正弦振幅光栅菲涅耳衍射光场的空间分布

在三维传感系统中通常采用结构照明光场。产生结构照明光场的方法一般有投影法和双光束干涉法。本文利用平面波衍射理论（角谱理论），分析了正弦振幅光栅在不同照明条件下的菲涅耳衍射光场的空间分布，特别讨论了在发散球面波照明条件下，菲涅耳衍射光场和泰伯像的一些有趣的性质，指出了这些性质在三维传感中的应用前景。     

三维传感中衍射型结构照明光场的应用

在基于结构照明的三维传感系统中，产生结构照明的方法和装置对正确和有效的三维重建具有重要的意义。本文提出了一种新颖的产生结构照明的方法－基于衍射，特别是菲涅耳衍射原理的结构照明方法，利用角谱理论，通过分析在激光光刀照明条件下，两种不同正弦型光栅的菲涅耳衍射光场的强度分布情况，提出了基于衍射原理的结构照明的原理和方法，并且给出了适用于三维传感的结构照明方案，并通过对实物模型的三维面形测量证实，本文提出的原理和方法是正确的有效的。     

一维周期光栅的菲涅耳衍射研究及光栅常数的测试

基于标量衍射理论研究一维周期振幅型光栅在不同照明条件下的光波场分布,理论上获得了平面波和球面波照明条件下的菲涅耳衍射场的分布特征,并给出实验证明。根据研究结果,提出一种测量光栅常数的方法,并将该方法与用分光计测量的结果进行比较。通过实验证实了所提出方法的可行性。     

光栅大小对琅奇光栅泰伯效应的影响分析

基于菲涅耳衍射的传递函数理论推导了单色平面波入射有限尺寸琅奇光栅的菲涅耳衍射光强分布,分析了为获得泰伯像,光栅尺寸必须满足的关系式.仿真结果表明:光栅尺寸的大小影响泰伯像的形成,在一定衍射距离的观察区域内要获得泰伯像,光栅尺寸必须满足一定大小;光栅大小决定于衍射距离、观察区域大小和光栅周期等.光栅沿狭缝周期性变化方向尺寸的大小对泰伯像获取的影响较大:观察屏与光栅在泰伯距离上的偏移使衍射图像偏离泰伯像,但这种影响随着光栅常数的减小而减小.     

相干光照明下无衍射系统的点扩散函数的测量

在分析相干光照明下无衍射成像系统理论的基础上，设计了无衍射光成像系统的点扩散函数的测量系统。利用菲涅耳衍射理论，推导出相干光照明下无衍射系统的点扩散函（PSF）的形式，并分析出点扩散函数的条纹疏密与锥镜的夹角和点光源的位置有关。实验和仿真结果表明，点扩散函数的条纹间距随锥镜夹角增大而变窄，随点光源距透镜距离的增大而变窄。     

两元相位光栅光调制

基于两元相位光栅的自成像效应和相位补偿的原理,本文提出了两元光学的一种新的双相位光栅光调制器。用菲涅耳衍射理论导出了任意光束的解析解,进行了高斯光束的计算机模拟。表明调制度正比于光束直径而反比于两光栅的间距,最后给出了实验。     

用微光学技术制作位相型聚焦光栅

根据菲涅耳衍射理论,采用微光学制作技术通过3次套刻,将8位相台阶的菲涅耳波带片和平面光栅组合制作在同一块基片上,构成同时具有色散分光和聚焦光谱线功能的位相型光栅.这种光栅具有较高的光谱分辨本领和衍射效率,而且光路简单,调节方便.实验测出的衍射效率大于71%.     

入射光波波长对菲涅耳透镜衍射效率的影响

使用离子束刻蚀法成功制作高衍射效率 16阶菲涅耳透镜。菲涅耳透镜的衍射效率是评价菲涅耳透镜质量的一个重要指标。对于宽带光学系统 ,除设计、制作误差外 ,入射光波波长对菲涅耳透镜的衍射效率也有影响。针对宽带折衍混合光学系统 ,分析不同入射光波波长对菲涅耳透镜衍射效率的影响。使用四种不同光源 ,对菲涅耳透镜的衍射效率进行测试。指出在短波方向 ,衍射效率下降较多 ;在长波方向 ,衍射效率下降较少     

分数傅里叶变换与菲涅耳衍射的等效性

用波前相因子判断法,分析了分数傅里叶变换频变分布与球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射光场分布的等效性,给出了分数傅里叶变换与菲涅耳衍射相互转化的约束条件。结果表明：分数傅里叶变换是适应于菲涅耳衍射的数学工具。计算机模拟实验证明了结论的可靠与可行。     

角谱法的等价形式与近似公式

运用坐标变换非常简明地证明了平面波角谱衍射理论与第一类瑞利-索末菲衍射积分的等价性，并由角谱表示直接导出衍射的近似公式-菲涅耳-基尔霍夫衍射、菲涅耳衍射、夫琅和费衍射．     

金属表面激光烧蚀的发射光谱分析

时间和空间分辨发射光谱方法被用来研究短脉冲（５ｎｓ）激光烧蚀钛靶过程中产生的等离子体羽。通过测量其中钛原子和离子的发射光谱，计算了等离子体羽的膨胀速度，讨论了钛原子和一价离子密度的时间分布和时间演化以及激光参数的影响。     

Simultaneous determination of the spectral and temporal properties of tunable, single, picosecond pulses from a short cavity dye laser

We report simultaneous quantitative spectral and temporal measurements of the output pulses from a single-axial mode rhodamine 6G short cavity (1-8 mum) dye laser. The dye laser was pumped at 10 Hz with single second harmonic (532 nm) pulses from a mode-locked Nd⁺³:YAG laser. Spectral measurements made with a high resolution spectrograph and temporal measurements made with an ultrafast streak camera indicate the production of Fourier transform limited pulses for near threshold operation. Output pulses of 7-14 ps (FWHM) are observed from the short cavity dye laser when pumped with 15-30 ps duration 532 nm pulses. The output pulse delay and jitter are also investigated. A theoretical model for the temporal evolution of the pulses is presented and compared with the experimental results.     

Photorefractive material response to short pulse illuminations

Photoconduction and hologram recording in a Bi12SiO20single crystal are studied from both theoretical and experimental points of view in the case of short pulse excitations. An approach taking into account two kinds of acceptor centers explains the charge transport processes in the case of both pulsed and continuous illuminations. A nanosecond temporal resolution allows us to access a time domain that is not normally considered, and on this time scale, the electron migration velocity is governed by the intrinsic mobility, which we have estimated to he greater than 3.2 cm²/V . s. Using this value, our theoretical developments explain the fast beam coupling phenomenon that we have experimentally observed.     

Theoretical and experimental study on the self-Raman laser with Nd:YVO/sub 4/ crystal

The intracavity photon densities and the initial population inversion density were assumed to be Gaussian distributions in the rate equations of the laser diode end-pumped actively Q-switched intracavity Raman laser. These space-dependent rate equations were solved numerically. In the experiment, an efficient self-Raman laser was realized based on the multifunctional Nd:YVO/sub 4/ laser crystal with the acoustooptic Q-switch. The output, temporal, and spectral characteristics of the self-Raman laser were investigated experimentally in detail. The performance of the self-Raman laser was studied numerically, and the theoretical results showed the main trends of the intracavity Raman laser, which are in agreement with the experimental ones.     

离轴照明成像研究

本文阐述了离轴照明提高曝光分辨率和增加焦深的原理，应用Ｈｏｐｋｉｎｓ理论研究了其成像特性。给出了两种离轴照明方式──四极照明和环形照明下的空间像分布，并和传统照明方式下的空间像分布作比较。计算结果说明，采用离轴照明使得曝光分辨率和焦深得到了很大的提高。     

用于超短强激光与气体靶相互作用实验的新型前置差分抽运系统

介绍了用于超短超强激光脉冲 -脉冲气体靶相互作用研究的新型差分抽运系统 ,与高效高分辨率大面积透射光栅光谱仪配合 ,进行了超短激光脉冲辐照下氩气喷靶的软 X射线发射特性的实验研究。实验表明 ,该谱仪有足够的灵敏度参与超短强激光脉冲辐照气体靶的软 X射线产生、X射线激光乃至高次谐波实验的软 X射线光谱诊断工作。     

低阈值高稳定性的全保偏锁模光纤激光器

报道了一种基于色散补偿的低阈值自启动的全保偏“9”字腔光纤激光器。在谐振腔结构中加入一段色散补偿光纤进行色散补偿,同时加入相移器提供非线性相移,产生超短脉冲输出。当泵浦功率达到80mW时,可实现自启动的孤子锁模,重复频率为2218 MHz,中心波长为1557nm,脉冲宽度为536 fs,信噪比为73dB。在该稳定锁模状态下的激光器输出平均功率为104mW,对应脉冲能量为0046nJ。该激光器结构简单,具有低阈值、自启动的优势,可作为种子源,广泛应用于太赫兹产生、生物医学成像、超快光谱学等领域。     

内置Yb3+…YAG的环形腔输出脉冲激光理论分析

分析了Yb3+…YAG的发射光谱,按照均匀展宽的机理,对发射截面按照波长进行了划分,使之对应于Stark子能级对之间的跃迁。在此基础上,提出了内置Yb3+…YAG的环形腔将连续注入种子激光转换为超短脉冲激光的理论模型。基于速率方程方法,推导得到了描述脉冲激光性能的方程。在此过程中,考虑了Yb3+激光的抽运饱和吸收和自吸收效应。最后利用该模型分析了不同情况下的超短脉冲激光性能。结果表明,要实现性能优良的脉冲激光输出,必须选择合适的种子激光频率、光强和晶体长度等。     

显微成像系统分辨率问题讨论（特邀）

空间分辨率是光学显微成像系统的核心指标,根据光学衍射理论,成像系统的空间分辨率由照明光波长与显微物镜的数值孔径共同决定。而在实际成像过程中,根据不同判据得出的显微成像系统分辨率略有差异,需要根据光源的相干性和被观测目标的结构等特征选择合适的判据来准确计算成像系统分辨率。通过理论分析和数值模拟,给出了不同情况下成像分辨率的计算方法,并对比了在相干光源和非相干光源照明下,对双缝目标和双点目标成像时成像分辨率的差异。     

大电流密度光阴极的进展

长期以来,光阴极主要应用于辐射探测及微光成象。几乎所有应用于上述目的的光阴极都被设计为低电流密度工作状态(1A/cm2)。这类光阴极在强光照射下,很快地出现疲劳现象。七十年代出现的大电流密度光阴极能在脉冲的或持续的强激光照射下产生大电流密度光电发射。本文着重报道这一时期大电流密度光阴极的进展,介绍它们的实际应用,并对几种大电流密度光阴极进行对比和评价。