基于VirtualLab的时间相干性教学实验仿真

利用VirtualLab Fusion软件搭建了迈克尔孙干涉仪的实验装置,然后通过改变光源的设置,先探讨了时间相干性的问题,验证了长波和带宽窄的光源具有更好的相干性.之后进一步观察了光学拍现象.整个实验的设置过程快捷、准确,说明VirtualLab能从仿真的角度方便地帮助学生完成光学实验,并为使用者提供定量的和定性的信息,让使用者对抽象的光学理论有更直观的理解.

光场的时间相干性和空间相干性分析

研究了光场的时间相干性和空间相干性 ,指出了光源的谱线宽度与光场的时间相干性的关系 ,讨论了光源线度对光场相干性的影响 .

光的时间相干性及傅里叶变换光谱分析实验系统的研制

光的时间相干性及傅里叶变换光谱分析实验系统可以实时采集和分析各种光源在迈克耳孙干涉仪上产生的干涉条纹信号 ,并进行傅里叶变换以分析光源的频谱 .系统运用多媒体声音和动画演示技术 ,达到生动形象的现场教学效果 .

时间相干性的进一步精确描述

针对光源时间相干性中频谱线宽Δν与相干时间τc的关系(Δν≈τc)的粗略表达,运用牛顿迭代法对两者的关系进行了较精确的推导,并对其误差及范围进行了讨论.结果表明,这一相对精确的描述在计算波长带宽较小的光源的相干长度时,可以较大地提高其精确度.

用计算机模拟分析等倾干涉的时间相干性

等倾干涉的时间相干性有别于等厚干涉的时间相干性,其干涉条纹可见度与面光源的入射角有直接的关系,通过计算机绘制的可见度与入射角对应的关系图形,分析了光源的非单色性对等倾干涉条纹可见度的影响并将研究范围扩充到多个周期,对光的时间相干性理论作了进一步的补充.

MOPA结构脉冲单频激光器时间相干性的初步实验

为了研制激光干涉成像所需的基于主振荡功率放大（Master Oscillator Power Amplifier,MOPA）结构的高能高相干脉冲单频激光器,需要研究经过功率放大后的脉冲时间相干性随激光功率（或能量）增加的变化趋势。本文采用声光调Q脉冲单频Nd：YVO_4激光器作为种子源,利用Nd：YAG功率放大模块对种子源激光进行2.1倍的脉冲能量放大。利用迈氏干涉测量法,完成种子源和2.1倍功放后激光在0～6 m光程差下干涉条纹对比度的实验测量,从而初步得到脉冲激光时间相干性（线宽）随激光功率（或能量）增加的变化趋势。同时也完成种子源和功放后激光的单频性、单脉冲能量、脉宽和峰值功率等基本参数的实验测量。

Nd ∶ YVO_4 激光测距应用的时间相干性

将连续波频率调制技术与新型激光晶体Ｎｄ∶ＹＶＯ４相结合，提出一种绝对距离测量方案；就测量范围与光源相干性问题，分别论述了工作物质吸收长度和腔镜调制方式对光源相干长度的影响．给出了实验结果，实验曲线与分析结论基本一致．

光场时间相干性的描述

1 引言光场的时间相干性在波动光学中通常有两种解释:一是认为光波是由有限长度的一个个无规的波列组成,相干长度ΔL就是波列的长度。则相干时间τ=ΔL/c (1)另一种看法是,实际光场并不是严格的单色光。

光波时间相干性的统计分析

从光场的统计性质出发，对光波的时间相干性进行数学分析，找出和时间相干性对应的函数及量值间的关系，从而揭示出光的统计理论比经典理论具有更普遍的规律性。

宽带低相干光单次时间相干性测量研究

传统测量光束时间相干性的方法是通过机械扫描的方式实现的,这种方法不能够实现单次测量,而且对于相干时间较短的宽带光测量误差较大。本文提出了一种单次时间相干性测量的新方法,通过给迈克尔逊干涉仪的反射镜引入楔角,使光束波前产生随位置变化的延迟差,可从单次测量的一幅干涉图中计算提取出光场完整的时间相干性信息。实验中测量了不同宽带入射光的时间相干性,均与理论结果吻合较好。单次时间相干性测量的方法将为高功率宽带激光装置提供更为方便的时间相干性测量手段,提高实验测量效率。

光场时间相干性的迈克尔逊干涉实验研究

利用旋转毛玻璃的方法对激光光场的时间相干性进行调制,获得时间部分相干的光源.迈克尔逊干涉实验的结果表明,调节毛玻璃的旋转速度可有效控制光场时间相干性,但是改变照射至毛玻璃上的光斑宽度对光场的时间相干性没有影响.

HGHG自由电子激光时间相干性研究

时间相干性是外种子型自由电子激光(FEL)对于自发辐射自放大(SASE)FEE具有的重要优势之一。利用自制的迈克尔逊干涉仪测量了600 nm(二次谐波)和400 nm(三次偕波)高增益谐波放大(HGHG)FEL的时间相干性,分析不同延迟时间处的干涉图样条纹可见度,得到了600 nm和400 nm HGHG自由电子激光的相干长度,分别为119±6.7 fs和112±16.9 fs。通过与光谱测量和理论计算结果进行比较,进一步验证了实验测量的准确性。结果表明HGHG自由电子激光继承了种子激光的相干性特点,这与理论预测结果相一致。

光源的时间相干性和空间相干性的量度

本文以“迈克尔逊干涉仪”装置为例，对光源的时间相干性量度——相干时间、相干长度，进行了讨论和运算；以“相氏实验”装置为例，对光源的空间相干性量度——相干面积进行了讨论和运算。

单纵模半导体激光时间相干性的理论分析与研究

本文从双异质结1.3μm InGaAsP半导体激光器典型的双频单纵模频谱结构出发,导出了单纵模半导体激光时间相干度的一般表式,并对三种特殊情形进行了分析讨论。

关于光的时间相干性的讨论

本文通过对不同频率光波叠加结果的推导，说明了在光的干涉现象中，由于光源的非单色性，干涉条纹的清晰度将受到影响，进而讨论了最大光程差与谱线宽度之间的关系。

利用迈克耳孙干涉仪研究光的时间和空间相干性

采用迈克耳孙干涉光路,搭配光电探测器和光纤光谱仪,分别测量时域和光谱信号.在光谱信号的辅助下,调节干涉光路准直和两臂光程差,快速定位白光干涉等光程点.利用压电位移台带动扫描镜在等光程点附近进行光学延迟扫描,测量时域干涉波形,实现对光源相干长度的测量.LED白光光源搭配带通滤光片,实现不同谱宽光源相干长度的测量对比.利用小孔光阑限制扩展光源的发光尺度,分析干涉条纹对比度,实现空间相干性的演示和测量.

综合实验试题D:基于迈克耳孙干涉仪的液晶光学和光场相干性实验

介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛综合研究性实验试题D的命题设计和实验内容,并给出参考解答以及竞赛结果分析.综合实验试题D基于迈克耳孙干涉仪实验系统,测量液晶双折射率的光学属性和电光调制效应,测量LED光源的相干时间,探究如何改善光场的空间相干性.竞赛结果表明:大部分考生对教学大纲中涉及迈克耳孙干涉仪中的基本实验内容掌握较好,但对常规仪器设备的扩展使用和应用能力尚存在不足,开放性的自主设计和搭建实验光路对培养学生完成既定实验目标的能力仍有待提高.

大气湍流对斜程传输准单色高斯-谢尔光束时间相干性的影响

由第一类零阶贝塞尔函数的级数展开推导出波结构函数在任意湍流条件下的近似表达式。由广义惠更斯-菲涅耳原理、随高度变化的Hufnagel-Valley湍流廓线模型以及波结构函数在任意湍流条件下的近似表达式,导出了斜程传输时准单色高斯-谢尔光束互相干函数的解析式。然后,利用表征光束时间相干性的纵向相干长度(可由互相干函数导出),研究了斜程传输时大气湍流对准单色高斯-谢尔光束时间相干性的影响。研究结果表明,准单色高斯-谢尔光束的时间相干性在整个斜程传输过程中保持不变。最后,对该结果在物理上给予了定性解释。

扩展光源的时间和空间相干性效应分析

在干涉仪不同支路臂中分别加入透明光学层,将扩展光源入射到迈克尔逊干涉仪,观察光场的时间和空间相干现象,发现2种情况下出射光的时间和空间相干包络极值位置发生错位现象。论证了不同支路臂中的光学层可破坏干涉场中的光波相干特性,从而导致时间和空间相干性出现超前或滞后的空间位置互易效应。利用该效应,在2个入射光源条件下,可以得到一种测量光学样品的几何厚度和折射率的实验途径,并给出了相关的计算公式。