干涉成像系统传递函数的数值分析

干涉仪系统传递函数能有效地表征系统相位成像的性能。通过假设干涉成像系统是复振幅的线性平移不变系统,模拟计算正弦相位光栅和相位台阶这两类标准相位物体的成像,确定干涉仪系统传递函数。数值分析结果表明：系统传递函数随着波像差的增加而减小;干涉成像系统对小幅度相位（远小于1 rad）成像是近似线性的,而对大幅度相位(大于0.5 rad）成像则是明显非线性的。当正弦相位的幅度为1时,系统传递函数在1/2和1/3截止频率处出现明显的急剧下降。高度为/2的相位台阶成像时,系统传递函数随着空间频率的增加而缓慢地降低。 The performance of phase imaging in interferometric imaging system is well characterized by the system transfer function (STF). The STF of the interferometric imaging system is analyzed numerically by assuming that the system is linear and shift-invariant for the complex field. Two standard phase objects, sinusoidal phase grating and phase step, are employed and simulated to determine the STF. Numerical simulation results show that the STF decreases as the wavefront aberration of interferometric imaging system increases. It also shows that the interferometric imaging system is approximately linear for small phase (far less than 1 rad) but explicitly nonlinear for large phase (larger than 0.5 rad). The STF has a visible drop at one half or one third of the cut-off frequency of the imaging system when the amplitude of sinusoidal phase is 1 rad. For a phase step with a height of /2 rad, the STF has no visible drop but decreases slowly with the increasing of spatial frequency. The results provide a useful guidance to the design of interferometer and the measurement of STF and power spectrum density in experiment.     

激光干涉光刻法制作100 nm掩模

介绍了一种利用激光干涉光刻技术得到特征图形,并通过离子束刻蚀将图形转移到铬层上,从而获得掩模的方法。针对掩模透光率以及对干涉图形对比度可能产生影响的两个参数分别进行了数值仿真,从而证明此方法的可行性和参数的优化选择。自搭干涉光刻实验系统,用257 nm的激光光源实现光刻,得到特征尺寸为100 nm的图形,再经过离子束刻蚀,最终得到周期200 nm、线宽100 nm的掩模。     

同步光干涉方法对BEPCⅡ储存环束流的测量

利用同步光的可见光波段空间干涉方法,对北京正负电子对撞机储存环的束流横向截面垂直尺寸进行了测量。在同步模式下,测得束流横向截面垂直尺寸为155 μm,测量结果与理论值符合得很好。此方法避免了同步光衍射带来的测量误差,并使结果更精确,且对其它非相干小尺寸光源也同样适用。     

带旋转毛玻璃干涉成像系统的统计分析

从统计光学出发,建立了带旋转毛玻璃干涉成像系统的信噪比理论模型,分析旋转毛玻璃参数、光场相干性与系统信噪比之间的关系。模拟计算和实验结果表明：旋转毛玻璃降低了干涉成像系统中光场的相干性,增大了曝光时间内采集的不相关散斑场个数,从而抑制了相干噪声;旋转毛玻璃表面粗糙度的增大,相关长度的缩短,转速的提高都会减小光场的相干时间。为了得到较理想的系统信噪比,应控制旋转毛玻璃参数使旋转周期约等于CCD曝光时间,并使光场相干长度为测试光和参考光间光程差的2～5倍。     

多光束激光干涉光刻图样

利用电磁理论,研究了多光束激光干涉图样的产生原理,结合计算机数值模拟和相关实验结果,分析了干涉图样的影响因素。研究结果表明：多光束激光干涉图样可以看成是多组余弦分布的平行线条纹的叠加;相干光束的偏振方向、入射方向、光束间相差是干涉图样的重要影响因素,改变这些因素,余弦分布的平行线条纹的振幅、置、周期和方向发生变化,图样也随之变化。     

厄米-高斯电磁光束在杨氏干涉实验中的偏振度变化

基于随机电磁光束相干和偏振性的统一理论和交叉谱密度矩阵传输公式,将杨氏双缝干涉实验作为双缝衍射现象来处理,在考虑缝宽情况下,研究了厄米-高斯电磁光束在杨氏干涉实验中的偏振度变化,讨论了入射厄米-高斯电磁光束的偏振度、自相关和互相关长度、模阶数和双缝的遮拦比对观察屏上偏振度的影响。结果表明：观察屏上的偏振度随双缝面上偏振度和互相关长度的增加而增大,随自相关长度减小而增大;当模阶数为偶数时,观察屏轴上偏振度取极大值,模阶数为奇数时,取极小值。     

基于迈克尔逊干涉原理测量金属热膨胀系数仪器的改进

在利用迈克尔逊干涉原理测量金属热膨胀系数的基础上,运用CCD成像系统取代原有观察屏,更利于观察并记录数据。     

双棱镜干涉实验教学探讨

双棱镜干涉实验光路调节复杂,需要注意很多细节,如果不提前加以介绍和解释,学生很难真正将细节理解到位,导致异常实验现象层出不穷.教师授课时先从宏观上给出实验原理,引导启发学生进行实验设计,完成实验光路的搭建,再引导学生注意各器件的摆放位置,观察异常位置导致的实验现象,并探索这些现象的来源.最后以图解的方式对各种实验现象予以解释,这样可使学生对实验过程有整体性的把握,能更好地达到课程的预期效果.     

基于菲涅耳棱镜干涉的飞秒激光脉冲测量

菲涅耳棱镜干涉是大学物理课程光的干涉中一个经典而重要的实验,菲涅耳棱镜干涉的物理思想与实验方法至今仍然值得我们学习与借鉴。本文利用菲涅耳棱镜的干涉原理并与柱面透镜、非线性晶体、CCD相结合搭建了用于测量飞秒激光脉冲的自相关装置,这种自相关装置结构简单、方便,成本极低;分析了这种基于菲涅耳棱镜自相关装置的工作原理,并进行了实验测量。     

非球面光学元件的面形检测技术

介绍了非球面各加工阶段的面形检测技术及其最新进展,重点介绍了非球面精密抛光期的面形检测技术,并对其中的非零位子孔径拼接干涉检测法和部分补偿法进行了详细阐述,提出了适用于大口径、深度非球面面形检测的组合干涉法的概念。概述了近年来受到关注的自由曲面非球面的发展和检测技术现状,展望了非球面检测技术的发展趋势。