左右手系材料界面处全反射行为的特性

基于电磁场理论，推导了左右手系材料界面处发生全反射时的物理特性，分析了相位变化情况.提出利用左右手系材料构成周期性结构，观测全反射时介质中隐失波干涉的实验设想，并从理论上计算了干涉条纹的分布. 关键词： 左手材料 负折射率 全反射 隐失波     

棱镜法测量水的色散

本文改进了测量液体折射率的一种方法，由原先对单色波长光源测量液体折射率发展为用复合光源（汞灯）直接测量色散．在原先两个等边三棱镜之间加入液体膜，在利用全反射原理的基础上，增加了一个棱镜用于产生色散．测出了水对于不同波长的光的色散，与文献对照不确定度在0．1％以内．最后对这种测量方法作了讨论．     

全反射法对棱镜折射率的测定

利用分光计测定玻璃棱镜的折射率通常采用最小偏向角的方法,介绍了利用全反射如何测定其折射率,并对测量结果进行了不确定度评定,实验过程中避免了棱镜的拿上拿下和对棱镜台的碰触,使测量精度提高,同时起到开发学生的思维和对知识的灵活应用的作用。     

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。     

用恒偏向角法测直角棱镜的折射率

讨论了用恒偏向角法测量直角三棱镜折射率的原理,得到了恒偏向角条件下的折射率计算公式.设计了简单实用的实验方法,实验结果与理论分析符合较好.     

直角棱镜的特性研究

推导直角棱镜的偏向角与入射角的关系式,得到恒偏向角的条件和结果,并讨论了直角棱镜的最大入射角和最小入射角与折射率的变化关系.     

偏振型干涉成像光谱仪中Savart偏光镜通光孔径的研究

论述了偏振型干涉成像光谱仪的核心部件——Savart偏光镜的结构和分光机理. 应用波法线追迹的方法, 对光在任意方位入射面内, 以任意入射角入射时Savart偏光镜中的光线传播规律及出射光孔径变化进行了理论推导, 给出了出射孔径与入射位置、入射角及入射方位角之间满足的关系, 并讨论了光线传播始终处于Savart偏光镜晶体内部, 最终从出射面射出所需满足的条件. 采用计算机模拟, 给出了光线垂直入射时, 出射孔径的表达式, 验证了推导的正确性; 在此基础上对自行设计的干涉成像光谱仪通光孔径进行了详细分析和讨论, 结果表明通光孔径精确值和近似值之间存在较大差异. 给出了孔径面积利用率随入射方位角的变化曲线, 阐明在干涉成像光谱仪的参数论证以及孔径光阑的选取中, 不能忽略由于晶体双折射现象带来的孔径变化. 研究结果可为偏振型干涉成像光谱仪的设计、研制、调试和工程化提供重要的理论依据和实践指导.     

三元结构的o光超高透偏光棱镜

为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,尽量提高偏光棱镜的透射率,提出了一种采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,给出了以布儒斯特角入射来提高o光透射率的偏光棱镜设计。样品是一种在ZBaF3玻璃中间夹冰洲石晶体薄片的三元结构,由高折射率液态胶合剂溴代萘胶合而成。实验测试表明,该偏光棱镜的透射率在95%以上,消光比优于10-3,在一定情况下可以取代纯冰洲石晶体偏光棱镜。     

光纤回音壁模式激光产生长度的实验与理论研究

采用沿光纤轴向光抽运消逝场激励增益的方式,获得了沿光纤轴向较长范围的回音壁模式激光辐射.研究了这种激光器的激光产生长度与抽运能量间的关系.实验发现:当抽运能量刚超过激光产生阈值时,激光产生长度迅速增长;随抽运能量的继续增加,产生长度的增长趋势变缓;产生长度随抽运能量的变化关系决定于增益包层溶液的染料浓度和溶液折射率.根据抽运光沿光纤轴向以受抑全反射方式传播的物理特性,在抽运能量中引入了遵循比尔吸收定律的指数衰减函数,结合消逝场激励增益的回音壁模式激光理论,在分析系统增益和损耗的基础上由激光阈值条件推导出了 关键词： 回音壁模式 受抑全反射 消逝场 激光产生长度     

椭圆孔径与轴棱锥系统产生带状近似无衍射光束

基于菲涅耳衍射理论,硬边孔径的复高斯函数展开法及稳相法研究了椭圆孔径与轴棱锥系统的光束传输特性,推导出了高斯平面波经轴棱锥衍射后产生的无衍射光场的表达式,数值模拟了不同传播距离处的截面光强分布,并设计了实验进行验证。用电荷耦合器件(CCD)拍摄得到不同传播距离处的光强分布。实验和模拟结果均表明平面波经椭圆孔径和轴棱锥系统后可获得具有马丢光束特征的带状无衍射光束。研究结果对无衍射光束在光学无损检测、条码扫描等应用上具有重要的指导作用。     

冰洲石-玻璃组合e光超高透偏光棱镜

为了既节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料，又尽量提高偏光棱镜的透射比，设计了一种冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法。叙述以布儒斯特角入射来提高偏光棱镜e光透射比的设计方案。该棱镜可用甘油或有机硅胶将FK 2玻璃与冰洲石晶体胶合而成。理论分析和实验测试表明，该棱镜的透射比高于96％，消光比优于10-5，在一定情况下可以取代纯冰洲石晶体材料的偏光棱镜。     

光隔离器用微型晶体偏光棱镜的研制

本文以光隔离器用偏光棱镜为例介绍了微型晶体偏光棱镜的设计、材料选择以及加工方法。将通光孔径小于５ｍｍ的偏光棱镜称为微型棱镜。其结构设计通常遵从常规偏光棱镜的设计方法，但是考虑到器件微型化造成的材料机械强度的降低、加工应力对器件性能的影响以及加工工艺的技术难度的增加等因素，作者在器件结构设计上作了周密地考虑。为配合设计工作，文中相应地详细介绍了材料性能的检测方法，并给出了典型材料的测量数据结果。文中最后部分较为完整具体地介绍了借助晶体靠模技术对微型偏光棱镜实施加工的过程。本文对从事小型精密光学器件设计加工人员有一定的参考作用     

大孔径长焦距摄远物镜光学系统设计

对于长焦距摄远光学系统,大相对孔径意味着成像亮度更加优秀,但是也伴随着孔径边缘像差变差而难以校正的难题。利用折反系统减小光学系统总长,采用反射结构为基础,搭配前后两组校正镜构成光学系统,设计出大相对孔径,总长较短的摄远光学系统。光学系统工作波段为可见光波段,焦距1 000 mm,F数2.1,摄远比0.52,光学总长远小于焦距,遮拦比45%,全视场MTF在空间频率80 lp/mm处大于0.3,像面直径11 mm。该光学系统镜片全部采用球面镜,光学系统由2片反射镜和7片透射镜组成,结构紧凑,成像质量好。对摄远物镜进行公差分析,得出该设计公差较宽松。     

共孔径偏振耦合分光的旋转四分之一波片相位补偿技术

在地平式折轴望远镜中开展自适应光学激光导星实验,研究了共孔径发射接收信标激光束偏振耦合分光效率随望远镜方位角和天顶角变化的补偿技术。提出了一种由四分之一波片和法拉第旋光器构成的相位补偿器,通过旋转四分之一波片以实时补偿由于望远镜旋转导致的光路相位延迟量的变化。数值计算表明,望远镜处于任意方位角和天顶角位置时,通过1°步长旋转四分之一波片,可使补偿后的偏振分光效率理论上达到99.90％以上。实验从原理上定性地验证了该方法的有效性。只要测量出镜面的相位延迟,便可计算得到望远镜处于不同方位角和天顶角情况下有效补偿所需的四分之一波片旋转角度,据此可建立实用的旋转波片偏振补偿装置。     

测定介质折射率的几种方法

介绍了几种测定介质折射率的方法.     

光轴在入射面内的负单轴晶体e光全反射角公式

利用惠更斯作图法推导了光轴在入射面内的负单轴晶体e光全反射角公式i=arcsin1n(n2o-n2e)cos2α n2e,并运用该公式设计和改进格兰-汤姆孙偏振棱镜.研究表明,当光轴垂直于分界面且θ=26°时,所设计的改进型格兰-汤姆孙偏振棱镜用料最省.     

一种改进型菲涅尔棱体的设计与分析

通过对光学材料和器件内全反射角的优化设计，提出一种改进型菲涅尔棱体模型，使入射光在器件内以相同的内反射角θ在两种不同玻璃材料和空气构成的界面上发生两次全反射，由反射引起的相位延迟的变化可以相互补偿，从而设计出对入射角不敏感的相位延迟器.计算表明，入射角变化±2°时，该相位延迟偏差不超过0.36°，且保持了原型菲涅尔棱体正入射和正出射的优点，大大方便了使用. 关键词： 相位 全内反射角 折射率     

基于传输矩阵法讨论光疏介质表面的全反射

探究了光在光密介质与超薄光疏介质界面处的全反射,通过在光密介质中嵌入一光疏介质薄层,利用传输矩阵法,定量地分析了入射角度以及光疏介质的厚度对反射率的影响.数值模拟结果表明,当光疏介质的厚度小于约一个波长时,即使入射角大于全反射的临界角,反射率也不一定会达到1,也就是说,光学隧道效应将会出现.