混合型双光束干涉全息照相的设计与探究

基于单光束干涉和一般的双光束干涉全息照相实验,本文设计了一种反射透射混合型双光束干涉光路,从理论上分析了两束物光与一束参考光干涉叠加后在全息干板上的强度分布情况,通过对照实验:拍摄只有反射物光的单光束干涉光路、只有透射物光的单光束干涉光路、反射透射混合型双光束干涉光路的全息图,对比分析成像效果,结果表明本文设计的光路拍摄得到的全息图成像更完整、更清晰、层次感更强;并进一步通过控制变量法,改变不同的影响因素,进而提高全息图的成像质量。经过多次探究,结果表明,当使用GS-I型全息干板,使用功率约为2.23mW、波长为632.8nm的氦氖激光器拍摄全息图时,控制曝光时间为15s,反射物光与参考光之间的夹角为25°~35°,透射物光与参考光之间的夹角为20°~30°,反射物光、透射物光与参考光的光强比约为1∶1∶1,全息图整体成像效果最佳。

飞秒激光多光束干涉光刻硅表面减反微结构

为了得到均匀分布的硅表面微结构,提出了一种利用多束激光干涉光刻的方法来实现对硅表面微结构分布特征的控制.利用空间光调制器实现飞秒激光多光束干涉,形成分布均匀、周期可控的空间点阵,利用聚焦的空间点阵在单晶硅表面烧蚀得到规则分布的凹坑状结构,并通过改变附加给空间光调制器的相位实现对微结构分布特征及间距的控制.用扫描电子显微镜和分光光度计分别对结构的形貌特征和光学特性进行了测量,结果表明:采用底角为2°的四棱锥镜相位形成四光束干涉,通过10×物镜聚焦,在激光功率25mW、曝光时间30s时,可以形成间距约为3.3μm的密排凹坑微结构,所形成的凹坑结构具有良好的减反效果,在1.2～2μm近红外波段的透过率相对抛光硅平均提高了11.5%.

四激光束干涉光刻制造纳米级孔阵的理论分析

为提供一个在大范围内曝光出深亚微米甚至纳米级周期性密集图形的廉价的方法 ,研究了四激光束干涉光刻的原理 ,分析了干涉曝光的结果 ,并进行了计算机模拟 用现有的光源 ,如4 4 2nm、365nm、2 4 8nm、193nm激光 ,曝光得到的图形的临界尺寸容易做到 180～ 70nm 具有实际上无限制的焦深和容易实现的大视场 适合硅基CCDs。

非对称光束干涉制备二维微纳光子结构研究

研究了基于不同偏振组合的非对称4束和5束光干涉制备二维微纳光子结构.通过改变光束的参数组合获得了枝节状、波形状等结构.在非对称光束干涉中,光束的构型和偏振改变了波矢差分布,从而改变晶格形貌和对比度.利用CHP-C感光胶开展了全息光刻实验制备,获得了与模拟一致的光子结构.该研究为制备新颖光子结构提供了有效途径,此类光子结构还可以为制备不同类型的金属点阵结构提供模板,对新型光子器件的制备和应用研究具有一定的促进作用.

基于单光束干涉仪的机床主轴热误差实时测量

主轴热误差是数控机床的主要热误差源 ,本文提出了一种使用三路单光束干涉仪 (SBI3)进行机床主轴热误差的非接触式实时测量方法 ,可以快速准确地测量主轴热误差。实验结果表明 ,所测立式加工中心主轴热误差沿Z轴方向最大 ,约为 50μm ,测量误差约为 1 0 μm。

细丝直径测量的双光束干涉法

本文提出一种双光束干涉法测量细丝直径的方法．两束平行光波相向入射到细丝上，反射后形成两条虚线源，它们产生平直的条纹，条纹周期与丝径成反比．由ＣＣＤ摄取条纹图进入微机处理，给出细丝直径。文中将介绍该方法的原理和装置，给出相应的实验结果，并对其应用前景作简要的讨论．

高精度双光束干涉指零仪的研制

在激光陀螺动态测角过程中,瞄准并建立一个可靠的零点是比较关键的问题。利用双光束干涉原理设计了指零仪的光路,描述了其瞄准原理和电路组成,分析了研制过程中应该注意的问题。利用高精度速率偏频激光陀螺的输出脉冲对指零仪进行了稳定性和重复性的实验,在转速为144(°)/s时指零仪的指零精度优于±0.1″,指零重复精度优于±0.05″。结果证明,所研制的指零仪具有很高的指零精度和良好的动态响应能力,验证了设计的合理性和可行性,为高精度激光陀螺测角仪的研制奠定了良好的基础。

基于TDLAS检测西林瓶内氧气浓度的多光束干涉抑制方法

应用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术开放单光路短光程检测西林瓶内氧气浓度,因玻璃瓶壁造成入射光多次反射和透射,形成多光束干涉,严重影响信号波形和检测精度。本文提出了一种改变激光入射角度来抑制瓶壁光学干扰的方法,理论分析了入射角度对透射光强分布的影响,详细推导了使两相干光束叠加部分在接收端探测范围之外的入射角度计算公式,并根据现场参数得到理论最佳入射角度。对氧气浓度1%的样瓶进行多次测量,将二次谐波信号峰值的平均值作为信号,峰值的标准差作为噪声,以信噪比(signal to noise radio,SNR)最大作为系统入射角角度的优化指标,实验获得系统的实际最佳入射角度。与决定系数较高的入射角度进行浓度预测对比,交互验证后的最小二乘拟合结果显示:相关系数分别为0.995 9和0.988 9,前者相比后者提高了0.7%,预测的均方根误差(root mean square errors of prediction,RMSEP)分别是0.003 1和0.005 3,前者相比后者降低了41.5%,说明本文方法所确定的最佳入射角,能有效抑制玻璃瓶壁引起的多光束干涉影响,改善系统检测精度。

双光束干涉条纹间距的在线测量

双光束干涉是物理光学中的重要内容 ,也是全息光栅制作的光学原理 .本文采用CCD光电传感器[1] 在线测量双光束干涉条纹间距的方法 ,来确定全息光栅常量的实验原理及实验装置 。

采用宽带光源的双光束干涉中零光程差位置测量研究

提出了一种可以快速实现采用宽带光源的双光束干涉中零光程差位置测量的方法。在测量中 ,以双光束干涉条纹间距的四分之一大小为采样间隔 ,以相邻的四个采样值为一组进行相应的干涉条纹调制度计算 ,以干涉条纹调制度的最大值位置作为零光程差位置。还对光电测量系统中的机械与光电转换精度、采样点位置、采样点密度、双光束光强比、光源相干长度等多方面对测量精度的影响进行了定量分析。

用多光束干涉实现纳米级阵列图形的长焦深光刻

用多束相干光适当组合干涉曝光,得到的图形与基片在干涉场内的纵向位置z无关,与x、y位置呈周期关系,光的相干长度对应传统光学光刻的焦深。该方法适合大尺寸基片上纳米级孔、锥阵列图形的制作。模拟了双光束双曝光、三光束单曝光和四光束单曝光的干涉场光强分布,用波长为441.6nm的激光曝光得到尺寸为200nm的孔阵和点阵的图形。

光折变晶体中共面多光束干涉研究

构用共面多光束干涉在光折变晶体中形成了对比度较大的一维、二维周期性晶格微结构。理论和实验对比研究了共面双光束和多光束在光折变晶体中会聚相干形成周期微结构的分布规律和影响因素。在相干理论的基础上,建立了具有普适性的共面多光束相干数学模型,数值模拟了n(n=1,2,3,4,5,6)束共面激光相干光场的光强分布规律。实验结果表明,干涉光场图案分布同数值模拟相吻合。实验中进一步讨论了相干系统各参数变化对干涉效果的影响,并通过全息记录在铁电铌酸锂晶体中构造出了同多光束干涉场光强分布对应的光子晶格微结构。

飞秒四光束干涉技术加工石墨烯纳米网

由于石墨烯的特殊半导体性质,实现其在电子器件中实际应用的关键是对石墨烯层进行微纳结构处理。简单介绍了飞秒四光束干涉技术应用于石墨烯微纳加工的优势。对实现飞秒四光束干涉的两种实验方法进行了介绍并比较。然后选用改进的衍射分束方法对石墨烯进行加工,得到规则的二维纳米网结构,网线的最小宽度可达600 nm左右。与Matlab理论模拟的四光束干涉花样进行比较,通过调整干涉光束的能量,使得加工的结构更加规则,和理论花样十分吻合。该方法将对石墨烯微纳结构处理及其在集成微电子器件中的应用带来新的思路。

正交双棱镜实现多光束干涉

利用2个相互平行正交放置的菲涅耳双棱镜,实现空间分波阵面的四光束干涉.用Mathlab软件对实验进行仿真模拟,计算机模拟的光强分布图与实验所得的光强分布图照片符合较好.

光源特性对双光束干涉现象的影响

用数学分析的方法，讨论了光源特性对双光束干涉强度分布的影响．结果表明，在干涉装置中，光源单色性的好坏、几何线度的大小直接影响着干涉条纹的清晰程度．

多光束干涉光纤FP探针脉动微压传感研究

本文提出一种面向脉动微压传感的多光束干涉光纤法布里-珀罗(FP)探针。建立探针多光束干涉波长漂移与微压传感模型,分析其在气、液相环境中微压灵敏度差异。采用化学腐蚀、放电熔接、精密切割技术制备光纤探针器件。利用医用注射器、透明柔性软管、石英插芯构建微压测试环境,通过有限元仿真分析测试环境内部压强分布情况,在气相环境压强范围14.41~85.22 kPa、液相环境压强范围4.50~26.02 kPa的测试条件下,对3支光纤探针微压传感特性进行分析。实验结果表明,气、液相环境中,探针波长均随压强增大发生红移现象,反之,发生蓝移现象;气相环境探针平均微压灵敏度可达8.210 pm·kPa,液相环境探针平均微压灵敏度可达66.720 pm·kPa,高于气相环境,与理论模型相符。选取气、液相环境中微压灵敏度最高的光纤探针进行液相脉动微压传感特性研究。实验结果表明,5个脉动周期内探针波长响应良好,且重复性误差较小。本文提出的光纤探针结构紧凑,易于制备,灵敏度高,可实现1 Hz频率范围内的脉动微压传感,为液相环境脉动微压传感提供了重要的参考价值。

Ga_xIn_(1-x)P/AlGaInP多量子阱的吸收/反射光谱:多光束干涉的影响与消减

通过测量GaAs基GaxIn1-xP/AlGaInP多量子阱的光学吸收谱 ,揭示出采用吸收谱研究该量子阱系统所遭遇的困难 ,并判明吸收谱中高频振荡干扰的来源为多光束干涉 ,从而指出消减振荡干扰的有效途径在于降低量子阱样品的有效厚度 .提出了适用于反射光谱测量的样品结构 ,并在实验中观察到激子跃迁 .通过对反射谱进行导数操作 ,达到了准确测定激子跃迁能量的目的 。

基于双光束干涉的全息记录装置的设计与实现

基于传统的双光束干涉原理设计了全息记录装置．该装置的主要部分由固定干涉臂、可调干涉臂以及角度调节装置组成，通过转动可调干涉臂，能够改变双光束干涉的夹角，同时可由角度调节装置的圆台刻度读出两干涉光束的夹角．圆台可测量的角度范围为45°～180°．全息实验得到的两干涉光束的光斑大小接近，直径约1．50cm．满足实验要求．

牛顿环多光束干涉仿真

用多光束法对牛顿环干涉问题进行了研究,建立了牛顿环多光束干涉的理论模型.通过对多光束相干光波的复振幅相加,得出了牛顿环多光束干涉反射光和透射光的强度公式.通过数值计算,描绘了不同反射率下的反射光和透射光的相对强度分布曲线,仿真了不同反射率下的反射光和透射光的干涉条纶分布图样.结果表明,采用多光束法研究适用于不同反射率下的牛顿环干涉,在实际应用中多采用透射光干涉,同时要求反射率适中.

高灵敏度的多波长多光束干涉仪

作者用多纵模ＨｅＮｅ激光照明多光束ＦａｂｒｙＰｅｒｏｔ或Ｆｉｚｅａｕ干涉仪，在一个自由光谱范围内，形成与不同波长对应的子条纹，相邻条纹间的间隔代表的波长数依赖于ＨｅＮｅ激光腔的光学长度ｎｐＬ与ＦＰ腔长ｎｄ之比ｒ＝ｎｄ／ｎｐＬ。当ｒ是整数时，不同波长对应的相邻干涉级次相互重叠，条纹间隔为λ／２且强度最大；当ｒ是分数时，ｒ＝Ｎ／Ｍ，Ｎ，Ｍ为互质的整数，相邻条纹之间间隔为λ／２Ｍ。不难做到Ｍ＝１０，条纹间隔为λ／２０。由于多光束干涉条纹细而锐，有利于读数精度提高，可以测量λ／５００的程差变化，不需内插就可以给出空间分布的足够信息。这对光学元件的高精度面形检验及低密度流场显示有实际的应用前景。给出了应用的若干例子。