一维全场彩虹喷雾测量方法试验研究

全场彩虹技术受限于单点区域测量,如何拓展其到多点测量甚至一维测量,对于其实用性具有重要的意义。对提出的全场彩虹系统一维化原理进行了分析,设计并搭建了一维全场彩虹测量系统。分析了系统参数的选择对彩虹图像的影响,并改进了标定方法。用该系统对乙醇喷雾在一维线区域的蒸发物理过程进行了定量研究,得到的结果与PDA测量结果进行了对比,符合实际物理现象。     

一种简易的多重全息术

在全息照相实验光路的基础上,通过调换扩束镜与反射镜的位置,改变反射镜角度可以得到多重全息图. 实验结果与理论分析基本吻合.     

数字微镜器件在视频全息中的应用

为研究数字微镜器件在视频全息中的应用,探讨了基于数字微镜器件的全息编码方法。基于数字微镜器件的微观物理结构,讨论二维离散微镜像素结构、开态微镜列的闪耀光栅特性和脉宽调制的微镜偏转工作原理。将数字微镜器件分辨力、微镜尺寸、间隔、旋转角度、参考光入射角以及衍射条件等因素结合到计算全息编码中,提出干涉面抽样方法、相位补偿技术和无偏置二元全息编码方法,使产生的计算全息图适应数字微镜器件独特的空间光调制特性和计算视频全息的要求。实验表明,该方法调整了重构物光波的衍射方向,集中了衍射光在重构像中的分布,增加了成像清晰度和光能有效利用率,提高了全息编码效率。     

显微数字全息数值再现中的自动聚焦

自动聚焦是显微数字全息数值再现中的一项关键技术。基于菲涅耳变换重建算法, 采用实验验证的方法, 对显微数字全息成像中六种典型聚焦评价函数的性能进行了对比研究。提出了利用再现像部分区域进行调焦判断的方法。结果表明, 这些函数都具有较好的单峰性、一致的调焦范围和准确性, 但与梯度运算相关的调焦函数运算时间太长; 傅里叶频谱函数调焦速度最快, 是首选的聚焦评价函数。选取再现像部分区域作为调焦计算区域, 可大大缩短调焦时间。对于低信噪比全息图, 利用维纳自适应滤波进行预处理及对再现像进行后处理, 有利于提高自动调焦的准确性及再现像的质量。     

LiNbO3晶体中光折变热固定过程的准实时可视化研究

采用数字全息术对LiNbO3∶Fe晶体中高斯光束诱导的折射率变化热固定过程进行了准实时可视化实验研究.实验过程中通过在线加热的方式对光致折射率变化进行固定,采用冷光源提供的非相干白光对热固定的折射率变化进行显影.通过数值再现得到热固定过程中不同阶段的折射率变化分布,根据折射率变化的演化过程确定出了显影的最佳时间.     

数字无透镜傅里叶变换全息术中非傍轴及离焦像差的校正

对数字无透镜傅里叶变换全息图直接采用逆傅里叶变换进行物场的数值重建时.需要满足两个条件:第一,全息图的记录过程必须满足傍轴近似条件,否则再现过程中会产生非傍轴像差;第二,记录全息图时物平面与参考点光源到全息图记录平面的距离必须相等,否则再现过程中会产生离焦像差.理论分析了非傍轴及离焦记录条件下数字无透镜傅里叶变换全息图的灰度分布特点,并提出了相应的非傍轴及离焦像差的数值校正方法.根据实际的非傍轴或离焦记录情况.分别给所记录的数字全息图灰度分布矩阵乘以适当的非傍轴或离焦校正因子,以消除灰度矩阵中非傍轴或离焦因素的影响.然后再对校正后的伞息图灰度矩阵做逆傅里叶变换处理.即可得到准确的数字再现像.实验结果表明.该数值重建方法能够有效地消除无透镜傅里叶变换全息术中数字再现像的非傍轴像差及离焦像差,提高再现像的质量.     

光场偏振分布测量方法及其应用（特邀）

偏振是光的固有属性之一,用于描述电矢量的振动方向,也是光场的一个重要信息参量。光场的偏振测量,尤其是具有复杂空间结构光场的偏振分布测量,是研究光场偏振特性及其应用的重要课题。本文从偏振测量的相关原理出发,总结评述近年来有关光场偏振分布测量和材料光学各向异性测量方法的发展动态,以及不同条件下光场的斯托克斯参量、光学各向异性材料的琼斯矩阵和双折射参数的测量方法及其应用。     

拉曼面扫描无损鉴定矿物包裹体：以彩虹方柱石中的磁铁矿包裹体为例

如何利用拉曼光谱对矿物中的微小包裹体进行无损鉴定,是矿物学与宝石学研究中经常遇到的问题。彩虹方柱石是一种含有特殊包裹体的方柱石,其包裹体在反射光下呈现虹彩效应。本文利用超景深显微镜、电子探针、显微激光拉曼光谱、X射线粉晶衍射分析,特别是创新性运用拉曼光谱面扫描填图技术对彩虹方柱石中微小的磁铁矿包裹体进行了无损鉴定研究。显微特征显示,彩虹方柱石的包裹体可能和固溶体出溶有关,微小包裹体平行排列,形成了类似反射型衍射光栅的结构,导致其在反射光下出现彩虹色。根据电子探针测试结果,彩虹方柱石端元组分为Ma_68.2-69.7Me_30.3-31.8,属针柱石亚族。根据拉曼光谱测试结果,部分包裹体出现了位于661 cm-1处的弱拉曼峰。由于图谱信噪比普遍偏低且该峰并不会在所有测试位置出现,所以容易被忽略。为进一步探究该峰的来源,对包裹体部位进行拉曼面扫描,并选择630～680 cm-1范围的拉曼峰进行了相关性分析,确认了包裹体位置普遍存在位于661 cm-1处的弱拉曼峰。该拉曼峰可归属为磁铁矿的A_1g振动峰,从而确认了产生虹彩效应的针状包裹体中包含有更微小的磁铁矿包裹体。XRD测试结果表明,包裹体较多的样品存在位于2.51 Å处的磁铁矿（311）晶面衍射峰,进一步验证了拉曼光谱面扫描的结果。根据上述实验,拉曼面扫描技术或许可以成为鉴定矿物宝石中微小包裹体的有效辅助性手段。该研究创新性提出,如果矿物包裹体的拉曼信号很弱,可以将拉曼面扫描结果与包裹体的分布特征结合分析来判断该信号的有效性。同时为无损鉴定矿物中的包裹体提供了一种新的研究思路与方法。     

离轴微粒场全息术中记录介质分辨率要求

本文从离轴微粒场全息记录光路的一般模型出发,导出了离轴微粒场全息术中记录介质分辨率要求的普遍公式。讨论了三种典型形状微粒对记录介质的分辨率要求。结果表明,除了参考光的倾角外,微粒的尺寸和参、物光的波前曲率差及微粒重心偏离光轴的距离也都是影响记录介质分辨率要求的主要因素。     

全息术诊断激光产生蒸汽羽等离子体

介绍了用脉冲激光全息二次曝光法诊断Q开关钕玻璃激光脉冲与LY12铝靶(φ50×3)耦合产生蒸汽羽等离子体的原理和实验。在打靶激光脉宽约50ns,功率密度约5GW/cm~2条件下,拍摄了激光产生蒸汽羽等离子体的全息干涉图。运用Abel变换和Saha方程,对全息干涉图进行数据处理,得到对激光与物质相互作用机理研究的有用参数。