平面波圆环光阑衍射的边界衍射波理论

根据Maggi-Rub inowic边界衍射波理论和亥姆霍兹-基尔霍夫积分定理,给出了平面波圆环边界衍射波积分公式.圆孔、圆屏衍射以及轴上光场分布可作为其特例得到.分析了衍射场的轴上光强分布特点.数值计算比较表明,使用文中所给公式与直接用基尔霍夫衍射积分公式作数值计算的结果完全一致,而在近场使用瑞利衍射积分与文中结果有较大差异.     

相移点衍射干涉仪用衍射板结构设计

相移点衍射干涉仪(PS/PDI)的检测精度取决于衍射板中针孔衍射产生的参考球面波质量,而针孔的直径是影响参考球面波质量的一个重要因素。基于矢量衍射理论,以会聚光束作为入射光,分析了针孔厚度和直径、加工误差以及入射光源单项像差和综合像差对衍射波面质量的影响。仿真数据表明,为了获得数值孔径为0.2,波前误差均方根(RMS)值不大于1.4×10-3λ的理想球面波,在针孔的实际加工制作中,应选200nm厚度铬膜,直径为1.5μm的针孔,并且满足仿真误差要求;对衍射板上窗口尺寸进行了仿真,结果表明窗口边长取60μm时,仿真结果最优。用实验验证了设计结果的可行性。     

液晶衍射光栅的理论分析

在液晶指向矢计算的基础上,得到了向列相液晶在电场下折射率分布和相位延迟。并在矩形光栅和正弦相位光栅的基础上,分析了液晶衍射光栅对入射光一级衍射情况及其衍射效率,得到了15°左右的衍射角,且衍射效率达到40%。     

半导体激光器特性对衍射测量影响的理论分析

半导体激光器发出的是一束发散的椭圆形高斯光束，并具有温度依赖性。本文以细丝衍射测量系统为例，讨论半导体激光器上述特性对测量精度的影响，并提出消除这些影响的方法。     

标量衍射理论的非傍轴修正

当光束具有较大的发散角或光束束腰可与波长相比拟时,傍轴近似不再成立.用微扰级数法处理非傍轴光束的传播问题,数值计算发现,对受硬边光阑限制的光束,由于高频分量的贡献,当传输距离较大时,高阶级数解的修正效果不好,甚至失效,级数解的有效范围将受到很大限制.在标量衍射理论角谱表示的基础上,以平面波圆孔衍射为例,给出了衍射场的非傍轴修正解,得到的非傍轴修正解避免了级数解本身在数学上的发散性问题,并在一定条件下,可过渡到级数解,并且指出在近场或非傍轴区对傍轴解进行高阶修正的必要性和有效性.     

点衍射干涉仪波前参考源标定算法的研究

为了提高双光纤点衍射干涉仪的检测精度,需要对干涉仪装置中两个波前参考源(WRS)的系统误差进行标定。设计了波前参考源的标定过程及标定算法,通过沿被检光学系统光轴四次旋转90°求出波前参考源的沿轴旋转非对称误差,沿倾斜轴四次旋转90°求出波前参考源的沿倾斜轴旋转非对称误差,然后利用两者之差采用最小二乘法求出波前参考源的旋转对称误差,将对称误差和非对称误差相累加求出波前参考源的系统误差。采用计算机模拟了标定算法的整个流程,当波前参考源沿光轴和倾斜轴旋转的旋转公差在±1°范围内时,采用36项泽尼克多项式进行标定的测试误差均方根值小于0.01nm,在标定精度允许的范围内。通过模拟验证了标定算法的正确性并给出波前参考源的旋转公差范围。     

衍射光学元件斜入射衍射效率的测量

针对衍射光学元件衍射效率测量的双光路实验装置,当次级衍射光通过孔径光阑由探测器接收时,为保证测量精度提出了测量衍射效率的修正公式。针对所研制的含有衍射光学元件的折衍射混合成像光学系统,选取可见光波段中的3个激光波长,当衍射面上入射角度为12时对该衍射光学元件进行了衍射效率的测量,并对测量结果进行了模拟和分析。由于存在一定的加工误差和斜入射时遮挡效应的影响,实际测得的衍射光学元件的衍射效率比理论计算结果低。根据测量结果拟合曲线,在473~632.8 nm波段范围内的带宽积分平均衍射效率对比理论值存在12.84%的偏差。     

抗反射膜对衍射光学元件衍射效率的影响分析

针对抗反射膜引入的附加位相,分析了衍射光学元件的衍射效率,提出了含有抗反射膜的衍射光学元件的优化设计方法。以工作在可见光波段的衍射光学元件为例,对比分析了采用传统方法和优化方法设计的衍射光学元件的衍射效率。结果表明:抗反射膜对衍射光学元件的衍射效率和带宽积分平均衍射效率的影响是不可忽略的。针对正入射和30°斜入射两种工作状态,采用优化设计方法得到的衍射光学元件的带宽积分平均衍射效率高于94%。     

相位片衍射的边界波理论分析

本文根据边界波衍射理论分析了圆孔及相位片的衍射现象,得出其轴上光强的解析表达式,并对高斯光束经相位片射后的轴上光强进行了数值计算和讨论。得到在一定条件的轴上最大衍射光光强可达入射光强的９倍。     

电子衍射的量子理论

本文运用量子理论分析了电子的单缝和圆孔衍射，与光的单缝和圆孔衍射完全一致．     

位相型衍射光学元件单元结构衍射因子的研究

对位相型衍射光学元件单元结构的衍射因子进行了研究,推导出相应不同的时的几种元件衍射强分布的表达式,给出相应的衍射曲线,并对此进行了分析比较。     

液晶衍射光栅模型研究

在液晶指向矢计算的基础上，本文得到了向列相液晶在电场下折射率分布和相位延迟。并在矩形光栅和正弦相位光栅的基础上，分析了液晶衍射光栅对入射光一级衍射情况及其衍射效率，得到了它的数学模型。     

衍射强度均匀分布的二元位相光栅

研究了衍射强度均匀分布的二元位相光栅的设计原理,利用微电子工艺加工了１６个衍射点强度均匀分布的二元位相光栅,并给出了实验结果。     

消减旁瓣的衍射计算

由于光的衍射作用 ,使通过聚焦系统的激光束入射到特定靶面成一光斑 (主光斑 ) ,而在主光斑以外还有次级光斑圈 (旁瓣 )。为了消减旁瓣 ,结合理论分析和神光装置聚焦系统的设计 ,提出了一种新的系统孔径遮挡分割法 ,从光的衍射理论和实验证明这种方法是有效的 ,使旁瓣缩减     

基于衍射理论的畸变分析与应用

为了研究怎样用衍射理论分析处理畸变，从基于点源圆孔衍射的成像原理出发，经过适当推理得到高斯像面上仅有畸变像点的光强分布解析计算式，分析了高斯像面上畸变产生的衍射机理，探讨了畸变效应及其应用，模拟实验表明这一理论和方法是可行的，有助于为光学工程开辟一条新的途径和促进像差衍射理论的发展。     

基于角谱理论的频移插值法衍射计算

在衍射分布的离散计算中，当衍射距离增大时，满足抽样定理的抽样点数会随之增加，为了解决补零算法带来的计算量大、计算机内存溢出等问题，提出了一种频移插值法，在不改变抽样点数的情况下，获得更为丰富的频谱成分，计算每次插值后的光场分布，然后进行线性叠加，从而得到完整的衍射分布。结果表明，该算法可以避开衍射距离增大必须增加抽样点数这一离散计算限制条件，和传统补零算法相比，计算量极大地减小，并降低了对计算机内存的要求。     

平行组合位相光栅机械移动的衍射效应研究

用Ｈｕｙｇｅｎｓ－Ｆｒｅｓｎｅｌ原理，对平行组合的正弦位相光栅的机械移动的衍射效应，导出了衍射角度、移频效应及衍射强度的表达式，并将结果和两种典型位相光栅的移动效应进行了比较，结果表明：这种组合式位相光栅机械移动时的衍射效应的特点，预期有一定的实际应用。