Talbot效应

摘要： 实验展示Talbot效应能够加深学生对于周期性物体衍射现象的理解.然而通过实验平台展示Talbot效应的灵活性低,且学生参与度不高,不能保证每位学生都有动手操作的机会,不便于学生课后的创新性拓展.基于Matlab GUI搭建Talbot效应仿真平台,平台操作的灵活性允许学生自行设计不同的周期性结构并观察其Talbot效应,激发学生的创造性思维,让学生在课后也能够随时开展对菲涅尔衍射以及Talbot效应的观察和研究.

摘要： 为了满足100m～3km特长焦距参量的测试校准需求,采用Talbot-Moiré 条纹技术法,设计了一套长焦测焦仪.针对影响仪器测量不确定度的系统参量,分别设计了校准方法,并对仪器测量不确定度评定结果进行了实验比对验证.结果表明,校准后仪器测量不确定度评定为6.4％;校准后的长焦测焦仪测量结果与刀口仪测量结果满足测量不确定度比对公式;对比结果最大为0.64,小于1;长焦测焦仪测量不确定度评定合理.该研究验证了长焦测焦仪系统参量校准方法的可行性.

摘要： 以Talbot效应实验为例探索研究型实验教学模式,科学设计实验,实施研究型教学方法与手段,引导学生逐步建立Talbot自成像概念,总结自成像规律.并通过课外延展掌握Talbot效应原理,由现象到本质,真正进行探究性学习.教学实践表明,该探究实验提高了学生对实验课程的兴趣,学生的自主性得到充分发挥,科学探究能力得到了训练.

摘要： 从惠更斯-菲涅尔原理出发,基于Talbot效应推导了周期性结构被破坏的物体衍射像自修复特性,并进行了理论模拟和实验验证.

摘要： 采用在金属薄膜上打孔的方式实现Talbot效应,并根据偶极子近似模型进行了理论推导和数值分析.结果证明:小孔阵列的像会在与原物相距周期性距离的地方出现;像点的大小在半个波长左右,像点的位置可以通过改变小孔周期或改变入射光的倾角来控制.

摘要： The Talbot effect is a self-imaging phenomenon of near-field diffraction. When a plane wave is incident on a periodic diffraction grating, the image of the grating is repeated at regular distances away from the grating plane. A Talbot array illuminator is a device that splits singular light beam into an array of beams with periodical optical intensity based on Talbot effect. LiNbO3 (LN) crystal is a kind of practicable material for a Talbot array illuminator due to its perfect optical characteristics. MgO-doped LiNbO3 (MgLN) crystal shows shorter absorption edge wavelength and higher resistance to photorefractive damage than LN. Up to now, the usefulness and simplicity of Talbot effect have still aroused the interest of many scholars. In the conventional method, a Talbot array illuminator is fabricated by using high external electric field to modulate the phase difference. However, essentially, high external electric field restricts the Talbot array illuminator to applications in optical integration and optical micro structure devices. Now we are looking forward to a new way which avoids using high external electric field. In this paper, we systematically study the two-dimensional (2D) hexagonal tunable array beam splitter, which is fabricated by domain-etching in MgLN crystal, and its fractional Talbot effect. The self-imaging phenomenon caused by Talbot effect in the Fresnel field for this phase array coherently illuminated is theoretically analyzed according to Fresnel diffraction theory. We numerically simulate the light intensity distributions of Talbot diffraction image under different values of Talbot coefficient β and different values of domain-etching depth. The simulation results show that β can change the array period and the structure distribution of the fractional Talbot diffraction image, and the domain-etching depth can modulate the light intensity distribution of diffraction image. Based on the numerical simulation results, the 2D hexagonal array beam splitters are fabricated with different values of domain-etching depth. The fractional Talbot diffraction images of array splitters are obtained at different values of β through the optical experiments. The results show that domain-etching depth can effectively modulate the intensity distribution of diffraction image, becoming a tunable array beam splitter successfully. The experimental results agree well with the simulation results. The theoretical and experimental results show that the optimal self-image visibility can be obtained at a Talbot coefficientβ of 0.5 and a domain-etching depth of 0.39 µm, while the duty cycle is 52%. Moreover, a good self-image pattern is also observed under thinner domain-etching depth, which is beneficial to optical integration and micro optical devices.

摘要： The tunable phase array with hexagon﹣lattice and round cell was designed and fabricated by use of periodically poled LiNbO3 crystal. Theoretical and experimental researches on the Talbot effect diffraction of phase array were presented. The simulated and experimental patterns of near field diffraction under various phases different and fraction Talbot distance were obtained. The results of experiment agreed with the results of the theoretical researches well. Average intensity of the selected area in diffraction field was calculated to get the relative intensity curves versus phase difference and distance. The effects on the intensity distribution of near﹣field diffraction from phase difference and Talbot distance were revealed.%利用周期极化反转的铌酸锂晶体设计与制备圆形周期单元六角结构排列的可调位相阵列器，对位相阵列器的Talbot效应光衍射成像进行理论和实验研究，得到了不同位相差和不同分数Talbot距离条件下阵列器近场衍射的理论仿真和实验观测图像，实验结果与理论研究相符。计算衍射场取样区域内平均强度，获得取样区内强度随位相差和Talbot距离变化的曲线，揭示了位相差和衍射位置对阵列器衍射强度分布的影响。

摘要： 线阵半导体激光器(LDA)内部发光元周期排列,基于Talbot效应,改进传统Littrow外腔窄线宽系统,在Littrow外腔中置入反射率为20％平平镜构成Talbot外腔以进一步窄化激光器输出谱宽,并将外腔窄线宽输出通过铷池进行吸收实验.实验结果表明:铷池对Tablot外腔输出吸收系数比Littrow外腔吸收系数相对提高42.9％,说明Talbot外腔能有效提高外腔输出谱宽的均匀性,提高半导体激光器泵浦效率.

摘要： 介绍了平面波角谱理论中得到衍射积分公式的方法.用Matlab计算了15×15矩孔阵列近场区域的衍射图样,在距离周期衍射屏特定距离处出现衍射屏的自成像.

摘要： 介绍了基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复原理，仿真实验及结果展示，指出对单项像差和随机组合像差都有很好的恢复结果，并且恢复结果相对误差在1%以内，而且结构简单、收敛速度快、精度高，具备较强的抗噪能力。

摘要： 介绍了基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复原理，仿真实验及结果展示，指出对单项像差和随机组合像差都有很好的恢复结果，并且恢复结果相对误差在1%以内，而且结构简单、收敛速度快、精度高，具备较强的抗噪能力。

摘要： 介绍了基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复原理，仿真实验及结果展示，指出对单项像差和随机组合像差都有很好的恢复结果，并且恢复结果相对误差在1%以内，而且结构简单、收敛速度快、精度高，具备较强的抗噪能力。

摘要： 介绍了基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复原理，仿真实验及结果展示，指出对单项像差和随机组合像差都有很好的恢复结果，并且恢复结果相对误差在1%以内，而且结构简单、收敛速度快、精度高，具备较强的抗噪能力。

摘要： 准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,对光束的准直性检测方法进行研究具有十分重要的意义。迄今已提出了多种检测光束准直性的新技术,其中一种方法是基于Talbot效应检测光束的准直性,具体是根据光束经过两光栅形成的莫尔条纹的倾斜角大小来检测光束的准直程度。通过对以往检测方法进行改进,并分析讨论影响该方法精度的因素,理论上估算出了检测精度。结果表明该检测方法非常简单,并且有很高的检测精度。

摘要： 准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,对光束的准直性检测方法进行研究具有十分重要的意义。迄今已提出了多种检测光束准直性的新技术,其中一种方法是基于Talbot效应检测光束的准直性,具体是根据光束经过两光栅形成的莫尔条纹的倾斜角大小来检测光束的准直程度。通过对以往检测方法进行改进,并分析讨论影响该方法精度的因素,理论上估算出了检测精度。结果表明该检测方法非常简单,并且有很高的检测精度。

摘要： 准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,对光束的准直性检测方法进行研究具有十分重要的意义。迄今已提出了多种检测光束准直性的新技术,其中一种方法是基于Talbot效应检测光束的准直性,具体是根据光束经过两光栅形成的莫尔条纹的倾斜角大小来检测光束的准直程度。通过对以往检测方法进行改进,并分析讨论影响该方法精度的因素,理论上估算出了检测精度。结果表明该检测方法非常简单,并且有很高的检测精度。

摘要： 本文只用一块光栅和DⅡ-180°直角棱镜相结合并利用Talbot效应和moire条纹来进行CCD精细拼接.拼接精度可达到单个像元尺寸的1/20.

摘要： 本文只用一块光栅和DⅡ-180°直角棱镜相结合并利用Talbot效应和moire条纹来进行CCD精细拼接.拼接精度可达到单个像元尺寸的1/20.

摘要： 本文只用一块光栅和DⅡ-180°直角棱镜相结合并利用Talbot效应和moire条纹来进行CCD精细拼接.拼接精度可达到单个像元尺寸的1/20.

摘要： 本发明提出了一种基于Talbot效应光学卷积的图像特征提取系统及方法，光学卷积图像处理系统由光学系统、叠层光栅、分时切换系统以及探测器组成。所述光学系统包括物镜、目镜系统，源图像，用于实现物像的共轭缩小成像。所述叠层光栅系统可在光栅Talbot距离上产生Talbot自成像效应，进而利用莫尔条纹效应可对入射光场进行光学卷积处理。所述分时切换系统可以实现不同周期、不同相位光栅的分时切换，从而实现不同卷积参数的光学卷积操作，提取不同的入射图像特征。该方法利用光学卷积进行图像处理，可显著降低计算能耗以及节约计算时间。该方案结构系统紧凑，可有效利用光学卷积进行图像的滤波等操作。

摘要： 基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复装置及其工作方法，由Ronchi光栅和高灵敏度CCD相机组成，特征是CCD相机位于Ronchi光栅的Talbot距离处。第一步，通过CCD相机获得Ronchi光栅自成像；第二步，对获得的Ronchi光栅自成像进行去除背景噪声等预处理；第三步，进行相位恢复，通过相位恢复算法多次循环迭代优化相位信息，最终优化输出入射波前。本发明克服了现有技术中系统复杂度高、操作难度大等不足，利用Ronchi光栅的Talbot效应进行相位恢复，恢复算法收敛性好，相位恢复精度高，并具备较强的抗噪声能力。该方案结构简单，可满足各种相位测量、波面分析等领域的应用需求。

摘要： 本发明涉及一种X射线Talbot干涉仪，该X射线Talbot干涉仪包括：包括多个X射线透射部分的源光栅，被配置为允许来自X射线源的X射线中的一些通过；具有周期性结构的分束器光栅，被配置为通过使用所述周期性结构使来自所述X射线透射部分的X射线衍射以形成干涉图案；以及X射线检测器，被配置为检测来自所述分束器光栅的X射线。所述分束器光栅使来自所述多个X射线透射部分中的每个X射线透射部分的X射线衍射以形成各自与所述多个X射线透射部分之一对应的干涉图案。所述多个X射线透射部分被布置为使得各自与所述多个X射线透射部分之一对应的干涉图案相互叠加以增强通过所述干涉图案的调制而生成的边带中的空间频率分量。

摘要： 本发明涉及一种基于逆时域Talbot效应的高精度实时频谱感知方法及系统，方法包括步骤：S1、产生周期性光脉冲序列；S2、对周期性光脉冲序列进行时域二次相位调制，以得到第一调制光脉冲序列；S3、将待测射频信号调制到第一调制光脉冲序列上，以得到第二调制光脉冲序列；S4、第二调制光脉冲序列经过满足逆时域Talbot效应的色散介质后，以得到第三调制光脉冲序列；S5、根据第三调制光脉冲序列的位置获取待测射频信号的频率信息。本发明能完成带宽GHz以上的实时频谱分析，利用频时映射关系通过简单的计算就能得到射频频谱信息。通过调节相位调制信号和色散介质的色散量，能将输出脉冲的周期放大很多倍，在同样的系统带宽下，提升系统的频谱分辨率。

摘要： 本发明涉及一种基于时域Talbot效应的射频信号频谱分析系统，包括依次连接的锁模激光器、马赫‑曾德尔调制器、色散介质、光电探测器、示波器，马赫‑曾德尔调制器设有射频输入口和偏置电压输入口，色散介质的色散系数满足一阶时域Talbot效应。本发明利用锁模激光器产生高重复频率的窄脉冲串，将待测量的射频信号通过马赫‑曾德尔调制器调制到光载波上，接着将调制信号经过满足一阶Talbot效应的色散介质，后由光电探测器进行光电转换并通过示波器获得经过色散介质后输出脉冲序列的光功率，为射频信号的频谱分析提出了新的方法，且系统结构简单，易于操作。

摘要： 本发明涉及信号处理和信号产生领域，具体为一种基于整数阶时域Talbot效应的任意波形产生装置，射频信号发生器与推挽式马赫‑曾德尔调制器连接；窄线宽连续光激光器产生的高斯光脉冲序列与射频信号发生器产生的周期模拟射频信号同时加入推挽式马赫‑曾德尔调制器；高斯光脉冲序列对周期模拟射频信号采样获得周期模拟射频信号瞬时频率的周期光脉冲序；周期光脉冲序列进入一阶色散系数满足整数阶时域Talbot效应的色散光纤；经色散光纤输出光脉冲序列。本发明根据输出的光脉冲序列与输入的周期模拟射频信号之间的关系，产生预期理想的输出时间波形。

摘要： 本发明提出了一种基于Talbot效应光学卷积的图像特征提取系统及方法，光学卷积图像处理系统由光学系统、叠层光栅、分时切换系统以及探测器组成。所述光学系统包括物镜、目镜系统，源图像，用于实现物像的共轭缩小成像。所述叠层光栅系统可在光栅Talbot距离上产生Talbot自成像效应，进而利用莫尔条纹效应可对入射光场进行光学卷积处理。所述分时切换系统可以实现不同周期、不同相位光栅的分时切换，从而实现不同卷积参数的光学卷积操作，提取不同的入射图像特征。该方法利用光学卷积进行图像处理，可显著降低计算能耗以及节约计算时间。该方案结构系统紧凑，可有效利用光学卷积进行图像的滤波等操作。

摘要： 基于Ronchi光栅Talbot效应的相位恢复装置及其工作方法，由Ronchi光栅和高灵敏度CCD相机组成，特征是CCD相机位于Ronchi光栅的Talbot距离处。第一步，通过CCD相机获得Ronchi光栅自成像；第二步，对获得的Ronchi光栅自成像进行去除背景噪声等预处理；第三步，进行相位恢复，通过相位恢复算法多次循环迭代优化相位信息，最终优化输出入射波前。本发明克服了现有技术中系统复杂度高、操作难度大等不足，利用Ronchi光栅的Talbot效应进行相位恢复，恢复算法收敛性好，相位恢复精度高，并具备较强的抗噪声能力。该方案结构简单，可满足各种相位测量、波面分析等领域的应用需求。

摘要： 本发明涉及X射线Talbot干涉仪和X射线Talbot干涉仪系统。X射线Talbot干涉仪包括：包括多个X射线透射部分的源光栅，被配置为允许来自X射线源的X射线中的一些通过；具有周期性结构的分束器光栅，被配置为通过使用所述周期性结构使来自所述X射线透射部分的X射线衍射以形成干涉图案；以及X射线检测器，被配置为检测来自所述分束器光栅的X射线。所述分束器光栅使来自所述多个X射线透射部分中的每个X射线透射部分的X射线衍射以形成各自与所述多个X射线透射部分之一对应的干涉图案。所述多个X射线透射部分被布置为使得各自与所述多个X射线透射部分之一对应的干涉图案相互叠加以增强通过所述干涉图案的调制而生成的边带中的空间频率分量。

摘要： 本发明涉及一种X射线Talbot干涉仪，该X射线Talbot干涉仪包括：包括多个X射线透射部分的源光栅，被配置为允许来自X射线源的X射线中的一些通过；具有周期性结构的分束器光栅，被配置为通过使用所述周期性结构使来自所述X射线透射部分的X射线衍射以形成干涉图案；以及X射线检测器，被配置为检测来自所述分束器光栅的X射线。所述分束器光栅使来自所述多个X射线透射部分中的每个X射线透射部分的X射线衍射以形成各自与所述多个X射线透射部分之一对应的干涉图案。所述多个X射线透射部分被布置为使得各自与所述多个X射线透射部分之一对应的干涉图案相互叠加以增强通过所述干涉图案的调制而生成的边带中的空间频率分量。