消像差条件在共形光学系统中的应用

根据轴对称光学系统中的消像散条件探讨了共形整流罩结构中消像散万向节点位置的存在性.在此基础上,对共形光学系统中消像差万向节点位置进行了理论推导.软件分析结果表明,轴对称光学系统消像差条件对于共形光学系统的设计仍有良好的指导意义,由此得到的消像差共形光学系统的残余像差已处于实际成像系统的像差校正能力范围之内.     

Zemax软件在取样光栅对设计中的应用

 光束取样光栅(BSG)是一种重要的用于光束取样诊断的衍射光学元件。以2块取样光栅代替单块光栅作为初始光学结构,运用Zemax光学设计软件采用分步优化的方法设计了具有消像差功能的光栅对结构,此方法比采用Matlab语言编程计算的方法消像差更快捷、更灵活,同时可以验证程序计算结果的正确性。设计结果显示：再现的会聚光经2块光栅衍射后在像平面上点列图中的均方根半径仅为0.506μm,单块取样光栅的均方根半径则为7.284μm,说明2块光栅能够做到像差互相矫正,其像质明显好于单块取样光栅。另外,设计出的双光栅光学系统,可进行远场光斑质量检测,为激光束性能的在线诊断提供了行之有效的技术支持。     

二维消像差平面场型凹面光栅的设计与成像分析

给出了二维消像差平面场型凹面光栅的一般设计方法，推导了三点消像差光栅的成像条件，分析了平面场型光栅的成像质量与色散、分辨率及光栅宽度的关系。     

光谱仪用平场凹面光栅的凸面母光栅的消像差设计思路

平场全息凹面光栅是光谱仪中的核心元件之一,其成像质量和衍射效率直接影响了光谱仪的分辨率和光能利用率。利用凸面母光栅复制制作凹面光栅,便于在凸面基底上进行离子束刻蚀以获得高的衍射效率。为了保证复制的凹面光栅具有高的成像质量,文章提出一种全息凸面光刻胶光栅的消像差设计方法,优化中考虑了凸面基底对记录光束的折射效应以及由基底折射率所引入的附加光程。通过将“光程函数级数展开法”和ZEMAX光学设计软件相结合,采用粗精两步优化的方法,显著提高了优化的效率和成功率。ZEMAX对比仿真结果显示,复制得到的凹面光栅与传统直接采用全息法制作的凹面光栅的成像质量是相当的。     

二元光学器件实现含转像棱镜望远物镜像差补偿研究(英文)

以像差理论为指导分析了混合望远物镜中二元光学透镜与转像棱镜之间的像差补偿问题.计算了二元光学器件的相位系数,确定了含补偿棱镜望远物镜的初始结构.用CODE V光学设计软件对望远物镜初始结构优化后的像差结果表明:系统色差在0.9相对孔径高度得到了校正,纵向球差在容限范围0.5 mm之内,最大横向误差为-0.115 mm.     

小型宽波段凹面全息光栅单色仪的优化设计

随着户外物性分析实验的日渐增多,开发轻小型、便携式,且响应波段范围宽的光谱仪器的需求越来越迫切。根据凹面全息光栅均方根优化理论,设计了一款轻小型宽波段单色仪。该单色仪主要由三块IV型凹面全息光栅和上下两层可旋转的平台组成,三块光栅对称地固定于上层平台上,由一台步进电机带动上层平台旋转实现光栅之间的切换,另一台步进电机带动下层平台旋转实现单块光栅的扫描。三块光栅的响应波长范围分别为400～1000,1000～1700和1700～2500nm,其理论分辨极限分别优于2.5,2.8和4.0nm。并对三块光栅的制作误差和双层平台结构误差进行了分析,结果表明,在能够保证的误差范围内,该单色仪的光谱质量可以较好地满足户外光谱分析的要求。     

自适应光学系统内光路的像差校正研究

自适应光学系统内光路像差的校正对获得好的光束质量至关重要.实际中采用的校正方案是常规共轭式自适应光学.然而系统菲涅耳数较小时,激光在传输过程中的衍射效应严重影响着系统内光路像差的校正效果.基于随机并行梯度下降算法模拟了不同程度衍射效应(以菲涅耳数表征)下的校正效果,模拟结果表明,像差校正效果随着菲涅耳数的变小而变差.同...     

面对称光学系统的初级波像差理论研究

非旋转轴对称光学系统波像差理论的建立有利于理解旋转 轴对称光学系统的装调误差和离轴三反射光学系统等非旋转轴对称光学系统的选型设计. 本文利用旋转轴对称球面光学系统的全口径初级波像差理论推导了子孔径面对称光学系统的初级波像差分布公式, 证明了面对称光学系统中的节点像差理论, 即除球差外的所有初级像差的零值节点偏离视场中心, 而不再是视场的旋转对称函数; 并首次阐述了多零值节点初级非对称像差产生的根源和变化特性. 该理论可以有效指导非对称光学系统初始结构的选择和优化设计过程. 关键词： 面对称 像差 几何光学     

大模场双包层光纤光栅的光谱特性

在分析大模场双包层光纤的模式特性和测试光路中光功率分配的基础上,根据耦合波理论和传输矩阵法,对不同情况下大模场双包层光纤光栅的透射谱和反射谱进行数值分析,结果表明光谱形状取决于模式间的功率分配,通过基模的透射谱可以测量双包层光纤光栅的真实反射率。采用相位掩模法制作了基模反射率不低于99.7%的20/400μm大模场双包层光纤光栅,测试了不同情况下的反射谱和透射谱,实验结果和理论分析的结论一致。     

Modeling of waveguide UV-induced Bragg gratings with arbitrary apodization function: Tools for designing high-performance related devices

We present a semi-analytical modeling suitable for the investigation of the spectral characteristics of UV-waveguide Bragg gratings (UV-WBGs) having arbitrary apodization function and extending both in the film layer and in the overlayer. The modeling is based on a proper combination of coupled mode theory and transfer matrix formalism and provides a powerful tool for designing and simulation of complex UV-grating based structures. The results of a detailed investigation of UV-WBGs in doped silica based channel optical waveguides are presented and critical issues for upgrading the performances of related device are discussed. Validation of the modeling is provided by means of an extensive comparison between theoretical and experimental results relevant to UV-WBGs realized in phosphorous (P)- and boron (B)-doped silica based waveguides.     

Ray Tracing Through Diffractive Optical Elements Based on the Principle of Fermat

ＲａｙＴｒａｃｉｎｇＴｈｒｏｕｇｈＤｉｆｒａｃｔｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＥｌｅｍｅｎｔｓＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＦｅｒｍａｔＺＨＡＯＬｉｐｉｎｇＷＵＭｉｎｘｉａｎＪＩＮＧｕｏｆａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕ...     

多层薄膜模型分析光纤光栅的一个新方法

光纤光栅可以看作为周期性高、低折射率相间的多层落膜叠合结构。用波动方法推导了计算这一结构总反射系数的一个新的循环公式。用这一方法计算了均匀光纤光栅布格拉格相位匹配、失配情况和非均匀光纤光栅的反射系数，并将其结果与用耦合波理论、Rouard方法以及基础矩阵方法的结果进行了比较，并检验了这些方法的精度。     

Large refractive index modulation tilted holographic planar structured grating based on dichromated gelatin

A new type grating, tilted holographic planar structured dichromated gelatin (DCG) grating with large refractive index modulation, is presented in this paper. The grating is inscribed by superposing two coherent laser beams from the front and the thin side surfaces, respectively. The relationship between the tilted angle and the three types of coupling modes is analyzed when coupling with fiber. Besides, the couple mode theory and experimental investigation are applied on major characteristics analysis of the radiation mode DCG grating of tilted angle 45°. Due to the tilted planar structured grating has large refractive index modulation, it not only offers convenience for connecting (or integrating) with other fiber or waveguide-based devices, but also provide some special characteristics such as low wavelength selectivity (which is required for some applications such as multiple spectrum biomedical imaging). Therefore, this unique grating device has a wide application in optical fields such as for the waveguide-based, parallel, multiple spectrum imaging system.     

Spectral Talbot phenomena in sampled arbitrarily chirped Bragg gratings

We derive the general conditions for which spectral Talbot phenomena, both integer and fractional self-imaging, can be observed in sampled arbitrarily chirped fiber Bragg gratings. These results are a generalization of those previously reported in [C. Wang, J. Azaña, L.R. Chen, Opt. Lett. 29(14) (2004) 1590] in which spectral Talbot phenomena were observed in sampled linearly chirped fiber Bragg gratings. We confirm our theoretical derivations with numerical simulations.     

结构渐变的二维表面等离子体光栅光吸收器

设计了一种结构渐变的表面等离子体光栅光吸收器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)对其吸收特性进行了详细的分析。结果表明,通过调整槽深、槽宽和墙宽,可以有效地降低反射率,提高其对光的吸收能力。由中心向两边适当地使槽宽线性增加,同时使墙宽线性减小,可以达到较理想的吸收效果。对于不同空间半峰全宽的入射光,反射谱线的形状有所不同。当入射光的空间半峰全宽较窄时,该吸收器对短波长光的吸收能力更强。当入射光的空间半峰全宽较宽时,该吸收器对长波长光的吸收能力更强。这种光吸收器有望在全光芯片中得到应用。     

表面等离子体亚波长光学前沿进展

目前表面等离子体激元(surface plasmon polaritons，SPPs)在光存储、光激发、显微术以及生物光子学等领域中的应用前景受到了广泛的关注．文章介绍了SPPs的基本性质和表面等离子体亚波长光学(surface plasmons subwavelength optics)研究中的热点问题及发展方向．     

膨胀着的球面的相对论变换

分析了膨胀着的球面的相对论变换.     

Electrical conduction and size effect in bismuth films

The size effect on electrical conduction is observed in bismuth films in the region of film thickness above 2000 Å. Applying Fuchs-Sondheimer theory and assuming specularity parameterp = 0·8, the value of bulk resistivity and mean free path are obtained as 6·692 × 10⁴ ohm-cm and 6000 Å respectively.