波动光学

摘要： 为克服波动光学教学的不足,运用计算机仿真软件Matlab编写了波动光学实验的仿真程序,并运用Matlab Gui技术创建了人机交互仿真界面,将仿真程序内嵌其中,设置了滑动条实现了仿真的动态参数输入。将该仿真教学平台应用于双缝干涉实验、单缝衍射实验、圆孔衍射实验教学中,操作简便,仿真图样直观、生动、准确。

摘要： 艾里光束作为一种具有自加速特性的无衍射光束,在光镊、光学成丝、成像、表面等离子激发等众多领域都具有应用潜力。而在艾里光束基础上引入涡旋项可以丰富光场特性,同时利用艾里光束特性与涡旋相位特性为光场分布调谐提供了更大的灵活性,也引入了更多的动力学演化特性。以直角坐标和极坐标系下艾里光束的特性与应用为切入口,系统介绍了各类艾里涡旋的参数调谐与演化特性,包括直角坐标和极坐标系下单个艾里涡旋在各个情况下的演化特性、产生方式与应用,以及直角坐标和极坐标系下的艾里涡旋叠加光束的奇特性质等,为系统了解艾里涡旋参数及动力学特性提供参考,进而为产生具有更加丰富性质的光场打下基础,对扩大艾里涡旋的实际应用领域具有指导意义。

摘要： 采用数值方法,对平顶高斯光束在自由空间、单透镜系统和复杂光学系统中的传输特性进行了研究。结果表明:平顶高斯光束在自由空间中传输时,首先会产生凹陷,形成两侧峰结构,随后两侧峰会逐渐融合为单峰的类高斯结构,并在相当长的距离内保持类高斯分布传输;在单透镜系统中,由于透镜的聚焦作用,平顶高斯光束会在焦点处表现出强聚焦效应,而随着传输距离的继续加大,光束会再次恢复平顶分布;在光阑和透镜组成的复杂光学系统中,由于光阑的限制,平顶分布遭到破坏,在透镜焦点之后无法再恢复平顶分布,说明在平顶光束光路中应当尽量避免光阑元件的干扰。

摘要： 本文结合光电信息科学与工程专业的特点,以“光线”和“高斯光束”的推导为例,探索关于自由空间中光传输理论模型的内在联系的教学,实践证明这种方法对于学生理解关于光传输的后续课程非常必要,为工科专业基础理论课的课程教学提供一定参考.

摘要： 1劈尖干涉模型如图1所示,为两块叠放在一起的平板玻璃,其一端的棱边相接触,另一端被一薄片隔开.在平板玻璃1与平板玻璃2之间形成的空气薄层,称为空气劈尖.若用单色平行光照射平板玻璃的上表面,则在平板玻璃上表面能够观察到干涉条纹.理论表明,干涉条纹是空气劈尖上、下两面反射的相干光叠加后形成的.

摘要： 用激光照射粗糙表面时,可以观测到颗粒状的细小斑点,当人眼或相机移动时,观测到斑点也发生移动.分析了激光散斑产生和漂移的原因,将散斑漂移简化为几何光学和波动光学问题,得到一致的散斑漂移速度计算公式.利用Mathematica计算光强关联函数,证实圆斑越大散斑越小.实验测量了散斑漂移速度与相机移动速度的关系,结果符合理论公式.

摘要： 彩虹是一种常见的自然现象.在光学教学中,通常用费马原理推出彩虹角.而本文从波动光学出发探究彩虹的原理与特征,运用菲涅耳公式定量计算出主虹与副虹的光强,从而给出彩虹角的理论解释,并利用计算结果证明彩虹是高度偏振的部分偏振光.

摘要： 为了得到散斑随着观察面运动的动态散斑方程,本文首先介绍了波动光学的推导方法。由于波动光学在散斑运动推导过程中的复杂性,并假设散斑运动方程与激光的波长等波动性质无关,故采用几何光学利用线性系统进行散斑运动方程的推导。最后发现在波动光学和几何光学中动态方程推导结果一致,由此证明了波长等波动性质与动态散斑运动方程无关的假设,并给出了几何光学简化方程推导的方法与结论。本文通过重复上述两种推导方法,加深了对光的波粒二象性适用条件的认识。

摘要： 波动是大学物理中非常重要的一部分知识,既是对电磁波学习的延伸,又是波动光学和量子力学学习的基础,学习大学物理课程的同学们需要在波动问题上下足功夫.通过调研哈尔滨工业大学的大学物理课程中波动问题的学习状况,本文提出波动问题中的四个关键点,分析了关键要素,给出了克服关键点的解决方案,便于同学们掌握波动问题.

摘要： 按照光的量子理论,光的基本单元是光子。如果激光照射均匀光滑的介质,所有反射光子的偏振态相同,对集体偏振态测量的结果也是单个光子的偏振态。在测量自然环境光的偏振态时,所得结果是大量光子的集体贡献,在这种情况下,每个光子的偏振态都不相同。为了研究上述自然环境的光波偏振态,本文主要讨论了一种简单的光子偏振态情况,光子的任意偏振态会以一定的几率出现。本文采用波动光学符号,为了从形式上与波动光学研究偏振的表征一致。

摘要： 几何光学与波动光学的是光学的两大分支领域,为了讨论两者的特点与关系,简要分析了光的直线传播和干涉、衍射的特征,通过对双缝干涉和圆孔衍射现象的仿真计算,给出了随着波长的减小,干涉、衍射现象逐渐消失,光的传播规律显示出几何光学的特征,结果表明几何光学是波动光学在光波长趋于零时的极限.

摘要： 波动光学中对级次k的描述混乱,导致公式不统一。本文总结了条纹级次k需具备的四条重要性质,整理并统一了光的干涉、衍射、光栅等中关于明暗条纹的公式。

摘要： 本文阐述了光子晶体在光电领域的应用，一维光子晶体：镀膜法、喷溅涂膜法、物理、化学气相沉积。二、三维光子晶体：传统机械加工法、逐层叠加法、半导体工艺、胶体自组装法。介绍了金属纳米颗粒、电介质颗粒、减反膜、表面织构化的几何光学原理，光子晶体和光栅的波动光学原理。

摘要： 在波动光学的教学中,光的杨氏双缝干涉与单缝衍射、光栅衍射是干涉与衍射中最具代表性的干涉现象.该文将借助语文的理解力,从字面上理解物理名词,以加深对物理现象本质的理解,让物理的学习变得不再枯燥.对光的干涉和衍射的共性和个性以及相互关系进行分析及总结,并讨论"在光的杨氏双缝干涉中,任意一个缝是否衍射?",以及解释"光栅衍射为何是单缝衍射对缝间干涉调制的结果".

摘要： 根据Kirchhoff定律和波动光学理论,推导了半透明薄膜的表观热发射率计算式,研究了半透明薄膜的表观半球和方向发射率,考察了各相关参数的影响.结果表明,由于考虑了辐射能的波动性及材料的耗散性,半透明薄膜的热辐射与常规尺度半透明体的热辐射特性的计算与结果有较大.

摘要： 给出一种新的圆孔夫琅禾费衍射的计算方法,从复振幅的角度出发,通过积分直接推导出光强分布.此方法的物理模型清晰、直观,数学计算简单,概念容易理解,并方便了教师的课堂讲解.

摘要： 给出一种新的圆孔夫琅禾费衍射的计算方法,从复振幅的角度出发,通过积分直接推导出光强分布.此方法的物理模型清晰、直观,数学计算简单,概念容易理解,并方便了教师的课堂讲解.

摘要： 给出一种新的圆孔夫琅禾费衍射的计算方法,从复振幅的角度出发,通过积分直接推导出光强分布.此方法的物理模型清晰、直观,数学计算简单,概念容易理解,并方便了教师的课堂讲解.

摘要： 给出一种新的圆孔夫琅禾费衍射的计算方法,从复振幅的角度出发,通过积分直接推导出光强分布.此方法的物理模型清晰、直观,数学计算简单,概念容易理解,并方便了教师的课堂讲解.

摘要： 本申请公开了基于光学游标珐珀干涉的空气折射率波动测量装置和方法，本装置包括：光源系统、解调系统、光电转换单元、平面镜单元、反射镜单元；光源系统用于产生波长不能的两束原始光束，平面镜单元和反射镜单元用于形成两束干涉光束，光电转换单元用于得到干涉信号，解调系统用于对干涉信号进行解调，计算空气折射率波动；本方法步骤包括：同时产生两束波长不等的原始光束，进而得到两束原始光束对应的干涉光束以及干涉信号，通过判断两个干涉信号是否同时到达干涉峰值，计算空气折射率波动。本装置结构简单，操作方便。

摘要： 本发明提供了一种基于光学临近效应修正减少栅极波动的方法，应用于光刻工艺中，其中，提供一目标图形，并对目标图形的图形边进行分割以形成可移动的图形片段；包括以下步骤：步骤S1、对目标图形进行模拟曝光以获得目标图形的边缘误差；步骤S2、根据边缘误差移动图形片段，并在移动后的目标图形达到一预定值时执行步骤S3；步骤S3、停止移动图形片段，判断移动的图形片段是否为间隔终端，并在为间隔终端时执行步骤S4；步骤S4、根据当前的图形片段与栅极之间的距离，对移动之后的间隔终端进行追加移动；步骤S5、固定当前的图形片段，以形成最终的修正图形。其技术方案的有益效果在于，在修正过程中可有效减小栅极尺寸波动，可提产品性能。

摘要： 本申请公开了基于光学游标珐珀干涉的空气折射率波动测量装置和方法，本装置包括：光源系统、解调系统、光电转换单元、平面镜单元、反射镜单元；光源系统用于产生波长不能的两束原始光束，平面镜单元和反射镜单元用于形成两束干涉光束，光电转换单元用于得到干涉信号，解调系统用于对干涉信号进行解调，计算空气折射率波动；本方法步骤包括：同时产生两束波长不等的原始光束，进而得到两束原始光束对应的干涉光束以及干涉信号，通过判断两个干涉信号是否同时到达干涉峰值，计算空气折射率波动。本装置结构简单，操作方便。

摘要： 本发明公开了一种基于光场投屏的波动光学教学方法，按以下步骤进行：S1：根据课程内容，通过控制模组选择波动光学实验模组进行演示实验；S2：利用投影模组将波动光学实验模组的波动光场及实验结果测量模组的测量标尺的像一并投影至观察屏幕上；S3：通过观察屏幕得出实验数据，并将实验数据与理论数值进行比较对照。本发明无需费时费力进行光路调节即可投影演示多个波动光学实验，而且可将测量标尺同步投影完成实验结果测量，能够满足学生观看与实际理解，从而提高教学成果与质量。

摘要： 本发明公开了一种物理波动光学演示仪，包括第一支架，所述第一支架的顶部开设有第一滑槽，所述第一支架的一端固定安装有第二支架，所述第一支架的内部开设有第二滑槽，所述第一支架的中部固定安装有连接板，所述连接板的顶部固定安装有底座，所述底座的顶部固定安装有实验光源，所述第二支架的中部固定安装有安装座，所述安装座顶部固定安装有光幕，所述安装座的一面固定安装有干涉板，所述第一支架与所述第二支架之间转动连接，通过第一支架与第二支架分别设置第一安装部和第二安装部，实现了第一支架与第二支架转动连接，使用固定销贯穿第一安装部和第二安装部，将二者固定，使得本演示仪占地空间较小，方便携带和使用。

摘要： 本发明公开了一种基于光场投屏的波动光学教学方法，按以下步骤进行：S1：根据课程内容，通过控制模组选择波动光学实验模组进行演示实验；S2：利用投影模组将波动光学实验模组的波动光场及实验结果测量模组的测量标尺的像一并投影至观察屏幕上；S3：通过观察屏幕得出实验数据，并将实验数据与理论数值进行比较对照。本发明无需费时费力进行光路调节即可投影演示多个波动光学实验，而且可将测量标尺同步投影完成实验结果测量，能够满足学生观看与实际理解，从而提高教学成果与质量。

摘要： 本发明属于物理教学和科普仪器技术领域，具体涉及一种自动控制波动光学演示仪，包括框架、外壳、双色激光源、转筒、减速电机、偏振光源、旋转偏振片、偏振电机、线阵CCD横移组件以及磁性标尺；本装置集成程度高，一台仪器可以演示单缝衍射、单丝衍射、小孔衍射、双缝多缝干涉、一维光栅衍射、二维光栅衍射、偏振等多种波动光学内容。

摘要： 本实用新型属于物理教学和科普仪器技术领域，具体涉及一种自动控制波动光学演示仪，包括框架、外壳、双色激光源、转筒、减速电机、偏振光源、旋转偏振片、偏振电机、线阵CCD横移组件以及磁性标尺；本装置集成程度高，一台仪器可以演示单缝衍射、单丝衍射、小孔衍射、双缝多缝干涉、一维光栅衍射、二维光栅衍射、偏振等多种波动光学内容。

摘要： 本实用新型公开了一种基于光场投屏的波动光学教学装置，包括安装平台，安装平台上设有波动光学实验模组和投影模组；所述波动光学实验模组包括彩色激光器，彩色激光器的前方设有第一实验转盘，第一实验转盘上设有多个环形分布的第一实验片；所述第一实验转盘的前方设有第一反射镜，第一反射镜的一侧设有第二反射镜，第二反射镜的一侧设有第二实验转盘，第二实验转盘上环形设有多个第二实验片；所述第二实验转盘的前方设有第三反射镜,第三反射镜的一侧设有分束棱镜；所述投影模组包括投影镜头，且投影镜头位于分束棱镜的前方。本实用新型无需费时费力进行光路调节即可投影演示多个波动光学实验，能够满足学生观看与实际理解，从而提高教学成果与质量。

摘要： 本实用新型公开了一种具有稳定放置功能的物理波动光学显示仪，包括底座和轨道，所述底座的上方设置有活动杆，且活动杆的底端设置有弹簧，并且弹簧的端部设置有卡扣，所述活动杆的顶端设置有固定板，且固定板的顶端设置有螺栓，所述轨道安装于固定板的上方，且轨道的上方设置有刻度表，所述轨道的一端设置有激光灯，且激光灯的一侧设置有单缝圆盘，所述轨道的另一端设置有固定块，且固定块的左右两侧贯穿有螺杆,并且螺杆的外围设置有螺块。该具有角度调节功能的物理波动光学显示仪设置螺杆，通过贯穿固定块左右两侧的螺杆，从而使滑动块可以精准的在轨道上移动，避免滑动块在实验中因操作失误而改变位置，导致实验结果不准确的现象。