大口径透射无光焦度系统的研制

研制了一个通光口径Φ0=300 mm,放大倍率为50倍的透射无光焦度系统.此光学系统为改进型的开普勒型无光焦度系统,它解决了伽利略型无光焦度系统没有实焦点、不能放置消杂光光阑、开普勒型无光焦度系统轴外像差不能校正的问题.系统光学材料全部采用德国进口Schott熔石英玻璃,物镜为高次非球面.经数字干涉仪检测,物镜系统最终面形误差峰谷值为λ/10,均方值误差优于λ/60.

离轴非球面无光焦度系统的设计

以三级像差理论为基础,对反射式无光焦度系统的像差进行了分析。得出的结论为:在主、次镜均为抛物面的前提下,反射式无光焦度系统可以同时消除四种像差。以此结论为基础,综合离轴反射系统的优点,得出了一套离轴反射式无光焦度系统。以光束口径为φ100mm、缩束倍率β=5、主镜离轴量h=150mm的离轴反射式无光焦度系统为例,根据系统的像差结果可以看出,三级像差理论的分析结果是正确的。

无需光系统I（PS I）的放氧光合自养生长

与传统的光合作用Ｚ方案不同，本实验证明具有光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）而无光系统Ｉ（ＰＳＩ）的衣藻（Ｃｈａｌｍｙｄｏｍｏｎａｓ）突变体，可以利用空气中的ＣＯ２作为碳源进行光合自养生长，同时释放氧气，ＰＳＩ缺失突变体在缺氧或有２１％Ｏ２的空气中，当光强为２００μＥ／ｍ＾２／ｓ时，它的光合自养作用都非常稳定，而且，野生型衣藻及较高等的植物中也存在的这种足以能维持细胞生长及代谢的ＰＳⅡ光合作用。

聚焦异常空心光束的焦移

基于柯林斯衍射积分公式推导出了异常空心光束通过薄透镜聚焦后的解析表达式。运用导出公式,通过数值计算分析了异常空心光束聚焦区域的光强分布,并对异常空心光束的焦移特性进行了研究,详细讨论了光束有效菲涅耳数、光束形状和光腰位置对焦移的影响。研究结果表明:聚焦异常空心光束的轴上光强最大点不与几何焦点重合,而是偏离几何焦点。通过选择合适的光束参数和光学系统,异常空心光束将发生异常空心光束的焦移,其焦移量不仅依赖于光束有效菲涅耳数,而且依赖于光束椭圆率以及光束入射面与透镜的距离。