泊松亮斑的实验与仿真研究

为实现对泊松亮斑的精确调控,探究这一重要的波动光学实验现象。基于实验和仿真研究入射光波长、圆屏直径和衍射距离等因素对泊松亮斑直径大小和强度的影响。结果表明,圆形障碍物的直径越大,衍射形成的泊松亮斑直径越小,入射光波长和衍射距离越大,衍射形成的泊松亮斑直径越大。泊松亮斑强度与圆形障碍物的直径呈负相关,在一定范围内与衍射距离和入射光波长呈正相关。当衍射距离或入射光波长逐渐增大时,泊松亮斑强度增幅减小,甚至出现强度波动;圆屏直径越小或入射光波长越大,形成泊松亮斑所需的衍射距离越短。

向列相液晶中非对称相位光栅的产生及形貌

为了研究液晶中相位光栅的动态衍射特性和光栅形貌,提出了在C_(60)掺杂垂直排列向列相液晶(NLC)中产生非对称光栅的方法,分析了光栅产生机制并建立了光栅形貌的数学模型。首先,用水平偏振光的斜入射光束写入相位光栅。然后,利用一束光作为探测光读出光栅并利用光电探测器记录衍射光强。实验表明,光栅的最大衍射效率超过60%,且衍射强度分布不对称。基于非对称衍射的特征,提出了基于光折变效应产生非对称衍射分布和衍射效率超过对称光栅Raman-Nath衍射理论极限的物理机制。最后,给出了在NLC中形成非对称锯齿形光栅的假设,并提出了描述非对称锯齿形相位光栅的数学模型。研究结果表明,相位光栅的高衍射效率来源于液晶中非正弦调制的空间电荷场。这种非对称电场主要是表面电荷调制和Carr-Helfrich效应共同作用的结果。提出的非对称锯齿形光栅模型假设能够很好地描述非对称衍射和衍射效率突破Raman-Nath理论关于对称光栅衍射理论限制的原因。

聚合物分散液晶(PMMA∶5CB∶C_(60))光折变特性的实验研究

用溶致相分离方法制备了3种不同组分的聚合物分散液晶薄膜(PMMA∶5CB∶C60),C60作为敏化剂。利用二波耦合实验测量了不同样品的衍射效率和响应时间等光折变特性,实验发现,液晶含量不同的薄膜光学性质有很大的不同。

向列相液晶中的耦合自相位调制现象

通过实验研究了C60掺杂的向列相液晶(5CB)在低光强下的自相位调制现象。样品经过二波耦合实验之后液晶分子进行一定的取向,这时在水平和竖直偏振光的照射下可观察到明显的自相位调制现象。改变入射光的偏振方向可以看到自相位调制的衍射图样也随之改变,原因就是液晶折射率变化的各向异性。可见,液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。

向列相液晶动态全息存储特性的研究

研究了C60掺杂向列相液晶中全息光栅的形成,实验中我们利用了一种特殊的全息再现方法:即低电压记录,高电压再现,观察到清晰的全息再现像 实验结果表明样品具有良好的全息存储能力 分析了电压对实验结果的影响,实验表明:为了避免动态散射的出现应使用较低的记录电压,而再现时应采取高电压以重新激发隐藏的光栅,提高再现的质量。

偏振光下向列相液晶(5CB∶C_(60))取向光折变特性的研究

通过实验研究了外加电场对C60掺杂的向列相液晶(5CB)的取向光折变特性及水平和竖直偏振光对样品二波耦合和自相位调制现象的影响。通过测量样品的增益系数和光束耦合率可以看出,在水平偏振光照射下两束透射光有较强的能量转移而在垂直偏振光照射时几乎观察不到明显的能量耦合现象。可见,液晶盒中的分子取向与光束的偏振方向有很强的依赖关系。

C_(60)掺杂向列相液晶中光栅衍射选择性的分析

利用琼斯矩阵(Jones matrix)方法对C60掺杂向列相液晶中光栅衍射选择性进行分析.给出两束p-偏振光在液晶样品中产生相位全息光栅的透射矩阵,通过探测光的矢量和光栅透射矩阵的琼斯矩阵运算,可以探测衍射光束的偏振态与入射光偏振态的关系.分析发现对于p-偏振的探测光,透射光和正、负一阶衍射光的偏振态均为p-偏振,且正、负一阶衍射效率相同;对于s-偏振的探测光只有透射光存在,可见记录的相位光栅表现出光栅衍射的选择性.

向列相液晶中相位光栅光束耦合特性

为了研究向列相液晶中相位光栅光束耦合特性,从理论上分析了相位光栅的光束耦合和衍射规律,采用掺杂C60垂直排列的向列相液晶(5CB),厚度为20μm的样品,进行二波耦合(TBC)实验,研究动态衍射和光束放大特性。结果表明:相位光栅的衍射强度分布呈现明显不对称。根据取向光折变效应表面电荷调制机制和电场作用下的Carr-Helfrich效应对此现象给出定性解释,认为非对称光强分布来自于样品中产生的非对称相位光栅。液晶中非正弦调制的空间电荷场产生了非对称相位光栅。

基于CDIO的应用物理学专业人才培养模式的探索与实践

根据应用物理学专业教育教学的规律,以及"科技研究型"和"工程技术型"两大类人才培养目标,构建基于CDIO工程教育理念的应用物理学专业人才培养新模式.在"3+1"框架下,分别从人才培养方案、课程体系和实践课程体系等方面对应用物理学专业人才培养模式进行了改革.构建兼顾知识、能力、素质培养的"三位一体"人才培养模式,而且在教学实践中已经取得初步成果.

利用多普勒效应测定声速

本文介绍了一种利用超声波的多普勒效应和拍现象简单有效的测量声速的方法

相位测量轮廓术中正弦光栅的构造及频谱分析

为了获得三维物体表面的正弦光强投影分布,提出了矩形光栅组合准正弦投影光场的方法。选择适当的光栅组合参数,可得到一个近似的正弦分划板。频谱分析和光学实验验证了设计的合理性。模拟了光栅投影的光强分布曲线,建立了组合准正弦光栅的数学模型,并对构造的准正弦光栅进行了频谱分析。其频谱分布与正弦振幅光栅的傅里叶变换频谱具有相同的特点。研究结果为刻划正弦光栅的设计和理论研究提供了有益的思路。

光的偏振态对向列相液晶中光栅衍射的影响

通过二波耦合实验研究了不同偏振态的两束写入光在向列相液晶中形成光栅的衍射现象。实验发现,水平偏振态(P-P偏振)照射时形成的光栅具有比竖直偏振态(S-S偏振)照射时大得多的能量耦合,且能量耦合方向完全相反。更重要的是,当光栅形成之后改变其中一束光的偏振方向时,透射光和衍射光的强度会随着其中一束光的偏振态的改变而变化。可见,光的偏振态在决定NLC分子非线性取向时是一个非常重要的参数,在以后的光电子功能器件应用中与偏振光相关的分子取向产生的非线性光学现象将会非常有用。

探索物理实验课教学改革的新模式

本文对我院近年来物理实验课的教学改革进行了总结。并探索了物理实验课改革的新方法。

光寻址液晶空间光调制器的非对称动态全息光栅

为克服传统记录方式光栅一级衍射效率不高对液晶空间光调制器应用产生的限制,采用斜入射方式记录了非对称薄动态全息相位光栅,光栅的一级衍射效率达到60%。基于非对称的液晶分子取向,给出了光栅产生的物理机制,提出了非对称光栅的数学模型。该研究促进了液晶材料在实时光学信息处理领域的科举研究,拓宽了液晶材料的应用范围。

光折变液晶系统的表面电荷调制模型

为了研究载流子的注入对液晶盒中电压的影响,构建了光折变液晶系统中表面电荷调制的载流子注入模型。在外加直流电场的作用下,液晶中的载流子向表面聚集,形成界面双电层。该双电层屏蔽了大部分的外加电场,使外加电压基本上都降落在界面双电层上。非均匀光照射时,在光亮区,来自于ITO电极的电荷将越过界面,产生载流子复合。而处于暗区的表面电荷密度基本保持不变,界面电荷层继续屏蔽外加电场,在液晶体内形成了与光强空间分布相对应的空间电荷场。基于以上模型,给出了界面附近的载流子和电场的动态演化过程,理论分析与已有的实验结果非常吻合。

液晶全息存储材料研究的进展

综述了液晶全息存储材料的分类和近年来液晶全息存储材料的发展状况,认为液晶全息存储材料在全息存储领域将有巨大的应用前景.

傅里叶光学中波前滤波小波函数的构造

从惠更斯—菲涅耳的衍射理论出发,分析了受限孔径衍射现象,认为该现象相当于波前滤波。以矩形孔径和圆孔、正弦型位相光栅的夫琅和费衍射为例,研究得到了小波在波前滤波时应满足的条件,并给出了满足该波前滤波条件的母小波的构造方法,证明了小波变换用于光学信息处理系统的可行性。

光栅常数对向列相液晶响应特性的影响

通过二波耦合实验研究了C60掺杂向列相液晶中光栅形成的响应特性与光栅常数的关系。实验发现,在光栅常数较小时,光致电荷在扩散和漂移机制作用下能够很快移动到暗区形成空间电荷场,相位光栅响应较快;当光栅常数较大时,光致电荷移动到暗区时需要更长的时间,相位光栅的响应较慢。

夫兰克-赫兹实验中一种新的控温方式

本文介绍了一种电路简单、精度高的恒温控制电路。