泊松斑成像特点及应用初探

从泊松斑成像的基本原理和成像特点出发,分析了成像轴上光强的变化情况,研究了和主轴夹角为α的副轴光强与主轴光强的关系,给出了影响泊松斑亮度和宽度的因素,以及成像对光滑圆球选择的要求,并对泊松斑成像技术的应用前景进行了展望.

由轴锥镜折射阴影区产生的泊松衍射斑

为完善轴锥镜衍射场分布描述与认识,根据积分渐进理论处理了含大数且稳相点不在积分域中的衍射场积分函数,获得了轴锥镜折射阴影区的近轴域衍射场的近似解析解,且发现了该衍射场分布服从泊松散射分布这一新奇的现象。实验结果表明:在其阴影近轴区域的光强分布很好地服从零阶贝塞尔函数,并且中心光斑直径正比于传播距离,但其强度随纵面传播而衰减。由于照射光束与衍射斑的直径都随传播距离线性增大,二者永远不会重叠,所以理论上这个泊松衍射可传播到无穷远。相对于传统的圆屏衍射实现方式,轴锥镜透镜为超远距离空间中泊松衍射斑的产生提供了一种新的、更便捷的方法。

菲涅耳圆屏衍射的Matlab模拟

首先利用衍射积分公式得到了圆孔菲涅耳衍射场的表达式,再利用衍射巴比涅原理导出圆屏衍射场,从而得到圆屏菲涅耳衍射的光强分布表达式。并且用Matlab软件算出结果,分析了圆屏的大小、光源到圆屏的距离以及圆屏到接收屏的距离对泊松斑大小的影响。另外,考虑到课堂教学的需要,利用GUI建立了菲涅耳圆屏衍射的演示界面。

参数可控长距无衍射光束的生成方法研究

为了消除光学器件几何参数对无衍射光束传播特性调整的限制,实现长距空间中无衍射光束传播时特性参数的可控性,首先,通过研究axicon折射阴影区的电场分布特征,发现axicon无衍射区外过临界面后的近轴区域虽处于几何折射阴影近轴区域内,但仍存在光强服从第一类零阶贝赛尔函数分布的球面波;以此为基础,提出了一种不受传播空间距离限制的无衍射光束的生成方式;最后,在近12 m的尺度范围内进行无衍射光传播特性参数测试,发现其实验参数与理论计算值的差值不超过0.1μm。该无衍射光通过对第一类零阶贝塞尔函数分布的球面衍射光斑准直生成,本质上区别于传统的干涉无衍射光束生成方式,易于生成大尺度空间无衍射光束。该无衍射光生成方式适合用于非能量使用情况下大尺度空间的直线基准、光束空间通讯等领域,具有较大的价值与意义。

微波实验仪(续)

七、微波的折射 当微波折射时,其性质与光波相同。 木块的折射 用微波以一个角度照射一块完全干燥的木块(100×100×200mm)并且用二极管寻找接收能量的最大值(图24)。微波波束入射和折射的方向在木块上标出,于是表示了入射和折射的角度。