非对称方孔的夫琅和费和菲涅耳衍射

基于标量衍射理论,对均匀平面波通过两个非对称双矩孔的衍射作了解析研究和数值计算,给出了夫琅和费和菲涅耳衍射的横向、轴上和轴外光强分布。研究表明,可用其最大光强的相对误差来区别夫琅和费和菲涅耳衍射,所得结果与两个圆孔情况一致。     

光衍射法测量低频液体表面波衰减系数

为了对低频液体表面波的衰减系数进行测量,利用液体表面波的光衍射方法,得到了稳定、清晰的衍射图样,并发现了衍射条纹强度分布与光斑入射点位置有关。对此进行了理论分析,得到了衍射条纹强度分布与液体表面波振幅之间的解析关系式以及表面波振幅随距离变化的实验数据。结果表明,可以根据衍射条纹的强度分布来测量液体表面波的衰减系数,与经典流体力学理论相比较,符合较好。这一结果对测量液体的物理参量是有帮助的。     

高斯光束通过失调空间滤波器的传输特性

采用矩阵分解的方法,从柯林斯衍射积分公式出发,对高斯光束通过失调空间滤波器的传输特性进行了分析,得到了相应的解析式.通过对解析式的模拟,得出了直观的结果,并对模拟结果进行了分析.     

圆环孔径衍射高斯光束远场发散角研究

基于夫琅禾费衍射理论,通过对衍射积分的核函数进行近似,推导并得出了简洁的经圆环形孔径衍射的高斯光束远场发散角的近似解析式。在不同衍射孔径外径和不同遮拦比的条件下,将该解析式与严格的夫琅禾费衍射积分进行比较,发现二者求出的远场发散角接近一致,最大误差不超过2.7%。与传统数值积分求取光束发散角相比,该近似解析式在避免繁琐的积分运算同时保持了较高的精度。该解析式成立条件为高斯光束的束腰直径大于等于3.5倍中心遮拦直径,且小于等于孔径直径;在实际工程应用中,特别是具有大口径、小遮拦比特点的空间激光通信光学天线这一应用场景,该条件一般能够被满足。     

日本研制出激光衍射喷雾结构解析装置

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与东日计算机应用（Tohnichi Computer Applications）成功研制出了采用激光衍射法解析喷雾结构的装置“激光衍射喷雾结构解析装置”。产品投产得益于该机构实施的“成果应用促进制度”。     

微光学系统矢量衍射成像的分析与模拟

本文利用瑞利—索末菲矢量衍射公式经适当推理导出微光学系统矢量衍射像点光强度分布的解析计算式,探讨了矢量衍射成像的原理与技术。模拟实验表明,微光学系统的矢量衍射成像,不但要考虑横向场通常还要考虑纵向场,并讨论了波长和偏振态对成像的影响,有助于促进微光学衍射理论与成像技术的发展。     

高斯光束微圆孔衍射的整形变换

激光在实际应用中常需要进行光束整形以便更好地适应实际需要.先从基尔霍夫衍射公式出发经过适当推理,导出了高斯光束通过微圆孔衍射变换的解析计算式,再分析讨论了高斯光束通过微圆孔衍射时的3种整形变换.利用Matlab软件进行计算仿真实验,给出了高斯光束通过微圆孔衍射的3种整形变换的情形,实验表明了解析计算式的可靠性和高斯光束...     

体光栅二维耦合波方程解析解的再探讨

针对完全重叠型的体光栅,在布拉格衍射范畴内给出二维耦合波方程的完整推导,并给出方程组的闭形式解析解.该解析解能够解决完全重叠型的均匀光栅的普遍衍射问题.研究了二维有限尺寸体光栅的衍射性质特别是衍射效率与光栅二维尺寸及介质吸收系数之间的关系.对于无吸收的光栅,参考光束相对物光束越宽,衍射效率将越高.当介质的吸收不可忽略时,对于耦合较强的光栅,参考光尺寸的增大反而会引起衍射效率的下降.为了获得最优的衍射效率,应当根据介质的吸收率合理地设计光栅的几何尺寸.     

高斯光束微圆孔衍射的“再现”与“自再现”研究

由基尔霍夫衍射公式得到高斯光束微圆孔衍射的积分式,导出一种解析算式,分析并模拟了高斯光束微圆孔衍射的“再现”与“自再现”,有利于在激光工程、微光学以及微光机电中对激光束的传输变换和调控.     

光阑约束超几何激光束的传输特性

基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和圆孔光阑函数展开为有限复高斯函数之和的方法,导出了超几何激光束通过有圆孔光阑约束的近轴ABCD光学系统传输的近似解析表达式,并对其传输特征进行了数值计算和分析。研究结果表明,超几何激光束光强的分布及其衍射效应与光阑的孔径大小、传输的距离以及光束参数等因素密切相关。此外,文中采用的近似解析方法与直接利用衍射积分计算相比,具有更高的计算效率,可以大大节省计算机时。     

深蚀刻二元光学元件制作误差模拟

用计算机研究并给出了深蚀刻二元光学元件制作误差对衍射效率影响的规律；将深刻蚀二元光学元件与一般二元光学元件制作误差规律的不同之处进行了分析说明；提出了深刻蚀二元光学元件制作误差规律的经验公式     

Efficient Planar-Integrated Free-Space Optical Interconnects Fabricated by a Combination of Binary and Analog Lithography

Design, fabrication, and experimental testing of an integrated microoptical module for interconnection are reported. The systems integration is based on the concept of planar-integrated free-space optics. The module combines diffractive-reflective and refractive microoptics. The diffractive elements were fabricated by binary lithography and reactive ion etching. The refractive elements were made by analog lithography using a high-energy beam sensitive mask and replication in Ormocer. The fabricated module implemented a simple one-dimensional optical interconnect. Two versions were implemented for which insertion losses of approximately 8 and 4.5 dB were measured, respectively.      

金刚石车削在红外衍射光学元件加工中的应用

衍射光学元件（DOE）技术的发展和应用极大地改变了传统光学设计和制造方法。尤其在红外光学系统中，由于谱段的优势，折衍射混合式光学元件的应用得以快速推广。文中对金刚石单点车削加工技术在红外折衍射光学元件的设计和加工中的应用进行了讨论。     

用于空间望远镜的大口径高衍射效率薄膜菲涅尔衍射元件

为满足空间成像领域对大口径、轻量化、高衍射效率光学衍射元件的需求,研究了薄膜衍射元件微结构设计及制作工艺。应用Zemax光学软件设计了320 mm口径,F/#100的四台阶薄膜菲涅尔衍射元件,并利用Matlab软件将连续位相结构转化为离散化台阶分布。研究了薄膜菲涅尔衍射元件的制作技术,选用透明聚酰亚胺薄膜作为基底材料,以石英玻璃作为复制模板,通过多次旋涂的方式实现了厚度为20 m的衍射薄膜制作。应用Solidworks软件设计并加工薄膜支撑装置。测量复制基板及薄膜对应区域的微结构,实验结果表明条纹线宽转移偏差小于1.3%,台阶深度偏差小于8.6%。搭建光路测试在波长632.8 nm处衍射效率平均值为71.5%,达到了理论值的88%。实验结果表明,制作的薄膜重量轻,复制精度高,并且具有高衍射效率,满足空间望远镜的应用要求。     

Fabrication of surface reliefs on facets of singlemode optical fibres using nanoimprint lithography

Reported is the fabrication and investigation of surface reliefs on cleaved facets of optical fibres using nanoimprint lithography. The prepared structures are diffractive elements and arrays of holes with sub-wavelength feature sizes. The results obtained indicate that nanoimprint lithography affords opportunity to miniaturise optical devices at low fabrication costs, replacing free-space optical elements     

用于惯性约束聚变系统中的色分离光栅近场衍射研究

色分离光栅（CSG）是一种重要的谐波分离衍射光学元件，它的近场衍射调制可能导致其自身及其后续光学元件的激光诱导损伤。根据色分离光栅的实际制作过程建立了包含对位误差、占空比误差、刻蚀深度误差、塌边误差等多种制作误差的色分离光栅加工误差模型。并基于标量衍射理论，采用傅里叶分析方法，利用该模型推导得到了色分离光栅近场内光强分布公式，并针对惯性约束聚变（ICF）驱动器终端光学系统的色分离光栅进行了计算模拟，得出了近场调制随各种加rf：制作误差的变化关系。计算结果表明深度误差和塌边误差对光束近场调制订很大影响，对位误差相对影响较小，而相互影响更加严重。该色分离光栅近场分析和计算模拟方法也可用于其他衍射光学元件。     

二元衍射微透镜的亚波长结构设计方法

本文结合标量衍射理论和等效媒质理论提出了二元衍射微透镜的亚波长设计新方法,根据标量理论位相量化的概念,分析连续浮雕透镜的相移函数,结合等效媒介理论的等效折射率表达方式,可以确定亚波长结构透镜的面型函数。     

深刻蚀连续浮雕微光学元件的衍射分析

讨论了深蚀刻连续浮雕位相微光学元件的衍射特性．给出了槽形与衍射效率关系的初步研究结果．对实际制作具有指导意义．     

红外衍射微光学元件的湍流波前模拟和再现

院基于衍射微光学理论,发展了一种面向红外波段衍射微光学元件的设计和制作方法。采用标准半导体技术工艺流程制作了若干个器件。文中设计的红外衍射元件主要用于形成复杂的光场,其振幅和相位都能有效地得到控制。所制造的衍射微光学元件,通过在元件表面形成良好的相位图案,把普通的高斯光束转换成所需要的经大气湍流环境影响后的图形。该结构能够被用于产生湍流波前从而模拟大气湍流中的光场,进而再现波前以评估大气湍流的影响。     

衍射光学元件的加工工艺及其在各种光谱镜头中的应用

综述了当前衍射光学元件的加工制作工艺方法,包括光刻法、薄膜沉积法、直写法、金刚石车削法、准分子激光加工法、灰阶掩模法和复制法。详细说明了这几种方法加工衍射光学元件的工艺过程,并分析了各种加工方法的优缺点。介绍了衍射光学元件在各种光谱镜头中的应用,分别给出了衍射面在可见光波段、红外波段和紫外波段系统中的具体设计实例。最后得出结论,说明衍射光学元件可以增加设计自由度,简化系统结构,减小体积,减轻质量,改善像差,提高系统成像质量。