平面镜系成象的正交变换性质

<正> 一、引言1840年高斯用线性变换原理建立了理想光学系统理论。这样,任何一个实际光学系统。无论是简单的还是复杂的,无论其具体结构如何,都可以用两个主平面和两个焦距(或焦点位置)表示。当主平面和焦点的空间位置确定后,就可以通过简单的几何方法由物的位置找到它的理想象的位置(用其大小,位置和方向表示)。高斯理论的实质是线性变换理论,即将光学系统看成是几何的线性变换器。“变换”这个科学的抽象表示人们对光学系统认识的深化。平面镜系(由平面镜及能展开成平行平板玻璃的反射棱镜组成)作为光学系统的特殊部分不仅符合一般线性变换的规律,还有其特殊的规律,即变换前后物象的大小永远不变。所以它是一种特殊的线性变换器,即正交线性变     

光杠杆实验研究

根据光的直射和反射及平面镜成像原理,介绍了光杠杆的使用与发展,并在传统光学测量基础上,利用微型激光器对光杠杆的放大作用进行研究。     

多次反射光杠杆法测金属线胀系数的公式修正

激光射入两个平行的平面镜,会引起多次反射,基于该原理的激光光杠杆法测量微小距离具有光路简单,读数快捷等优点。但实验过程中,激光在平面镜的入(反)射点与理论分析有出入,且差别随反射次数的增加而增加,另外在反射次数较少的情况下,激光的初入射角不能忽略,因此需要修正原有理论公式,避免测量微小距离时的误差。本文以金属线胀系数的测量实验为例,通过修正多次反射光杆杆法原有理论公式,分析实验数据,获得了更准确的金属线胀系数。     

湍流大气中反射光束的扩展

本文基于推广的惠更斯-菲涅耳原理,利用“平方近似”假设,导得湍流大气中被反射激光束扩展的表达式,并对反射光束的扩展特性作了讨论。证实了平面镜反射光束的扩展存在放大效应,角反射器反射光束的扩展存在自补偿效应。理论公式还表明,利用长波长激光及使用较大的发射、反射孔径,可以减小反射光束的扩展。     

反射棱镜调整图解法的进一步研究

<正> 一、棱镜成象作用矩阵图解法众所周知,根据平面镜系的成象原理,总可以用作图法相当简便地画出棱镜的一组特殊的共轭物象坐标xyz和x′y′z′,如图1所示。     

平行双转镜傅里叶变换光谱仪

在时间调制傅里叶变换光谱仪中,直线运动型动镜很难精确驱动,容易引起倾斜和剪切的问题。旋转型动镜可以解决该类问题。介绍了一种转镜式傅里叶变换光谱仪方案,并对其进行了原理分析和光程差公式推导,提出了工程设计约束条件。该光谱仪由一个分束器,两个固定平面镜,两面平行固定在一个转轴上旋转的平面反射镜,前置镜,后置镜及探测器组成。通过原理介绍得出,该光谱仪结构简单,两条分光光线经同一平面镜反射后干涉,使仪器更容易装调;通过光程差推算得出,该光谱仪容易实现大光程差,光谱分辨率高;通过工程设计约束及仿真分析得出,该光谱仪需要在高速旋转的条件下实现高分辨率采样,容易实现精确运动控制,稳定性好,测量速度快。     

两种常用介质反射膜系两侧通带波纹的压缩

本文通过滤色条与激光防护眼镜透射光谱平直化工作,探讨了对称周期高反射膜系主反射带两侧反射次峰的压缩问题。其基本思想是根据薄膜负滤光器设计原理,从等效概念出发,计算出由硫化锌、氟化镁和氧化锆、二氧化硅组成的两种高反射膜系基本周期的等效折射率,然后以变折射率法和变厚度法,分别计算出正配于玻璃与主膜系和主膜系与空间系之间的薄膜组合,并简述了取得的实验结果。     

纳米级面形精度光学平面镜加工

为实现纳米级面形精度光学平面镜的高效精密抛光,提出了一种由传统环带抛光技术和先进离子束抛光技术相结合的组合式加工方法。介绍了环带抛光技术和离子束抛光技术的原理,通过实验研究了离子束抛光的材料去除函数,并采用这种组合抛光方法对口径为150 mm的平面镜进行抛光,抛光后平面镜的面形误差和表面粗糙度分别达到1.217 nm RMS和0.506 nm RMS。实验结果表明,这种组合抛光技术适合纳米级面形精度光学平面镜的加工。     

光栅衍射实验教学中的体会

文中首先介绍了光栅衍射实验教学的难点以及实验的调节目标.之后依次分析了学生在光栅衍射实验调节中经常遇到的问题,例如：分光计的粗调调节不到位;望远镜目镜视场中观察不到由双面平行平面镜反射回来的绿色“＋”字叉丝像;平行光管的光轴没有与望远镜光轴共轴;望远镜目镜视场中观察不到由光栅面反射回来的绿色“＋”字叉丝像.最后,结合实际的教学经验,给出了各个问题相应的解决方法,对教学实践具有一定的参考价值.     

论三平面镜系的向量变换

本文研究了关于三平面镜系的三个正交单位向量的变换问题。提出了在物、象空间的三个单位向量为已知时确定三平面系中每一平面镜位置的方法。     

用琼斯算法求解椭圆光正反射问题需采用的数学处理方法

采用琼斯算法并结合Poincare球的图示研究了单色椭圆偏振光经理想平面镜正反射的特性,然后将获得的结论推广到圆偏振光及线偏振光经平面镜正反射的情形,再用偏振态几何参量表示法对结论加以验证,并提出便于记住结论的镜像法,以期对椭圆偏振光正反射问题的琼斯算法及获得结果的物理含义给出比较直观的诠释。同时指出采用琼斯算法求解偏振光学问题时需采用的特殊数学处理方法及产生这一现象的原因。     

魔术中的平面镜

 平面镜是我们生活中常用的物件,它所成的像与原物体关于镜面对称,与原物大小相等、左右相反,镀银很好的光洁平面镜几乎能将入射光全部反射,用眼睛是看不见这样的平面镜的,看见的只是镜框或镜子的边缘,以及一切映在镜子里的像---但镜子本身是看不见的。我们看见的物体是因为物体表面的漫反射。看室内平面镜中的场景就像透过窗户看隔壁的房间一样,只是所看到的是本室的情景。魔术表演中的道具里常隐藏着镜子,正是利用镜子本身看不见,看得见的只是镜子里反映的物体这个特性。在许多魔术表演中常巧妙地利用平面镜来产生令观众意想不到的奇妙效果。     

楔块调整式Talbot干涉仪改变写入Bragg波长的调谐误差

在楔块调整式Talbot干涉仪中,光纤Bragg光栅的写入区为直接由相位模板衍射的±1级衍射光束形成的干涉条纹的近场干涉区,和由±1级衍射光束经两平面镜反射后形成的可调谐写入Bragg波长的干涉条纹的远场干涉区。在改变写入光纤光栅Bragg波长的过程中,光纤光栅的Bragg波长是由平面镜的交叉角决定的,而且,影响调谐精度的三种主要因素被控制在光纤光栅生产允许的范围内,即推动机构的位移误差系数Cd为～-0.08nm/μm,楔块的倾斜误差系数Cα为-0.15～0.23nm/(′),和转动机构的传动角误差系数Cβ为～-0.08nm/(′)。     

在统计非均匀介质中反射波前部分反转的观察

实验证明,通过空气湍流的激光束由平面镜后向反射时,有光学辐射反转部分存在。当波在统计非均匀介质中后向反射或散射时,会出现两次通过同一非均匀介质的各种不同的效应。特别是在理论上和实验上都很好地研究了反向散射光的增强效应。文献[3]给出了在统计非均匀介质中反     

“旋光实验演示装置”的原理和制作

利用半透反射平面镜的分光作用改进旋光实验仪,实现用数字和视频图像展示旋光实验过程的三分视场调节。     

时域光学干涉层析成像实验系统的研制

设计了时域光学干涉层析成像装置,对平面镜进行了测试,讨论了装置的分辨率;同时对单层透明胶带进行单点轴向扫描,成功探测到胶带的反射界面;最后利用多次测试结果对系统的性能进行了分析.     

论三平面镜系

本文用复四元数讨论三平面镜系在会聚光路的成象规律,它们或相当于空间的定点转动,或等效于一个特殊的平面镜,举出几个实例加以说明。     

改变写入Bragg波长的干涉条纹运动的扫描式Talbot干涉仪

一种干涉条纹运动的扫描式Talbot干涉仪被用于改变光纤Bragg光栅的写入Bragg波长。在系统中,光纤光栅是由来自相位掩模的±1级衍射光经平面镜反射后在远场形成紫外干涉条纹写入的,其中,相位掩模被用作±1级衍射光的分束器。值得注意的是通过干涉条纹的运动来扫描写入光纤光栅,有效降低了Talbot干涉仪对写入光源相干性的要求。     

单目多视点立体图像提取及应用

设计并实现了一种基于广角相机和平面镜的单目多视点立体图像摄像系统,给出了硬件装置的设计指标和优化方法;同时,在研究了硬件系统的标定方法基础上,实现了其在三维测距方面的应用。多枚平面镜构成的对称斗型腔体被放置在广角相机前面,物体光线经过不同平面镜反射后,投影到相机图像平面的不同区域,在相机投影平面上生成物体多个影像,形成单目多视点投影图像。该类图像等价于视点不同的多幅图像,可以使用多视点立体视觉算法实现三维测量。     

基于迈克耳逊干涉仪的空间调制型干涉成像光谱仪

试制了一台基于迈克耳逊干涉仪的空间调制型干涉成像光谱仪原理样机。样机将迈克耳逊干涉仪光路中的一面反射镜偏转一个小角度,使经两平面镜反射后的两束光波面之间产生一维连续的光程差,在图像传感器的像面上形成空间调制干涉条纹,构成空间调制型干涉成像光谱仪。一系列原理验证性实验表明:光谱仪原理正确可行,实验结果与理论相符,并且具有高通量,高信噪比,大视场和体积小,重量轻的优点。