半导体激光器的衍射准直透镜的优化设计

针对国内外现有半导体激光器准直器件的缺点,提出了一种用于半导体激光器准直的相位型二元菲涅耳衍射透镜的优化方法。该方法在现有衍射透镜加工设备分辨率条件下,可提高衍射透镜的衍射效率,增大衍射透镜的数值孔径。     

两种衍射理论的同一性

证明了以惠更斯－菲涅耳原理为基础的光衍射的球面波理论和以傅里叶理论为基础的平面波理论,用于计算菲涅耳衍射或夫琅和费衍射都有相同的结果．     

菲涅耳半波带法的基尔霍夫理论

对于菲涅耳圆孔衍射光强分布的定量计算是比较困难的,目前国内外教材只限于用菲涅耳半波带法讨论轴线上明暗点的分布规律。吕洪君用菲涅耳积分粗略地说明轴线上明暗点的分布,但与半波带法的结果不完全符合,他没有考虑光强位置对衍射的影响。本文在普遍情况下,进一步从基尔霍夫衍射理论出发,在一定的近似条件下得到与半波带法完全相同的结果。     

CdTe腔內耦合調制的輸出特性

本文从类透镜介质的热透镜效应和小费涅耳衍射损耗出发,应用模象理论和等效腔镜的概念,对CdTe晶体的内腔耦合调制的输出特性进行了实验研究和理论计算,获得了一致的结果。     

论惠更斯原理与惠更斯——费涅耳原理的联系与区别

惠更斯——菲涅耳原理是研究光的衍射现象的理论基础,它是在惠更新原理的基础上发展起来的。本文抓住惠更斯原理与惠更斯——菲涅耳原理的联系与区别进行深入剖析,对于正确理解惠更新——菲涅耳原理大有帮助。     

空间光通信中的光束质量处理技术研究

由于通常采用圆形孔径加工光学系统,故可将单横模输出的半导体激光器发出的椭圆高斯光束近似为圆高斯光束,提出了对半导体激光器出射光束用轴对称光学系统进行处理的方法。并通过计算有限孔径的高斯光束有效菲涅尔数,确定了只要选择合适的孔径和距离,可以将几何光学的一些方法引入到高斯光束的处理问题中。实验中用视频激光光束检测仪对准直后的光束进行了测试,通过计算得出准直后的发散角被很好地控制在1mrad以内,从而验证了理论的可行性及准直系统的实用价值。     

基于菲涅耳变换的图像置乱研究

研究了位于菲涅耳衍射区的随机相位掩模板对光学图像的置乱.在系统中不需要透镜,完全利用菲涅耳衍射进行图像加密,并利用分别放置在输入平面和变换平面的两块与统计无关的随机相位模板,将原始图像加密成随机噪声.单色平面波的波长λ,传播距离z1、z2和两块相位板及其排列顺序都可作为加密的密钥,既简化了系统又提高了安全性.     

与菲涅耳数有关的高斯光束的轴上相对光强分布

在考虑像差的情况下,得到了与菲涅耳数聚焦激光光学系统的衍射积分公式,并推出了轴上相对光强分布的普遍近似公式,在此基础上得到了初级球差系统的轴上相对光强分布公式,并在不考虑像差因素和截取效应时,对得到的公式进行了简化,所得结果与以前的结论吻合得较好。     

10.6μm激光通信腔内调制技术

本成果对10.6μm激光腔内声光连续波调制和声光脉冲调制进行了研究,在世界上首次发现了腔内连续波调制带宽的进一步提高受到等离子体固有振荡频率的限制,这一发现对气体激光器腔内连续波调制技术的研究具有重要的理论价值,为腔内脉冲调制技术的研究奠定了技术基础。并首次将临界工作状态(菲涅尔系数小于1)半外腔激光器的设计用于声光调Q。     

波前滤波小波函数的理论分析和构造方法

从惠更斯-菲涅耳的衍射理论出发．分析了受限孔径衍射相当于波前滤波．以夫琅和费单缝、圆孔为例．得到了小波在波前滤波时应满足的条件．并给出了满足波前滤波条件的小波的构造方法．     

平面孔在点光源像面上的衍射的研究

通过菲涅耳－基尔霍夫积分公式导出了平面孔在点光源像面上的衍射场,说明了在一定条件下它也是一种夫琅和费衍射,讨论了其挖的戴断误差,说明了其在教学中的应用。     

平面孔在点光源像面上衍射的研究

通过菲涅耳 -基尔霍夫积分公式导出了平面孔在点光源像面上的衍射场 ,说明了在一定条件下它也是一种夫琅和费衍射 ,讨论了其近似的截断误差 ,说明了其在教学中的应用     

菲涅耳照明透镜设计

在照明灯具中菲涅耳透镜代替平凸透镜有许多优点。本文描述了菲涅耳照明透镜的设计原理、计算方法及参数选择。所获得的菲涅耳照明透镜有非常好的性能。文中给出了测试结果。     

全息图的数字化频域滤波及数值再现研究

采用计算机对普通离轴计算全息图及博奇型修正离轴参考光计算全息图进行数字化滤波操作,可在频域将零级及孪生像消除,从而得到单一的清晰实像或虚像。利用快速傅里叶变换算法计算菲涅耳衍射积分,实现了计算全息图的设计制作、频域滤波、再现过程的全数字化,计算机数值模拟结果表明该方法具有再现图像信噪比高、操作过程简便、计算速度快、灵活性强等特点。     

电磁矢量的菲涅耳公式

从电磁场理论推导了磁矢量的菲涅耳公式并提出了光的电磁矢量的菲涅耳公式,用电磁矢量诠释反射光、折射光的"半波损失",并从电磁矢量角度归纳洛埃镜实验和维纳驻波实验结果,分析了偏振现象.     

半导体激光器光束修正实验研究(英文 )

采用棱镜、准直透镜和柱面镜组成一个光束修正系统，可对半导体激光器的光束进行整型准直。实验结果表明，其光束发散角可压缩到１ｍｒａｄ以下，并接近衍射极限。该系统具有成本低，光功率损耗小，结构简单、易于操作等优点。     

光衍射的物质波解释

光具有波粒二象性,从量子力学的物质波出发,利用描述微观粒子的波函数,采用几率波的方法,导出光的单缝衍射和圆孔衍射的光强分布规律,所得结果与波动光学中用惠更斯-菲涅耳原理得到的结果一致。     

菲涅尔系统的实际光线追迹和象差处理

现代工业提供了制造高精度菲涅尔透镜的条件,这里为设计高精度的菲涅尔系统推导了一套公式。它可以解决目前菲涅尔系统的实际光线追迹和实际象差计算。无论是平的菲涅尔面、弯的菲涅尔面还是反射式菲涅尔面都能计算。这套公式处理简单,编制程序方便,只要写一个子程序,插到原有适合的程序中,再稍加修改,就可以解决菲涅尔系统和混合系统计算,并且还可以保留原来功能。尤其适应于自动设计菲涅尔系统或混合系统。     

菲涅尔区平面反射器的焦散区场

菲涅尔区相位修正平面反射器具有类似于旋转抛物面的聚焦特性。本文用物理光学方法分析了平面波入射时其焦散区场的分布并给出了数伍计算结果。重点探讨了入射波倾斜时其焦散区场的相应变化，为该类反射面的实际应用提供了理论依据。     

印刷图像中隐藏水印的菲涅耳变换方法

在研究数字全息技术、双随机相位加密技术和数字印刷技术的基础上，提出了一种新的菲涅耳全息术水印隐藏方法．该方法将待隐藏水印信息经过菲涅耳加密面进行随机相位加密，并离轴记录其像全息图像，将离轴记录的菲涅耳变换加密面像全息图像，以适当的强度叠加隐藏在载体数字图像中，通过正确密钥可从含水印图像中恢复水印信息．通过打印或数字印刷技术可以将含水印图像印制在证件等印刷品中；印刷品中的含水印载体数字图像通过扫描输入生成数字图像，就可以从中提取所隐藏信息．理论分析和仿真实验证明，该方法具有安全性、鲁棒性和不可见性．该方法在解密时通过解密模板紧贴解密，且只需进行一次逆菲涅耳变换就可提取隐藏水印信息，若使用光学系统解密，调整简单，有利于提高恢复隐藏信息的质量．