矢量无衍射光束的光强

矢量无衍射光束不仅具有标量无衍射光束的特点,而且还具有标量无衍射光束所不具备的偏振特性,因此研究矢量无衍射光束具有十分重要的意义.研究结果表明,利用柯林斯等公式经过理论推导可以得到自由空间矢量无衍射光束的光强计算式,这对于研究矢量无衍射光束的自重建现象奠定了理论基础.     

飞秒激光高效并行微孔加工技术研究

针对飞秒激光加工微孔过程中加工效率慢的问题,提出基于GSW算法的液晶空间光调制器的并行加工技术。利用液晶空间光调制器模拟光栅产生多光束的方法和迭代算法的原理,运用GSW算法计算10×10阵列和字符"H""B""U""T"微孔群的多光束全息图,将这些全息图加载到SLM中,利用CCD相机观察多光束效果,并在柔性电路板上进行加工实验。实验结果表明,本方法产生多光束数量可达100束,字符并行加工中光束均匀性超过0.73,加工微孔孔径尺寸偏差为1.34μm,多光束均匀性超过0.89。因此,此微孔加工技术是一种高效的并行加工方式。     

光纤端面衍射场光束的特征参数

光纤端面衍射场光束的特征参数由基于二阶矩和微分算子算法定义的近场模场半径、远场发散角角半径和基于二阶矩算法定义的光束传输因子综合描述.在傍轴近似条件下,推导出光束参数之间满足以光束传输因子为枢纽的简单关系式,给出光束传输因子大于1的结论.提出光纤端口衍射场的光束参数可直接由光纤模式场分布,或由可实际精确测量的远场衍射频谱分布精确计算,为精确测量和计算光纤特征参数提供了理论依据.最后推导出阶跃折射率光纤LP01模衍射场光束特征参数的解析函数表达式和光束特征参数的范围.     

单色光束通过平行光栅对的研究

利用平面波角谱理论和光栅一级衍射方程，导出了单色光束通过平行光栅对的传输方程，同时引入了角谱传输的轴向有效距离公式。针对超高斯光束入射进行了数值模拟，结果表明了光栅对对光束具有纵横非对称性作用。     

插齿机主运动机构受力情况的分析

插齿机的主运动为直线往复运动,其运动不仅具有空行程,并且在运动的两端具有死点振动等缺点,生产率较低。但是此机床对加工内齿轮、多联齿轮、非园形齿轮、扇形齿轮和齿条等工件比较方便,所以仍有很大的发展前途。因此,本文对插齿机的主运动机构     

光栅衍射偏角变化规律的研究

本文讨论光栅衍射的一个基本特性,即光栅衍射偏角的不变性。入射到光栅的光束经光栅衍射,入射光束与衍射光束之间的夹角φ在一定的条件下,不随入射角α的变化而变化,或变化很小。本文根据光栅衍射的基本理论,经推导从理论上证明了这一不变性,又运用电子计算机得出φ-α曲线和有关数据。本文还给出实验测出的α与φ的关系曲线。实测与理论计算都证实了光栅衍射偏角不变性的存在。     

各向异性大气湍流中涡旋Lommel光束传输特性

为了更有效地减小光波大气传输中湍流的影响,探索减缓湍流效应的措施,基于涡旋光束和大气湍流中光传输的马尔科夫近似理论,应用将涡旋光束分解为柱坐标中螺旋谐波叠加的方法,推导得到无衍射洛默尔涡旋光束在考虑内外尺度的各向异性非科尔莫戈罗夫大气湍流中传输的接收功率和串扰功率模型．分析了洛默尔光束在不同强度和不同程度各向异性湍流中传输时波束参量和湍流参量对不同轨道角动量模光束的接收功率和串扰功率的影响．结果表明,随着湍流各向异性程度的增加,各个轨道角动量模的接收功率增大,串扰功率减小．非科尔莫戈罗夫谱幂指数的变化对接收功率和串扰功率的影响较大,且洛默尔光束形状接近于圆对称模式时能更好地减缓湍流的影响．理论推导表明,在各向异性大气湍流中洛默尔光束的传输性能要优于多汉克-贝塞尔及拉盖尔-高斯涡旋光束．     

无衍射光束与零阶贝塞尔函数

本文通过严格理论证明所谓的无衍射光束其振幅和光强表达式是在忽略圆环宽度和透镜衍射的情况下得出的。指出振幅表达式为零阶贝塞尔函数的光束并非是没有衍射而是一种特殊的干涉光束。     

光束质量对激光加工中光束行为的影响

在光束质量定义的基础上,阐述了光束质量对激光加工中光束的传输、聚焦、光束变换以及光束加工范围的影响．     

LD泵浦的单块非平面单向环形腔单频固体激光器

研制了具有结构紧凑、稳固、单频输出效率高等优点的半导体激光器 (LD)泵浦的单块非平面环形腔单频固体激光器 .在详细论述单块非平面环形腔固体激光器形成单频的原理基础上自行设计了单块非平面环型腔单频激光器系统 .近期的实验结果为 :获得单频激光输出功率2 70mW ,光光转换效率在 15%以上 ,斜效率可高于 30 % ,输出激光光束质量接近衍射极限 ,测量得到光束传输因子M2 约为 1 2 .     

TEM中电子衍射相机长度的实验分析及计算

透射式电子显微镜(Transm isson E lectron M icroscopy,TEM)中的电子衍射相机长度,是电子显微镜设计和对微晶体样品进行电子衍射分析的主要技术参数之一.依据布拉格(B ragg)定律,经对TEM中电子衍射成像光路的探讨与研究,并通过TEM与普通电子衍射仪的电子衍射的对比分析,导出了TEM电子衍射相机长度的精确计算公式,阐述了TEM和普通电子衍射仪的电子衍射相机长度所表征的物理意义的区别.同时对TEM中的电子衍射分辨率指数进行了分析和讨论,并给出了实际应用金单晶标样精确标定TEM电子衍射相机长度的实验方法.     

椭圆孔夫朗和费衍射的分析

本文从基尔霍夫衍射公式出发，对椭圆孔的夫朗和费衍射作了较为严密的理论推导，并由此分析了衍射场的衍射图样及光能量的分布规律。     

基于任意正多边形孔径的菲涅尔衍射

在基尔霍夫衍射公式的基础上,通过模拟仿真研究了任意正多边形小孔的菲涅尔衍射规律.首先利用Matlab中的for循环给出衍射平面的球面波复振幅分布,再利用函数graythresh和im2bw读取Photoshop绘制的小孔图像得到孔径函数; 然后通过函数fft2对点扩散函数和衍射平面的复振幅分布与孔径函数的乘积进行傅里叶变换; 最后利用函数ifft2对输出频谱做傅里叶逆变换,从而得到衍射条纹分布.研究结果表明:在正多边形各边的垂直方向上,衍射条纹清晰; 在各角的方位上,衍射呈条带分布(正多边形边数为奇数时为     

圆孔衍射的计算机模拟实验

在大学物理中,对圆孔衍射的讲解时,对于暗环衍射角公式一般都没有作详细的推导,只把它作为一个已知条件给学生,同时学生在实验室也很难做到精确测量圆孔衍射,或根本就没有做过圆孔衍射实验.为此,通过MATLAB对圆孔衍射做了精确的数值计算,同时利用MATLAB对圆孔衍射现象进行了演示.     

菲涅尔衍射法暗纹分布的研究

微小尺寸的测量多采用夫琅和费衍射法测量,因为其衍射暗纹间距与被测尺寸之间具有简单的线性关系,实用中,夫琅和费衍射占用空间很大,而且衍射象与传感器尺寸很难匹配,通过对菲尔衍射和夫琅和费衍射光强分布的深入研究,发现二者暗纹分布是相同的,本项研究将衍射测量扩展到菲涅尔衍射区,不但可以扩展测量范围,还可以通过扩大所接受衍射谱级次的方法,提高测量精度,具有较高的实用价值,理论上也有一定突破。     

激光衍射测量研究与应用

激光衍射测量的应用多局限于夫琅和费衍射，因为夫琅和费衍射暗斑间距与衍射体尺寸之间具有很简单的函灵关系，而菲涅尔衍射光强分布非常复杂，缺乏解析的计算方法，本文首先从理论上证明，菲涅尔衍射暗斑分布与夫琅和费衍射是相同的，并通过实验数据证实了上述结论。同时，利用上述结论提出了一种新颖的衍射测量方法，能够有效地简化仪器结构，提高测量精度，扩展测量范围。     

衍射光强分布规律数值模拟和测量

用螺杆带动光电池研究光的衍射时，其测量精确度较低．为了精确得到衍射的光强分布规律，本文利用MATLAB软件作数值模拟和CCD系统测量两种方法，分别对几种典型的衍射单元的衍射光强分布规律进行了对比研究．数值模拟方法适用于较规则形状，能精确得到衍射强度分布公式的衍射单元；CCD系统适用于任意形状和衍射单元．该方法通过计算机处理输入的衍射光图像．实验结果表明，本文采用的两种方法是研究光的衍射强度分布规律的适用的方法．     

基于FFT的衍射现象计算机仿真

通过分析光学中衍射的数学模型,在傅里叶变换光学的基础上,采用Matlab中的FFT工具对衍射实验现象进行计算机仿真,该方法能够直观地展示衍射这一复杂的物理现象,并可针对任意的衍射屏快速给出衍射图样。     

近场光镊中纳米小孔衍射强度分析

近场光镊突破了传统远场光学的衍射极限,能够对纳米微粒进行近场光学捕获,目前常把亚波长尺寸的小孔作为近场光镊中常用的金属膜光纤探针的简化模型,通过对入射光透过纳米小孔后场强分布特性的研究,能更深地理解和分析探针在近场操作中的作用.本文导出了用于分析纳米小孔光场衍射强度的夫朗和费衍射公式,研究了无限大理想导体屏上纳米小孔的场强分布.计算结果表明,入射光从小孔出射后出现了衰减,四个象限内场强分布函数不全为零,中心呈现了一定的场增强,且小孔形状和尺寸对场分布有很大影响,随孔径变大衍射光强相应增大,但出射边界随之变小.     

GTD中绕射线的寻迹

本文根据微分几何原理,从广义费马原理出发,导出了适用于圆锥和圆柱体上天线绕射线的寻迹方程。求解寻迹方程,便得到曲面绕射线的轨迹和边缘绕射点的位置,从而可以计算它的绕射场。最后,给出一些理论和实验数据,得到了令人满意的结果。