基于夫琅禾费衍射的巴比涅原理综合设计性实验研究

在地方高校的光学课程教学中,将夫琅禾费衍射和巴比涅原理建立联系进行课堂讲授会帮助学生理解和掌握光的衍射现象。本文利用夫琅禾费衍射和巴比涅原理的综合设计性实验项目进行了理论研究和实践探索,通过夫琅禾费衍射的单缝和衍射、圆屏和圆孔衍射的图样和光强分布,结合数值模拟方法,设计、计算并验证了与巴比涅原理及相关实验结果。

邻苯二钾酸氢铊晶体积分衍射效率的标定

以北京同步辐射实验室487中能柬线为光源，在2．1～6．0keV的范围内对邻苯二钾酸氢铊（T1AP）平面晶体一、二、三级衍射的积分衍射效率进行了精确的实验标定。标定结果表明：TIAP晶体有较高的峰值衍射率；其一级衍射的积分衍射效率向低能端有增加的趋势，而在2．6～5．4keV的范围内大约为1．53×10^-4rad随着衍射级次的提高，衍射效率逐渐减小，二级衍射的积分衍射效率约为一级衍射效率的1／4，三级衍射结果比一级衍射下降一个量级。实验所标定的T1AP晶体可用于平晶谱仪对激光等离子体X射线光谱的定量分析。

平面晶体积分衍射效率实验标定

平面晶体谱仪是激光等离子体X光光谱重要诊断设备之一，X光光谱的半定量或定量化诊断需要对平面晶体的一些重要参数如积分衍射效率、晶体扭摆曲线半高宽等进行标定。利用北京高能物理研究所同步辐射室的383中能束线作为X光光源，对PET平面晶体进行了实验标定，并对实验标定结果进行了分析，得到了2．1～6．0keV范围内各能点处的晶体衍射效率。实验结果与其它文献符合得很好。

基于瑞利-索末菲积分的大衍射角衍射光学元件设计方法

针对现有的衍射光学元件设计方法只适用于小角度衍射的情况,本文提出了一种基于瑞利-索末菲衍射积分的设计方法,可以用来设计具有大衍射角的衍射光学元件。先对目标光场进行坐标变换和强度调整,再利用改进的Gerchberg-Saxton算法优化得到衍射光学元件的相位分布。分别采用本文方法和原有的基于夫琅禾费衍射积分的方法设计衍射光学元件实现线条结构光和不同角度方框图形的光场重构,结果表明:原有的设计方法只适用于衍射角全角小于25°的情况,当衍射角大于25°时,重构光场会出现显著的枕形畸变和不均匀的强度分布。而本文方法在小角度和大角度衍射下都能重构出准确的衍射角和较为均匀的强度分布.

求解分数傅里叶变换衍射积分的一种快速算法

在对Lohmann二型分数傅里叶变换 (FRT)和菲涅耳衍射积分进行比较的基础上 ,给出基于快速傅里叶变换 (FFT)求解该分数傅里叶变换和菲涅耳衍射积分的快速算法及算法适用范围 数值模拟实验证明了理论的可靠性和算法的高效性

瑞利索莫菲衍射与物理光学积分的应用比较

针对准光学中电磁场传播的计算问题,研究了从不同角度出发所采用的瑞利索莫菲标量衍射积分公式和基于矢量的物理光学积分公式内在的一致性与区别.首先从物理概念上区分这两种积分方法,然后在平行口面间电磁场传播的条件下,讨论两种积分公式的一致性.借助高斯波束传播解析解作对比,分别应用两种积分方法实现了高斯波束传播的数值仿真,给出了二者在处理电磁场传播问题时的精度与处理矢量衍射时的不同应用.

RAP晶体积分衍射效率的实验研究

以北京同步辐射装置的4B7中能束线为光源,对RAP(邻苯二甲酸氢銣)晶体的积分衍射效率进行了实验标定.结果显示:晶体在不同能量段都得到了完整的衍射峰,扭摆曲线的光滑性和对称性较好,在偏离布喇格角以后衍射效率都迅速下降到本底量级.在2.1～5.8keV范围内,晶体的积分衍射效率在1×10-4rad左右.

用薛定谔方程和路径积分方法研究中子双缝衍射

通过严格求解薛定谔方程,得到双缝中的中子波函数,再由路径积分方法求得中子衍射波函数,最后推导出中子双缝相对衍射强度和衍射图样位置之间的解析关系,所得理论结果与实验数据符合较好,

路径积分理论对电子衍射态的分析

本文以电子概率波单缝衍射和双缝衍射为例 ,用费曼的路径积分理论对量子衍射态进行了定量分析 。

菲涅耳衍射积分与缓变振幅近似对高斯光束的等效性

使用菲涅耳衍射积分公式,推导出在自由空间传播的高斯光束表达式,与用亥姆霍兹方程在缓变振幅近似下求得的结果作比较,得出在计算高斯光束时两种近似方法是等效的,计算时可以根据需要进行适当的选择。

分数傅里叶变换和失调光学系统的衍射积分公式

空域中光束通过失调的 ABCD光学系统的衍射积分公式在满足一定条件下 ,可实现分数傅里叶变换 .同时 ,对角谱通过失调的 ABCD光学系统变换的频域衍射积分公式也可实现分数傅里叶变换 .最后 ,以单透镜失调光学系统为例说明其应用 .

大面积LiF晶体积分衍射效率的标定

本文介绍了用连续Ｘ光谱测量晶体积分衍射效率的方法，并将所测结果与常规用双晶谱仪测量晶体摇摆曲线法所得结果进行了比较，对所测结果的合理性和实用性进行了讨论。

多缝衍射反演光谱学的稳定性理论研究── 一种第一类Fredholm积分方程数值解之稳定性分析

作者在前文￣（１，２）中通过计算机模拟实验给出了由多缝衍射反演光谱学的积分方程─一种第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程─获得稳定线性方程组的条件，本文将进一步从数学上利用积分方程的本征值理论分析计算机的实验结果，阐明这些条件使线性方程组稳定的机制。

失调单球面折射系统的衍射积分和分数傅里叶变换

根据球面的几何特征,分析了单球面折射光学系统折射面倾斜和偏心时的失调特征;由失调元件矩阵和共轴元件矩阵的依次相乘,得到了完备的描述失调单球面折射光学系统的矩阵;从系统衍射积分与失调矩阵元的关系导出了该系统的失调衍射积分,并利用单球面折射光学系统的分数傅里叶变换结构参数得到了系统失调时的分数傅里叶变换结果.这些结果可用于数值计算和模拟该系统失调时对输入复振幅的衍射和分数傅里叶变换.

X光衍射中积分强度的近似公式

用X射线衍射仪做定量分析衍射实验时会因盖革记数器的死时间而出现漏计现象.为了简便地测定死时间,本文提出了单层膜两次照射技术,导出了校正积分强度的近似公式,并与逐次校正法作了对比分析.

Fraunhofer衍射的光量子路径积分方法

在波动光学中,Fraunhofer衍射的光强分布规律,可根据Huygens-Fresncl原理,用积分法或复振幅合成法进行计算,其结果与实验规律相符。表明光的电磁波动理论能很好的处理Fraunhofer衍射问题。而在1909年,Geoffre Taylor用强度非常弱的光源发出的光照射到一根针上,观察其衍射现象。从实验过程中,他证实了光子是单个地。

椭圆石英弯晶的积分衍射效率标定

椭圆弯晶谱仪具有测谱宽度大,能谱分辨力高等特点,并在"神光II"激光惯性约束聚变实验研究中得到了很好的应用。利用X射线衍射仪铜(Cu)靶X射线管作为X射线线光源,选取合适厚度滤片,抑制Cu-Kβ线及韧致辐射,测量了Cu-Kα能点处二氧化硅石英椭圆弯晶的积分衍射效率和摆动曲线半高全宽,并开展了针对上述两个重要参数随晶体弯曲曲率半径改变的测试验证,预估了能谱分辨力。结果表明,椭圆弯晶的积分衍射效率和摆动曲线半高全宽对晶体弯曲半径改变敏感,通过提高晶体弯曲度可增强晶体"镶嵌"效果。该结果可为下一步优化设计多用途性椭圆弯晶谱仪,以及完善X射线光谱定量化测量提供了数据支撑。

基于量子路径积分理论的大分子单缝衍射实验

以C_(60)分子的单缝衍射为例,通过求解薛定谔方程及费曼的路径积分方法,给出了C_(60)单缝衍射强度的解析式,利用该式分析了C_(60)单缝衍射实验,其理论计算结果与实验数据一致.

非线性相位调制高斯光束的衍射积分简化计算

从理论上给出一种类似于采样原理简化衍射积分的方法，对于非线性相位调制高斯光束，积分可以简化为级数求和，计算时间有两个数量级减少。

基尔霍夫衍射积分公式中虚系数的解释

基尔霍夫通过严格的数学理论推导出了衍射积分公式，本文以简化的方法验证了公式中的虚系数，并给予直观物理解释。