多光束点光源干涉的研究

运用光的干涉理论，分别讨论了点光源在平板厚度不均匀情况下的光强分布、条纹及特征,分析了多光束干涉对光强分布和条纹的影响，并推导出测量平板楔角的一种新方法。     

小级数Ince-Gaussian光束光强模式分析

研究了因斯-高斯(IG)光束级数m较小时,分立光瓣模式的光强分布。通过数值模拟,对IG奇偶模式以及奇偶模式线性叠加生成的PIG分立光瓣模式的光强进行了分析。分析结果表明:m较小时,PIG分立光瓣模式光瓣的空间位置介于奇偶模式之间,但是光瓣的光强分布变化较为明显。同一模式光瓣角向椭圆变量越接近于椭圆长轴,其光强比重越大。在统一总光强后,相同阶数与级数的不同模式光瓣总光强与角向椭圆变量差为一个三次函数的关系。对于偶模椭圆长轴上的光瓣,随着该模式通过PIG~(π/2)模式转化为奇模,该光瓣上的光强分布逐渐由弥散向着逆时针方向集中。     

格兰-汤姆逊棱镜对单模高斯光束的影响

根据光在格兰-汤姆逊棱镜胶合层中的干涉效应,分析了棱镜对单模高斯光束光强分布的影响.结果表明：对于正入射的单模高斯光束,若棱镜结构角、光学胶折射率和胶合层的厚度三者固定其二,透射光束光强分布将随另一参量的变化作周期性振荡,同时,透射光束的形状也会发生改变;但当固定胶合层厚度及棱镜结构角时,透射光束光强分布随光学胶折射率变化的振荡曲线存在一个平坦区,即当胶合层折射率在1.4655—1.5153时,棱镜对单模高斯光束光强的影响小于1%.     

小级数Ince-Gaussian光束光强模式分析

研究了因斯-高斯(IG)光束级数m较小时,分立光瓣模式的光强分布。通过数值模拟,对IG奇偶模式以及奇偶模式线性叠加生成的PIG分立光瓣模式的光强进行了分析。分析结果表明:m较小时,PIG分立光瓣模式光瓣的空间位置介于奇偶模式之间,但是光瓣的光强分布变化较为明显。同一模式光瓣角向椭圆变量越接近于椭圆长轴,其光强比重越大。在统一总光强后,相同阶数与级数的不同模式光瓣总光强与角向椭圆变量差为一个三次函数的关系。对于偶模椭圆长轴上的光瓣,随着该模式通过PIG~(π/2)模式转化为奇模,该光瓣上的光强分布逐渐由弥散向着逆时针方向集中。     

基于相位恢复的二维图像彩色再现

携带物体信息的衍射光波中包含了振幅和相位信息,现有相机只能记录光强信息,振幅信息在光束传播过程中抗噪能力差,易丢失,因而相位信息的恢复有着重要的意义。利用光强传输方程和基于Gerchberg-Saxton(GS)的角谱迭代算法,研究了二维图像的相位信息恢复问题。首先利用两幅二维图像,分别模拟像面位置光波复振幅的振幅信息和相位信息。然后利用角谱传递函数计算了光路中两个离焦面位置的复振幅分布。将三面光强分布直接代入光强传输方程,因多次近似只能得到粗略的相位分布,将其作为基于GS角谱迭代算法中的初始相位可加快收敛速度,得到更精确的相位分布,相位误差均方根值低至10-8。最后,结合图像的RGB通道,通过角谱传递函数和计算所得相位,利用三面光强分布,实现了像面附近的彩色图像再现。     

大气湍流对径向分布的高斯-谢尔模型列阵光束角扩展的影响

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出了径向分布的高斯-谢尔模型(GSM)列阵光束在大气湍流中的角扩展(θsp)的解析表达式,研究了湍流对列阵光束角扩展的影响.研究表明:交叉谱密度叠加时的径向分布的GSM列阵光束的θsp总比光强叠加时的θsp小,但交叉谱密度叠加时θsp受湍流影响较光强叠加时大.交叉谱密度叠加时,相干长度、束腰半径、光束数越小和径向分布半径越大的径向分布的GSM光束的θsp受大气湍流的影响越小;光强叠加时θsp则与光束数和径向分布半径无关.     

用散射光测量正弦表面粗糙度参数的反计算问题

本文利用光的角散射分布技术,一般性地解决了正弦表面粗糙度参数的反计算问题。其方法是首先利用 P.Beck-mann 提出的光散射标量理论,计算出光的角散射分布光强。根据光栅方程,得到表面轮廓的平均波长λ_(?);根据角散射分布光强的标准偏差σ,找到了平均斜率Δ_(?)与σ之间的关系,从而得到Δ_(?)的反计算值;再由Δ_(?),λ_(?)与平均粗糙度 R_(?)之间的关系,确定 R_(?)的反计算值。仿真结果表明了该方法的正确性,本文的结果对解决表面粗糙度参数的反计算问题作了有益的探索。     

衍射光强分布规律的计算机采集与分析

指出了测量衍射光强分布规律的传统方法 (即螺杆带动光电池法 )产生较大误差的主要原因 ,介绍了利用CCD器件对衍射光强分布进行采集的原理、实验装置和调试要求 ,得到了不同缝宽的单缝和双缝衍射光强的分布曲线 ,计算了这些光强分布曲线的相对光强和相对光强分布 ,并与理论值比较 ,求出了相对误差。     

聚合物熔体流场应力分布的流动双折射测量新方法

为了计算聚合物熔体流场的应力分布,文中对传统双折射实验装置进行改进,通过重新合理布置光学元件,提出了一种利用双折射计算流场应力分布的新方法.该方法测量的图像中含有双折射和取向角信息,所得图像在光强最大或最小处的取向角为45,°从而可方便地计算45°等倾线上的剪切应力,克服了传统双折射装置只能用于测量对称流场中对称轴上应力分布的缺陷.文中最后以自制的可视化挤出口模对LDPE1810D材料挤出成型时的流场进行了测量,计算了45°等倾线上的应力分布,结果表明,该方法可以有效测量流场的应力状态.     

部分相干照明下Lau效应的旋转灵敏角

运用模糊函数方法，给出了在部分相干照明下，具有光栅旋转角的Ｌａｕ效应的光强分布公式，讨论了Ｌａｕ效应的旋转灵敏角和光源空间相干性的关系。并修正了原有文献中的有关错误。     

双圈同轴式光纤位移传感器的输出特性

为了利用双圈同轴式光纤位移传感器准确测得旋转机械中滑动轴承的润滑膜厚度,分析了反射面形状以及润滑油折射率对双圈同轴式光纤位移传感器输出特性的影响.利用几何光学分析方法,建立了反射面为球面时的光纤传感器输出函数的数学模型,分析了润滑油折射率对光纤入射角的影响.结果表明:当传播介质的折射率大于1时,光纤最大入射角减小;当反射面曲率半径减小时,传感器的灵敏度会降低;与光线在空气中传播相比,传播介质为润滑油时,随着传播介质折射率的增大,传感器的灵敏度降低.因此,在利用双圈同轴位移传感器进行滑动轴承的润滑膜厚度监测时,必须对传感器进行重新标定.     

逆反射材料中玻璃微珠的协同效应

半球镀膜玻璃微珠是逆反射材料的基本反光单元,目前的研究主要局限于单个微珠的属性,很少涉及到逆反射过程中相邻微珠间的协同作用.实际上协同作用的存在使整个膜的反光属性不同于单个微珠的情况.本文全面分析了逆反射光线传输过程,并结合逆反射材料的结构特点设计开发了玻璃微珠阵列结构逆反射材料的数值计算程序,计算了逆反射效率随微珠排布密度、材料折射率、光线入射角等参数的变化.结果表明,微珠阵列的协同作用表现为倾斜效应和遮挡效应.前者严格遵循倾斜因子ε=1/cosθ的定量规律,而后者的作用可通过遮挡因子来定量表示.入射角较小时主要体现为倾斜效应,而入射角较大时倾斜效应和遮挡效应两者共同发挥作用.     

圆形截面纤维皮芯结构对其内部反光性能的影响

借助纤维内部反射光中的笛卡尔线,针对纤维皮层厚度及皮芯层折射率差异对内部反射光的影响,从理论上进行分析,认为纤维皮芯结构中仍存在笛卡儿线.在薄壁玻璃管中加入一定折射率的液体,对其二维漫反射光强进行测试,验证了理论分析的结论.研究表明:纤维皮芯层折射率差异对笛卡儿线出射角的影响,大于纤维皮层厚度变化对纤维笛卡儿线出射角的影响.纤维皮芯层折射率差异的增大会使纤维笛卡儿线的出射角增大,反光强度变小.     

Measurement Error of Refractive Index for Spectacle Lens

As an important optical constant of optical properties for spectacle lens,the refractive index measurement is studied using V prism refractometer. In the experiment,according to various factors inducing measurement error,the experimental results are analyzed,which include right angle deviation,contact liquid,curvature,and focusing accuracy. The study results show that focusing accuracy is the most important factor of influence for measurement,consists of contact liquid wettability,sample shape,and effective width of light transmission. In addition,the refractive index measurement is less affected by angle deviation of sample and the refractive index deviation of contact liquid. On the basis of the experimental data analysis,it is possible to relax the deviation of right angle of the sample to 1' or 2'.     

掠入射法测定液体折射率实验中的光路分析

讨论了掠入射法测量液体折射率实验中的光路，给出了实验测量半荫视场的最佳角度和辐照光源的分布要求．     

光轴取向任意时单轴晶体界面上的双折射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,自然光从各向同性介质入射到单轴晶体时界面上的反射和双折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

光轴取向任意时单轴晶体内表面上的双反射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,寻常光和非寻常光从单轴晶体入射到各向同性介质时界面上的双反射和折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

左手材料表面的电磁波反射特性

研究电磁波从真空投射到左手材料表面时的反射和折射现象,分析了反射波和折射波的振幅、偏振、相位的特征.研究表明,根据电容率ε和磁导率μ取值,可以将左手材料分为两类,它们具有不同的布儒斯特角,其反射波的偏振特性明显不同.对于电场垂直或平行于入射面的情形,折射波的相位行为相同,但是在布儒斯特角两侧反射波的相位跃变表现不同的特征.还探讨了εμ>1和εμ<1两种左手材料对反射波相位行为的影响,分析了反射波的相位特征,并对电磁波从真空投射到一般右手材料和投射到左手材料的情形进行了比较.     

一种测量透明薄膜折射率的方法

用一个三棱镜把光耦合到被测量透明薄膜上;由另一个三棱镜把光耦合出来。当光束在与被测量薄膜的界面刚好发生全反射,由棱镜２耦合出的光突然消失。这时光束进入被测量薄膜的入射角为临界角。测出入射棱镜的入射角,从而求出该薄膜相对不论的临界角,由此而求出该透明薄膜的折射率。     

调控EIT气体折射率实现对布儒斯特角的控制

提出了电磁感应透明(EIT)介质的一个新的相干操纵应用:控制电磁感应透明气体折射率实现对布儒斯特角的调控。将一定密度的EIT原子气体充入2块玻璃材料中,计算表明光从玻璃入射EIT原子气体的布儒斯特角随外控制场而变。通过改变控制光的拉比频率等场外参数即可达到对布儒斯特角的调控。