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离轴椭圆矢量光场传输中的光斑演变被引量：2: 2015年; 对离轴椭圆矢量光场的传输特性进行了研究.推导出离轴椭圆矢量光场在自由空间传输电场和光强的解析表达式.数值分析结果表明,离轴高阶圆柱矢量光场具有非对称的光强分布,传输后的光强分布由传输距离、错位位移、椭圆率决定.在传输过程中除了光斑会展宽外,光场中的暗斑会逐渐消失,最终趋于一种稳态光强分布;相对于初入射平面的椭圆光斑,稳态椭圆光斑长短轴互换了.研究结果有助于深入理解离轴情况下椭圆矢量光场的动态传输特性,同时可以指导实际椭圆矢量光场的校准.; 李杨朱竹青王晓雷贡丽萍冯少彤聂守平; 关键词：离轴光强分布传输特性

像散飞秒贝塞尔光在石英玻璃中刻写双芯光波导的研究: 2016年; 利用角锥棱镜将准直飞秒高斯光束转变为飞秒贝塞尔光束,利用飞秒贝塞尔光束在石英玻璃样品中刻写了单芯和双芯光波导.实验中首先使用无像散的脉宽50 fs的贝塞尔激光脉冲在石英玻璃中刻写出单芯光波导,研究了波导直径和折射率改变量随激光脉冲能量和脉冲个数的变化关系.通过旋转角锥棱镜,在飞秒贝塞尔光束中引入像散,利用像散飞秒贝塞尔光束在石英玻璃中刻写了双芯光波导.实验发现,当角锥棱镜的转角为1?时,可以制备出双芯间距仅为5.6μm的双芯光波导.当双芯波导沿某一方向移动时,在近场可观察到从双芯输出的光强出现周期性的亮暗变化,这应是由双芯间距较小导致的.当角锥棱镜的转角增大至3?和5?时,制备的波导双芯之间的间距分别增大至9.1μm和16.1μm,此时没有观察到双芯光强随位置改变的往复变化.本文刻写的双芯光波导可用作高灵敏度差分位移传感器(可探测的最小位移小于3μm).与传统的单芯波导的位移传感器相比,双芯波导差分位移传感器一方面大幅提高了探测的灵敏度和信噪比;另一方面也降低了高灵敏度位移传感器的装配难度.; 刘莎李亚飞蔡先勇张楠; 关键词：贝塞尔光束飞秒激光

频率啁啾对飞秒激光脉冲干涉场的影响: 2014年; 对具有频率啁啾的飞秒脉冲的干涉场分布特性进行了研究。分别模拟了物光存在啁啾、参考光存在啁啾以及物光与参考光均存在啁啾3种情况下高斯飞秒脉冲的干涉图,并从干涉图中提取了载频相位。通过对提取的载频相位分析,研究了频率啁啾对干涉场的影响。结果表明,脉冲的频率啁啾将导致干涉条纹对比度的下降和条纹周期的改变。当物光和参考光仅有一束存在啁啾时,干涉场条纹的对比度整体下降,并且条纹周期发生线性改变;当物光与参考光同时具有相同的频率啁啾时,位于干涉场边缘的条纹的衬比度会严重下降,这将导致干涉场的有效记录区域减小。本文研究对于飞秒数字全息的实验控制和数字重构精度均具有重要的参考价值。; 王晓雷石炳川朱竹青王强; 关键词：数字全息啁啾脉冲

基于萤火虫算法的衍射光学器件设计: 2017年; 针对采用经典的Gerchberg-Saxton算法设计的衍射光学器件(DOE)产生的光强分布相对误差较大,以及采用传统群智能优化算法设计的DOE光能利用率不高的不足,本文提出了利用萤火虫算法(FA)实现衍射光学器件设计的方法,兼顾了优化效率和优化结果。以激光匀束器的设计为例,在模拟计算中,利用FA经过5 000次迭代,得到的激光匀束器的光能利用率高达92.91%,绝对误差值低至0.60%。; 朱博文王晓雷; 关键词：相位恢复优化算法

基于圆偏振光干涉的相移数字全息术理论与实验研究被引量：5: 2014年; 提出一种基于圆偏振光干涉的相移数字全息术,该技术利用1/4波片产生左旋圆偏振的参考光和右旋圆偏振的物光,通过精确旋转放置在CCD前的偏振片,依次改变物光与参考光间的相位差,获得四幅相移数字全息图。数值模拟分析和光学实验结果表明该技术能够有效地去除数字全息图再现像中的零级和共轭像,再现图像质量好。; 朱竹青李杨冯少彤王晓雷贡丽萍聂守平; 关键词：全息数字全息

Characteristic of femtosecond laser-pulsed digital holography: 2015年; Digital holography can be applied to ultrafast detection when a femtosecond laser pulse is used. In this paper, the interference process of two femtosecond laser pulses is studied and the recording process of the femtosecond laser pulsed digital hologram is simulated. Holograms at different recording angles are generated by integrating the instantaneous interference field. By analyzing the distribution of the reconstructed phase error, the characteristics of femtosecond laser pulsed digital holography are discussed.; 石炳川王晓雷郭文刚宋丽培; 关键词：FEMTOSECOND HOLOGRAPHY ULTRAFAST PROCESSING RECONSTRUCTION

涡旋相位编码的径向矢量光束的紧聚焦特性被引量：5: 2017年; 为了研究涡旋相位编码的径向矢量高斯光束经过高数值孔径物镜之后的聚焦特性,采用RICHARDS和WOLF提出的矢量积分理论和数值模拟方法,对聚焦场的特征进行了理论分析和模拟实验验证,取得聚焦场分布随涡旋相位物理参量之间的数据关系。结果表明,当单个涡旋相位编码于径向矢量高斯光束时,在聚焦场能够获得2维的径向和纵向分量;当双涡旋相位对称地编码于径向高斯矢量光束时,聚焦场会出现两个光学暗点,此光学暗点处的折射率低于周围环境的折射率。这一结果对提高光学微操控的灵活性,以及对双微粒的捕获与操控是有帮助的。; 赵洁惠王强朱博文王晓雷; 关键词：激光技术

基于光学全息的任意矢量光的生成方法被引量：3: 2015年; 基于光学全息的角度复用特性,根据空间光调制器对光场的相位和振幅调制原理,通过加载产生任意矢量光所需要的相位分布,设计了一种生成任意矢量光的方法.该方法首先利用光学全息技术记录空间光调制器加载的相位,从而制作一个全息光栅;再现过程中,两束具有相同入射角度的参考光照射全息光栅,使得两束再现光相干叠加,进而获得可调控的任意矢量光.该方法能够避免复杂偏振态的出现,并且具有生成光路简单、方便操作、生成矢量光的偏振纯度高等优势.通过计算机模拟生成了任意矢量光,获得了很好的效果.; 席思星王晓雷黄帅常胜江林列; 关键词：全息空间光调制器

基于扭曲向列液晶空间光调制器的矢量光生成被引量：3: 2015年; 基于扭曲向列型液晶空间光调制器的旋光特性,根据空间光调制器所加电压和加载相位与旋光角度的对应关系,设计了可以生成多种涡旋矢量光的通用光路.利用该原理和光路系统,在实验上生成了多种携带轴对称相位的矢量光以及图案般复杂的矢量光,观察和检测了它们的偏振特性,获得了较好的实验结果.并且模拟了具有涡旋相位的矢量光的紧聚焦场,分析了它们的紧聚焦特性.由于这种生成矢量光的方法光路装置简单、操作容易,产生矢量光的过程中几乎不损失能量,并且不存在聚焦过程,因此在如强激光矢量光束与物质相互作用、激光加速等方面具有重要的应用潜力.; 席思星王晓雷黄帅常胜江林列; 关键词：偏振液晶旋光性

像面数字全息的重建相位误差分析和改善: 2014年; 像面数字全息是数字全息技术中常用的测量和成像方式,它通常采用离散傅里叶变换和频率滤波的方法进行物光波的重建.本文讨论了这些算法对重建相位的影响.首先分析了频谱泄露对于相位误差的影响,结果表明当采样周期为整数时,重建相位误差很小,因此具有极高的相位重建精度;而当不满足整周期采样时,相位重建误差有了明显的增加.为了改善频谱泄露所引起的相位误差,采用Hanning函数对数字全息图进行了预处理,结果表明Hanning窗的加入能够有效地提高重建相位的准确程度.; 石炳川朱竹青王晓雷席思星贡丽萍; 关键词：频谱泄露 HANNING窗

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