Cr:LiSAF飞秒激光器中Gires-Tournois镜的设计

飞秒激光脉冲的产生主要依赖于激光腔内净的负群延迟色散.但是在固体激光器中,增益介质和其它光学元件却引入了正色散,因此需引入相应的色散补偿机制.布儒斯特角棱镜对曾是激光腔中色散补偿的主要办法,但是它在进行群延迟色散补偿的同时还会引入高阶色散,使激光器操作困难并影响激光器的尺寸和重复频率.Gires-Tournois镜是一...     

利用白光干涉技术测量块状材料的群折射率

对群折射率的精确而快速测量是光学工程领域一个基础而又亟需解决的难题,本文提出了一套光谱型迈克尔逊白光干涉系统的解决方案.该系统充分利用了微型光纤光谱仪一次测量便可获得所有干涉信息的特点,无需机械扫描装置,具有结构简单和测量快速的优点.与传统的窗口傅里叶变换算法相比,本文采用小波变换直接从干涉信号的小波脊中提取群延迟,减小了由相位求导得到群延迟过程中引入的误差放大效应,进而提高了群折射率的测量精度.基于此迈克尔逊白光干涉系统,在不同干涉位置处对两块不同厚度的石英和BK7玻璃进行了测量,实验结果表明此方法在宽 关键词： 白光干涉 群折射率 小波变换 傅里叶变换     

Cr∶LiSAF飞秒激光器中Gires-Tournois镜的设计

飞秒激光脉冲的产生主要依赖于激光腔内净的负群延迟色散.但是在固体激光器中,增益介质和其它光学元件却引入了正色散,因此需引入相应的色散补偿机制.布儒斯特角棱镜对曾是激光腔中色散补偿的主要办法,但是它在进行群延迟色散补偿的同时还会引入高阶色散,使激光器操作困难并影响激光器的尺寸和重复频率.Gires-Tournois镜是一种新型的色散补偿元件,可以克服这些缺点.本文介绍了Gires-Tournois镜的基本结构,分析了影响Gires-Tournois镜的群延迟时间、群延迟色散和三阶色散的量,给出了Gires-Tournois镜的设计原则并根据Cr∶LiSAF飞秒激光器中的色散补偿要求设计了性能优良的Gires-Tournois镜.该Gires-Tournois镜在750~900 nm的波长范围内具有高于99.9%的反射率和-35±8fs2的群延迟色散.用这样的Gires-Tournois镜经过4次反射后可以补偿3mm的Cr∶LiSAF晶体的绝大部分群延迟色散.     

对白光干涉法测量透明介质折射率实验的探讨

在时域中求解得到,光路中存在色散介质的情况下,白光双光束干涉光强度.由此证明了:用白光干涉法测量得到的是白光在色散介质中的群折射率,而并非相关报道中认为的折射率;讨论了介质厚度及色散对于涉条纹的可见度和干涉条纹显现时动镜移动范围的影响.上述结论得到了实验验证.     

DISPERSION

本文讨论了群折射率存在的物理意义,指出群折射率不 仅包含了折射率概念而且还体现了折射率的色散性质,同样能作为材料本身的光学 性质参量.接着指出在折射率的白光干涉法测量中存在着忽视色散作用而导致的将群折射率 误认为折射率的情况.将群折射率与折射率区别开来,不仅可以消除折射率测量中所存在的 错误,而且可以突出色散现象在光传播时间特性上的意义.为此建立了折射率与群折射率的 相互变换关系,通过对于典型物质的折射率与群折射率变换关系的计算,说明二者在数值上 的差别甚至对于气体介质来说也是不能忽略的.     

色散、群速与群折射率

本文讨论了群折射率存在的物理意义,指出群折射率不仅包含了折射率概念而且还体现了折射率的色散性质,同样能作为材料本身的光学性质参量.接着指出在折射率的白光干涉法测量中存在着忽视色散作用而导致的将群折射率误认为折射率的情况.将群折射率与折射率区别开来,不仅可以消除折射率测量中所存在的错误,而且可以突出色散现象在光传播时间特性上的意义.为此建立了折射率与群折射率的相互变换关系,通过对于典型物质的折射率与群折射率变换关系的计算,说明二者在数值上的差别甚至对于气体介质来说也是不能忽略的.     

色散及视觉函数对白光干涉测折射率影响的分析

对使用迈克耳孙干涉仪白光干涉测量透明介质折射率实验中出现的3种异常现象的原因进行了分析。在考虑介质色散并对人视觉函数作适当简化的情况下,求得了干涉条纹可见度、可见白光干涉条纹时动镜的移动范围和折射率的表达式,并由实验对其结果进行了验证。结果表明,运用此方法测量所得的平行板透明介质折射率并非通常由相速度所定义的相折射率,而是白光在介质中由群速度所定义的群折射率。此方法可以用测量到的群折射率和已知的相折射率求得介质在中心波长处的色散。     

莫尔色散法产生相位体的假彩色剪切条纹

白光照明载频照相法能产生相当于剪切干涉的莫尔条纹,本文提出用色散棱镜进行条纹的假彩色编码,使得测量上更灵敏和视觉上更舒适.首先讨论了以有限口径成像产生莫尔剪切干涉的方法,然后分析了色散假彩色编码的原理并导出了相位折射角和编码色之间关系,最后给出了实验结果.     

基于白光干涉测量色散补偿薄膜的群延迟色散

为精确测量超快激光色散补偿薄膜的群延迟色散,提出了一种基于窗口傅里叶变换和样条插值去噪算法的新型白光干涉测量方案。计算机模拟表明此方法测试精度可达0.58fs2。分析了高斯噪声和光强平均效应对测试精度的影响,并使用此方法对实验制备的Gires-Tournois干涉反射镜和啁啾镜进行了测试,在宽光谱范围内测试误差小于10fs2。该方法相比其他算法可以更快速、更精确地实现薄膜相位信息的提取,具有更高的测试精度和实用性。     

反射式偏振光干涉彩色显示屏的制作

<正>众所周知,白光是由多种频率的单色光组成的复色光。因此可以利用棱镜的色散原理获得白光的彩色光谱,也可以利用干涉或衍射装置获得白光的彩色光谱。但是还有一种将白光分光的方法,这就是偏振光干涉。更神奇的是只用一块偏振片及若干张透明薄膜就可以产生彩色的图形。下面就介绍一个由本文作者设计的白光照射下实现反射式偏振光干涉的演示仪。1.偏振光干涉原理     

Shape selection of wavelets for accurate chromatic dispersion measurement of white-light spectral interferograms

The group delay of chirped mirrors can be directly read from the ridge of wavelet-transform of white-light spectral interferograms. In this paper, we investigate the influence of Gabor wavelet shaping factor on the precision of the group-delay dispersion extraction. The rule of selection of shaping factor is given for accurate chromatic dispersion measurement of chirped mirrors.     

利用视标和波前数据的NCSF测量

搭建了基于波前像差的神经对比敏感度测定系统,利用Hartman-Shack波前像差传感器测量人眼波前像差,以及高空间频率的对比敏感度测量仪测量全视觉对比敏感度函数,进而得到人眼的神经对比敏感度.和传统激光干涉方法测量神经对比敏感度相比较,本文的测定方法,避免了激光干涉所产生的相干噪音和激光散斑不利因素,并且可以得到白光神经对比敏感度NCSF.对不同人眼分别对绿光和白光视网膜神经对比敏感度进行了测定,测试结果表明：在同等亮度下,绿光的神经对比敏感度远高于白光神经对比敏感度|绿光和白光的对比敏感度曲线的最大值出现在空间频率为8 c/deg附近,而其神经对比敏感度曲线的最大值出现在相对高一些12 c/deg附近的空间频率上.     

Femtosecond high-sensitivity, chirp-free transient absorption spectroscopy using kilohertz lasers

A simple method is demonstrated for high-sensitivity, chirp-free measurements of femtosecond (fs) transient absorption over the entire bandwidth of a white-light continuum probe. This technique uses phase-sensitive detection, with spectral scanning and simultaneous adjustment of the time delay between pump and probe pulses; it permits a direct measurement of spectra undistorted by chirp at all time scales, limited only by the resolution of the fs source. The method is applied to study the ultrafast relaxation dynamics of pi-conjugated oligomers and semiconductor nanocrystals.     

白光干涉在保偏光纤测量与对轴中的应用

本文根据白光干涉原理，研究了保偏光纤偏振色散和耦合系数的测量，保偏光纤连接时主轴夹角的调整，并获得了满意的实验结果，还对白光干涉技术在保偏光纤传感和器件方面的应用作了初步的讨论。     

Measurement technique for depth profiling in time-domain low-coherence interferometer

A measurement technique for depth profiling in a time-domain low-coherence interferometer has been proposed. The spatial variation of the optical path caused by a diffraction grating in the Littrow configuration produces a white-light interferogram. A one-dimensional charge-coupled device (1D-CCD) detector is used to measure the undersampled white-light interferogram. The position of the reflective boundary is calculated from the rate of phase change with spatial frequency, which is based on the sub-Nyquist sampling of the white-light interferogram in the frequency domain.     

Dispersive white light combined with a frequency-modulated continuous-wave interferometer for high-resolution absolute measurements of distance

A nonincremental interferometer for the absolute measurement of distances is presented. The measuring technique is based on both dispersive white-light (DWL) interferometry and frequency-modulated continuous-wave (FMCW) interferometry. The proposed configuration integrates both techniques in the same interferometer by use of a single laser diode. This solution enables the results from the coarse measurements from the FMCW interferometer to be combined with the fine readouts from the DWL interferometer. Preliminary experimental results confirm the capability of the system to combine the advantages of the two techniques.     

用白光假彩色图象的加减技术作光谱分析

以光谱图作光学图象处理的对象,利用光栅作空间编码,在白光图象处理系统中作出假彩色光谱图并应用色度学的加法原理完成光谱定性分析和定量分析。这一新方法,在作定性分析时不需要标准谱图,亦不需要比长计和投影仪,它有极高的灵敏度;在作定量分析时,还可以利用现有的用看谱镜作合金定量分析的大量资料而不需要看谱镜和测微光度计就能获得相当可靠的分析结果。实验结果与理论相符得很好。 关键词：     

Direct measurement of group dispersion of optical components using white-light spectral interferometry

We present a simple white-light spectral interferometric technique employing a low-resolution spectrometer for a direct measurement of the group dispersion of optical components over a wide wavelength range. The technique utilizes an unbalanced Mach-Zehnder interferometer with a component under test inserted in one arm and the other arm with adjustable path length. We record a series of spectral interferograms to measure the equalization wavelength as a function of the path length difference. We measure the absolute group refractive index as a function of wavelength for a quartz crystal of known thickness and the relative one for optical fiber. In the latter case we use a microscope objective in front and a lens behind the fiber and subtract their group dispersion, which is measured by a technique of tandem interferometry including also a Michelson interferometer.