加工缺陷对非连续自由曲面光学性能的影响

本刊讯 由于大功率LED的朗伯配光特性,往往难以直接满足不同照明要求,需要通过二次光学系统改善其光学性能。自由曲面透镜具有光能量控制准确、出光效率高等优点,已成为LED二次光学设计的主要发展趋势之一。武汉光电国家实验室MOEMS研究部根据改进的算法,设计了一款能实现均匀矩形光斑的LED非连续自由曲面透镜,并制作了PMMA材料与BK7玻璃材料两种样品。实验发现透镜在加工过程中主要存在两种缺陷：微米级表面粗糙度与非连续区域间圆滑构形误差。研究小组结合Monte Carlo光线追迹模拟仿真与实验测试,     

Analytical Dielectric Spectrum Formula Based on Representative Frequencies

基于电介质复折射率的实验数据,采用最小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数. 研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱. 在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers-Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好. 基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱.     

2000 l/mm X射线镂空透射光栅的制备研究

在满足工艺要求的前提下,通过模拟光栅衍射,设计出镂空透射光栅模型,在此基础上将电子束和X射线光刻技术相结合,研究了制造2000 l/mm X射线镂空透射光栅的新工艺技术.首先利用电子束光刻和微电镀技术在镂空聚酰亚胺薄膜底衬上制备X射线母光栅掩模.然后利用X射线光刻和微电镀技术实现了光栅图形的复制,之后采用紫外光刻和微电镀技术制作加强筋结构,最后通过腐蚀体硅和等离子体刻蚀聚酰亚胺完成镂空透射光栅的制作.从此新的制造工艺结果上来看.制备的光栅栅线平滑,占空比合理,侧壁陡直,不同光栅之间一致性好,完全可以满足应用需求,充分表明了该制造技术是透射式X射线衍射光学元件制造的良好选择.     

基于球面的600mm望远镜光学系统设计

为设计一套基于球面的600mm口径望远镜系统,分析了四种可能的实现形式,即Maksutov,Houghton,Klevtsov和使用Cook补偿镜的Cassegrain形式,并分别得到了满足指标要求的设计结果。通过分析每种形式的优缺点,结果表明,使用Cook补偿镜的Cassegrain形式最为适合,并对其进行了详细的分析和设计。     

焊接变形光学测量技术研究

针对薄板焊接变形测量难的问题,提出了一种非接触式三维光学实时测量薄板焊接变形的新方法。首先通过2个高分辨率高速数字相机从不同观察点同时拍摄物体运动的视频图像;然后运用三维重建技术,包括共线方程、基于共面方程的像片定向、直接线性变换解法、外极线几何约束和光束平差解法等重建待测标志点的三维坐标;最后依据同名点将不同时刻薄板的变形状态关联起来,计算出待观测点的焊接变形量,并实时绘制显示出变形曲线。与传统方法相比,该方法具有不受焊接温度及强烈干扰影响和实时、高效、高精度等优点。     

Quantum-Confined Stark Effect in Ensemble of Colloidal Semiconductor Quantum Dots

The presence of a strong, changing, randomly-oriented, local electric field, which is induced by the photo-ionization that occurs universally in colloidal semiconductor quantum dots （QDs）, makes it difficult to observe the quantum-confined Stark effect in ensemble of colloidal QDs. We propose a way to inhibit such a random electric field, and a clear quantum-confined Stark shift is observed directly in close-packed colloidal QDs. Besides the applications in optical switches and modulators, our experimental results indicate how the oscillator strengths of the optical transitions axe changed under external electric fields.     

立体化、创新型的光学课程教学体系与模式的研究

为了培养高水平的创新型人才,我们从精选课程教学内容、运用现代化的教学手段以及改革考核方式等方面对光学课程作了改革,取得了良好的教学效果.     

表面氧钝化碳化硅纳米团簇电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)和广义梯度近似(GGA),对氧钝化条件下4H-SiC纳米团簇的电子结构和光学性质进行了研究。计算了不同直径的4H-SiC纳米球氧钝化后的能带结构、电子态密度和光学性质。团簇的尺度在0.4~0.9 nm之间,构建表面仅存在硅氧双键和表面仅存在碳氧双键的两种模型。研究表明硅氧双键和碳氧双键所引起的缺陷态位于原4H-SiC的价带和导带之间,并且缺陷态与价带顶的能量差随纳米团簇颗粒直径的增大而减小;缺陷态主要是由Si原子外层电子和氧原子外层电子轨道杂化引起的。同时,由于氧的存在,对碳化硅的结构产生一定的影响,这也是缺陷态形成的一个原因。另外,碳氧双键和硅氧双键钝化对4H-SiC纳米团簇的光学性质有着不同的影响。在表面仅存在C=O的情况下,4H-SiC纳米团簇表现出各向同性的性质。在表面仅存在Si=O的情况下,4H-SiC纳米团簇表现出各向异性的性质。     

空间滤波实验中光路和傅里叶变换透镜孔径对实验的影响

运用空间域和频率域方法讨论了阿贝-波特实验和空间滤波实验中光波分别经过"4f系统"、双透镜系统(两种)和单透镜系统时透镜的傅里叶变换和物体的频谱,分析了空间滤波实验中光路和傅氏透镜孔径对实验的影响.     

基于成像自适应光学的水下成像系统研究

水中湍流是影响水下光学系统性能的重要的潜在因素。用波前检测的方法对水中湍流对激光束传输的影响进行实验研究,测量了实验条件下水中湍流产生的波前畸变的大小,对波前畸变进行了Zernike分析,还对波前补偿自适应系统在水下成像的应用进行了探索。结果表明:水中湍流引起的激光束波前的起伏降低了图像的分辨率,自适应光学系统在其校正范围内能有效地校正畸变,提高图像质量。