全息平面变间距光栅位移传感器研究

基于变间距光栅位移传感器的基本原理,研究了高线密度变化率全息平面变间距光栅的制作方法.所作的变间距光栅已应用在变间距光栅位移传感器中,原理样机测试结果表明,系统分辨率可以达到0.05mm,相对误差可以控制在0.2%FS之内,优于设计指标.

全息平面变间距光栅刻线弯曲程度分析

简述了全息变间距光栅的几何理论，研究了不同记录参数情况下的刻线弯曲程度。给出了用于评价光栅刻线弯曲程度的表达式，并推导出了它的积分形式，使计算效率提高了2～3倍。结果表明：球面波与非球面波干涉得到的光栅线条并不一定比球面波干涉得到的线条要平直。

多模态函数优化的拥挤聚类遗传算法

对多模态函数优化问题,分析了各种小生境策略;将拥挤模型与聚类算法相结合,提出了一种拥挤聚类遗传算法.拥挤模型在适应值曲面上形成多个小生境,聚类算法消除了每个小生境内部的基因漂移现象.理论分析证明了算法的收敛性能.数值实例表明,拥挤聚类模型在多极值搜索的数量、质量和精度上都优于拥挤模型与确定性拥挤模型.将拥挤聚类遗传算法应用于国家同步辐射实验室变间距全息光栅的设计,取得了满意的效果.*

不同波长激光对计算全息位相光栅空间衍射光束分辨率的影响

针对用于激光阵列探测系统中的计算全息位相光栅，给出了在不同波长激光入射的情况下，衍射光束的空间分辨率随不同入射角的变化情况。用实验验证了用可见光代替红外激光进行初步测试与分析的可行性。为用于红外系统的整形光栅的测试提供了简捷。

全自动酶免分析仪定量分析系统研究

为了提高酶免分析仪检测精度,建立了基于改进遗传算法的多组分定量分析校正模型。通过自适应寻优空间技术和小生境技术,对遗传算法进行改进。采用全息凹面光栅作为分光元件,搭建扫描式紫外可见分光光度实验系统,对食品工业中最常见的苋菜红和胭脂红二组分混合水溶液进行定量分析,并与最小二乘回归方法进行了比较。实验结果表明:改进遗传算法预测精度与最小二乘法相近,对苋菜红和胭脂红的预测均方根误差(RMSEP)分别为0.88,1.71μg/m L;收敛速度明显快于传统遗传算法,为多组分同时测定提供了新的思路。

全息平面变间距光栅线密度分布方程系数研究

简述全息变间距光栅几何理论,通过分析其线距变化系数,研究了全息记录参数对线密度分布方程系数的约束,给出了使全息记录得到的线密度分布方程与期望方程相吻合的必要条件。同时还给出了遗传算法优化计算后的误差曲线,并对理论分析进行了验证,计算结果与理论分析相吻合。

自由电子激光器用极紫外波段平面变栅距光栅

针对极紫外波段自由电子激光器（大连相干光源,DCLS）对高分辨能力平面变栅距光栅的需求,基于光程差以及像差原理构建了极紫外平面变栅距全息光栅。采用改进的局部优化算法给出了平面变栅距光栅的记录参数,利用全息曝光技术在硅光栅基底上制作了中心刻线密度为600gr/mm、占宽比为0.46、槽深为550nm、有效刻划面积为30mm×30mm的极紫外平面变栅距全息光栅。采用Littrow衍射法测量了平面变栅距光栅的刻线密度,并基于像差理论分析了平面变栅距光栅的理论分辨能力。结果表明：制作的600gr/mm平面变栅距光栅在有效面积内的刻线密度误差小于0.175gr/mm,在极紫外波段（50-150nm）的分辨能力大于12 000,满足自由电子激光器的设计要求。提出的设计及制作方法为制作高质量平面变栅距光栅提供了理论及技术保障。

聚合物分散液晶电控全息变间距光栅

本文报道了一种基于聚合物分散液晶的电控全息变间距光栅。采用柱面波和平面波干涉得到具有变间距的干涉条纹,并将此条纹记录于聚合物分散液晶材料中。实验分析研究了该光栅的空间频率、衍射特性和电场调控特性。光栅的空间频率变化范围和趋势与理论计算公式相匹配,实验结果表明光栅衍射效率与曝光光强和时间存在一定的关系。空间频率在530 mm^(-1)~650 mm^(-1)内的光栅衍射效率能达到70%以上。光栅的阈值电压为2.4 V/μm,上升沿和下降沿时间分别为300μs和750μs。该光栅不但具备了普通变间距光栅的优点,而且还具备了聚合物分散液晶的电场调控的特性,在光纤通信,光电探测及光谱探测等领域具有一定的应用前景。

在线诊断光谱仪用光栅制作误差对光谱成像的影响及补偿

为制作应用于在线诊断光谱仪的高分辨率光栅,通过分析记录参数误差对光栅刻线密度、聚焦曲线、谱像宽度等的影响及规律,提出相应的补偿方法是必要前提。基于费马原理、光程差理论及像差理论,分析了光栅光谱性能对记录参数误差的影响及其敏感性。在光栅使用参数固定的情况下,记录角度误差对光谱性能影响较大,在光栅设计时可通过对记录角度加权的方法来提高记录角度的取值的精确度;记录臂长误差对光谱性能影响较小;记录臂长和记录角度的相对误差决定了其对光栅光谱性能影响程度。结果表明,单侧记录臂长和角度误差对光谱性能的影响,可分别通过调节两臂臂长及角度的相对误差进行补偿。由此可以确定对应用于在线监测光谱仪光栅成像质量影响较大的误差因素,并给出制作误差的相应补偿方法,降低曝光系统的调试难度,为制作在线诊断光谱仪用高分辨率光栅提供理论指导。

应用相移干涉云纹检测变线距光栅密度

相移干涉云纹法被用于检测变线距全息光栅线密度的全场分布 .首先求出全场每个像素点的条纹级数 ,再利用最小二乘法将全场实验数据拟合成光滑的二维曲面 ,进而求出光栅密度的全场二维分布 .介绍了二维光栅密度的表述方法、相移干涉云纹法的检测原理及实验数据的处理步骤 ,推导出了相应的公式 .文中用不同的检测方法对同一个光栅的线密度进行了检测 。

全息光栅的实验室制作技术

对全息光栅的制作进行了理论分析，提出了制作大空频全息光栅的一种光路，并讨论了在普通光学实验室中制作各种全息光栅空频的具体方法与操作技术．这种技术光路简单、抗干扰性强、易操作，是制作全息光栅的一种适用性很强的方法．

基于位移传感器的全息平面变间距光栅设计研究

探讨了基于变间距光栅位移传感器的基本原理,运用遗传算法优化计算了记录光路,且指出了将记录参数误差所具有的影响考虑在目标函数当中,推导了目标函数所具有的具体积分形式,实现了计算效率的提升,对于用作位移传感器的平面变间距光栅,对球面波与非球面波干涉情况下以及球面波干预期所具有的全息记录参数进行计算,最终得到了线密度误差曲线,并完成了全息平面变间距光栅的制定工作,且在位移传感器中成功应用.

高频可变间距全息光栅的制作方法的计算机模拟研究

提出了一种制作高频线性可变频率光栅的新方法 ,并给出了光栅空间频率的表达式 .通过在相干的两光路中插入特殊透镜 ,可以实现线性可变空间频率光栅的制作 ,而且通过适当地调节实验参数可以改变空间频率的变化率 .给出了相应的模拟全息图 .

用于位移传感器的全息平面变间距光栅设计与制作研究

简述了全息变间距光栅的几何理论.利用遗传算法对记录光路进行了优化计算,提出在目标函数中考虑记录参数误差的影响,推导了目标函数的积分形式,提高了计算效率.针对用于位移传感器的平面变间距光栅,分别计算了球面波干涉及球面波与非球面波干涉情况下的全息记录参数,给出了线密度误差曲线.制作出全息平面变间距光栅,并成功应用于位移传感器中.

双掺杂LiNbO_3:Fe:Mn体全息光栅的时空衍射特性

通过联立求解两中心带输运物质方程和双光束耦合波方程 ,建立了研究双掺杂LiNbO3:Fe :Mn晶体采用双色光记录光折变体全息的时空特性的动力学模型 .数值计算表明 ,该动态体全息光栅的时空衍射特性与晶体中的折射率光栅相对于干涉场的空间相移有关 ,该空间相移的取值范围为 (-π ,π) ,当空间相移的符号发生变化时 ,双光束之间的能量耦合方向也相应地发生反转 .给出了晶体内的等相位线和光强的重新分布 .

应用全息变间距光栅的极紫外成像光谱仪光学系统设计

随着对太阳等离子体活动物理过程研究的深入,对太阳极紫外成像光谱仪的性能要求越来越高,而设计高性能太阳极紫外成像光谱仪的一个重要方法就是应用变间距光栅。提出了一种应用全息变间距光栅的太阳极紫外成像光谱仪的设计方法:首先设计系统的初始光学结构,然后根据全息变间距光栅光程差原理,利用1stopt软件的通用全局优化算法计算出像差小的光栅,最后用Zemax软件对整个系统进行建模与优化。给出了设计实例,设计出的太阳极紫外成像光谱仪工作波长范围为17～21nm,视场为2400″,空间分辨率为0.6″,光谱分辨率为0.00225nm/pixel,长度约为2m。在光谱范围内,空间方向与光谱方向的均方根半径以及截止频率范围内的调制传递函数均满足要求。

使用辅助光栅的平面变间距全息光栅加工理论研究

变间距全息光栅具有自聚焦和消像差功能,是高分辨率光谱仪与同步辐射单色器中的重要元件。研究了使用平面等间距光栅产生非球面波,记录平面变间距全息光栅的方法。根据几何光学的光线追迹理论,推导了光栅参量的四阶解析表达式。并基于费马原理,提出了记录光路的光线追迹数值算法。应用所推导的光栅参量四阶表达式,仿真设计了变间距全息光栅。通过合理选择记录参量,可以避免光栅基底受到零级及高阶衍射光场的影响。设计结果表明,理论光栅线密度与要求值相当符合;经光线追迹数值算法验证,解析表达式的展开误差在整个记录区域内小于1.5线;考虑到实际加工工艺允许误差,使用辅助光栅的记录光路对记录参量的误差并不敏感;设计实例证明了解析表达式的有效性,以及使用辅助光栅的记录光路的优越性。

用柱透镜制备二维自由空间交叉光互连全息器件

用红敏光致聚合物作为全息干版、波长为 6 30 nm He- Ne光源曝光、焦距为 4cm的 2个柱透镜及按不同互连功能分区域曝光的方法制备了二维 n×n信道自由空间交叉全息光互连器件。这种方法比逐个互连点曝光的方法曝光次数要少得多 ,当互连点增多时更显其优越性 ,因为它的曝光次数与交叉光互连信道的多少无关。

极紫外波段平面变栅距全息光栅的优化设计

为制作应用于极紫外波段（50～150nm）的变栅距全息光栅，提出了一种新的应用于球面波曝光系统的优化算法，即改进的局部优化算法。根据仪器使用要求构建了期望刻线密度函数，并以此建立优化目标函数，其特点是使四个目标函数转化为多变量、带约束的一个目标函数，变为非线性优化问题。使用改进的局部算法时，由于对目标函数进行了加权，赋予了初值多样性，限定了记录参数取值，给出了刻线密度系数的约束条件，从而改变了各项系数对目标函数值的贡献，有效地降低了刻线密度函数系数的误差，提高了刻线函数符合程度及光栅分辨率。与常规局部优化算法相比较，使用改进的局部优化算法可使刻线密度函数与期望刻线密度函数绝对误差在0-0．02line／nm范围内，提高一个数量级，分辨能力可由4000提高至17000以上。结果表明，只要优化方法选择得当，使用简单的球面波曝光系统可以制作高分辨率的变栅距全息光栅。