微焦点X射线相衬成像相位复原算法研究

在不同散度值下获得一系列图像,得到两种不同相位复原算法:一种为基于傅立叶变换求解强度传输方程(TIE)得到物体的相位分布;一种为基于薛定谔波动方程的迭代算法。用数值法模拟研究了两种算法的相衬成像和相位恢复过程,并对两种算法进行了对比。

光纤波导传光模式及其特性

将光纤波导内矢量场经简并处理后转化为波导内的线偏振模式,求解柱面坐标系下标量场的波动方程,得到线偏振模式的贝塞尔特征方程;利用线偏振模式的贝塞尔函数解,模拟光纤波导横截面场强分布,分析场强分布特征。结果表明:线偏振模式的贝塞尔特征方程决定了线偏振模式的截止、远离截止条件,特征方程还包含传播系数,特征方程的这些属性显示在各自的曲线图中,进一步确定光纤波导内的传播模式及其基本特征、单模传输条件,所得结果与波导内矢量精确场相匹配;线偏振模式的场强分布模拟结果与贝塞尔函数曲线的截止、远离截止,与传播系数曲线分析的传播模式特征完全吻合,结果更直观,特征更明显。

双波长照明下的非干涉相位恢复算法

针对原有基于强度传输方程(TIE)的非干涉相位恢复技术只适用于单波长条件下近距离传播时相位求解的局限,提出了一种双波长照明条件下的TIE算法.该算法在求解过程中考虑两个波长下相位间的相关约束,并引入了合成波长的概念.同时,考虑到TIE法在远距离传播时相位恢复精度较低的问题,将其与角谱迭代算法结合,提出了一种双波长混合迭代算法.实验结果表明,双波长TIE算法相位恢复图的误差平均值降低到0.191 2;在远距离传播时,双波长混合迭代算法相位恢复图的误差平均值降低到0.220 2.表明所提算法可以在双波长照明下有效地恢复相位信息,并且不受距离的限制.

相位复原算法比较分析

相位复原算法分为迭代法和强度传输方程法,本文对迭代法中的GS算法和HIO算法以及强度传输方程法进行了分析对比。针对3种相位复原算法基本原理,分别通过实验比较了3种算法在初始值为0和随机数情况下的收敛速度和复原精度,证明GS算法和强度传输方程法在初始值为0时有更好的复原效果,HIO算法在初始值为随机数时有更好的复原效果。通过3种相位复原算法在初始值为随机数的实验比较,证明HIO算法比GS算法和强度传输方程法有更好的复原效果和复原精度。

Techniques trend analysis of propagating laser beam quality measurement

Different methods of measuring a propagating laser beam quality are summarized.The disadvantages in traditional way in measuring a laser beam quality is analyzed and the insufficiencies of the Shack-Hartmannin method which is commonly using wave front technique at present is pointed out.Finally,the transmission intensity equation based(TIE-based)measuring way in a laser beam quality evaluation and the corresponding advantages are discussed,which is believed to be a deve-l oping trend in laser beam evaluation.

单涡旋场激光传输特性研究

对单涡旋场激光传输特性进行了研究。用积分方程形式将整个流场分解成体元,每个体元中的折射率分布不均匀,用麦克斯韦积分方程替代微分方程求解整个流场的光场分布,给出了气动涡流折射率场的计算模型。当流场只存在一个理想涡流且涡流的折射率场有近似的解析形式时,基于非均匀介质散射理论,用Rytov散射近似,由积分方程计算观测平面上光场所受的流场扰动。讨论了不同激光传输距离下流场扰动时的光场空间强度分布。结果发现:随着激光传输距离的增加,光强急剧下降,中心位置光强与无流场扰动时自由空间高斯光束传输中心位置光强相近,但在两侧会形成一个暗环,使激光光场的空间强度分布发生改变,导致激光脉冲光束出现形变。研究说明了用积分方程描述气动光学效应的可行性,为精确计算复杂涡结构流场提供了一种新思路。

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.