a very simple expression for the diffracted intensity that appears suitable for fast computer calculations. The good accuracy of the technique is shown by comparison with the results given by more intricate approaches. To speed up publication, the authors of this paper have agreed to not receive the proofs for correction.