相干长度

摘要： 光的干涉一节存在几个仅靠教材知识解决不了的问题,从而引起了学生的质疑.通过查阅资料,发现对教材给出的光的干涉条件需要进行补充,这样才能解决学生的疑问.

摘要： 全息照相实验利用光的干涉及衍射原理实现物体的三维成像.从学生视角出发,对实验原理.影响全息照相实验成功与否的实拍摄操作要点,以及实验教学展示的细节事项,并结合课程思政进行了分析讨论,对于初次学习的学生在有限课时内提高实验的成功率有一定指导作用,对学生提高自信心和激发学习兴趣有着很大的帮助,能够培养学生的实际操作能力和自主探究意识,从而推动大学物理实验课程教学质量的提高.

摘要： 文章利用交叉谱密度函数得到了部分相干光的光强表达式,利用该表达式分析了斜程大气传输中湍流内外尺度、光源相干参数、天顶角对接收光强的影响.结果表明:斜程大气传输过程中,光源相干参数ζs越大,接收光强受湍流内外尺度变化的影响越小.在传输距离小于4 km时,湍流内外尺度变化对接收光强的影响可以忽略不计.相干参数对小天顶角时的光强影响较大,随着天顶角的的增大,大气湍流对接收光强影响占主导作用,光源相干参数对接收光强的影响减弱.最后,对数值模拟结果给出了解释.

摘要： 本文基于旋转的有机薄膜制作的相干衰减器产生部分相干光源,对杨氏双缝干涉实验进行拓展,采集部分相干光的光斑图样和干涉条纹图样,利用计算机程序处理图像,实现了对部分相干光的相干度和相干长度的快速测量.

摘要： 本文利用广义惠更斯-菲涅尔原理结合Goodman目标散射理论,推导出了激光探测中目标反射光的交叉谱密度函数解析式,并进一步得到了目标反射光的光强分布和空间相干长度表达式.利用得到的表达式在湍流大气条件下,分析了不同光源参数和目标反射光参数对目标反射光光强分布和相干长度的影响.研究结果表明:光源相干长度对归一化反射光强影响较小;光源束腰半径和反射光斑半径值越大接收光的相干长度值越小;随着传输距离的增加,相干长度增加越来越缓慢;在弱湍流大气传输过程中,光源参数对接收光的影响占主导作用,光源束腰半径越大接收光的光强和相干长度值越小;在强湍流大气传输过程中,大气湍流对反射光的影响起主导作用.

摘要： 利用光束的交叉谱密度函数得到了部分相干光的光强分布和相干长度的表达式,并基于该表达式就光源不同相干参数、不同湍流强度对部分相干光在水平大气传输中的光强分布和相干长度的影响效应进行了数值模拟,且与完全相干光进行了比较分析。研究结果表明:在自由空间传输过程中光强分布主要受衍射引起的展宽影响,光源相干参数越大光束的相干长度值越大。在湍流大气中,光源相干参数越大光强分布和相干长度受湍流大气强度变化影响越小。随着湍流强度和传输距离的增加,光束展宽效应增加,同时由于湍流叠加效应导致光束的相干长度下降。

摘要： 使用窄线宽激光源是相干激光测风雷达的特点之一,为研究不同线宽光源对激光测风雷达探测性能的影响,从理论分析了在相干长度内、外时光电流的频谱特性,并使用了三种不同线宽的激光光源进行实际的测风试验.试验表明,当探测距离在相干长度外时,100 kHz 光源信号幅度较1 kHz与10 kHz 两种光源下降约30％,且部分频段噪声幅度较大.因此,在设计中近程激光测风雷达,可考虑选用百kHz 量级线宽光源,而探测距离数千米甚至更远的中远程激光测风雷达,可考虑选取几十千赫级线宽光源.%One of the characteristics of coherent wind lidar is using narrow linewidth laser source. In order to study the influence of different line width light sources on the detection performance of lidar, the spectrum characteristics of the time current in and out of the coherent length were analyzed theoretically. Experiments show that when the detection distance was outside the coherent length, the signal amplitude of 100 kHz light source was about 30％ lower than that of 1 kHz and 10 kHz light source, and the noise amplitude of some frequency bands was larger than that of the other two light sources. Therefore, in the design of short-range wind lidar, hundreds of kHz light source could be considered, while in the medium and long-range lidar with detection distance of several kilometers or more, tens of kHz light source could be considered.

摘要： 衍射光栅光谱仪和法布里-珀罗(F-P)干涉仪是两类非常典型和重要的光谱仪器.从波动光学的角度看,光栅衍射和F-P干涉都可看成是多波列的相干叠加.由于波列之间存在光程差,光的相干长度限制着同时参与相干叠加的最大波列数.针对现有理论将光栅衍射和F-P干涉同时参与相干叠加的最大波列数分别定为透光狭缝总数和无穷大的情况,分别引入有效透光狭缝数和有效透射光光束数来说明光的相干长度对衍射光栅光谱仪和F-P干涉仪这两类光谱仪器分辨本领的影响.

摘要： 传统白光光源一般由一个纯高斯函数来进行模拟,通过改变中心波长和带宽来调节干涉信号.本文分别利用高斯模型和洛伦兹模型来讨论白光干涉信号,得出中心波长与相干长度的比值越大,零级条纹可见性越高,以及高斯模型的可靠范围.鉴于现代白光光源与传统光源不同,以发光二极管(LED)为例,模拟研究现代白光光源对白光干涉信号的影响.利用洛伦兹模型模拟白色LED光源时干涉信号存在凹陷,通过合理调整LED拟合光峰值间的距离降低凹陷对零级条纹的影响,以期得到在实际应用中干涉特性较优的白光光源光谱.

摘要： 基于Hufnagel-Valley强湍流和弱湍流模型,分析了不同湍流强度、不同航高、不同成像距离和不同斜视角度下大气湍流对航空远距离斜视成像系统成像质量的影响.大气相干长度是描述大气湍流影响的主要依据,本文利用大气相干长度分析了受大气湍流影响的航空远距离斜视成像系统地面像元分辨率和MTF,通过对比分析可知,大气湍流对航空远距离斜视成像系统的影响不可忽略,对于相同的斜视成像距离,航高越高,大气湍流的影响越小,大气湍流对成像质量的影响随天顶角变化成二次曲线关系,弱湍流作用下,航高对斜视成像质量的影响较小,强湍流作用下,航高对斜视成像质量的影响较大.

摘要： 激光在大气中传输，上靶能量密度不仅与激光器的输出能量有关，同时受到激光发射制式、激光波长、激光传输通道等的影响。激光上靶面积将激光上靶能量密度与大气湍流引起的光束扩展相关。采用兴隆湍流模型对大气湍流横向相干长度进行理论计算，分析比较了上行传输和水平传输大气湍流相干长度，得到准直连续、准直脉冲、聚焦连续、聚焦脉冲四种制式激光在水平传输和上行传输时光束扩展情况。计算仿真表明：在相同的传输条件下，聚焦制式比准直制式上光束扩展小。上行传输比水平传输上光束扩展小，脉冲制式光束扩展比连续制式的光束扩展小.选用聚焦脉冲制式的激光将有利于激光上靶能量密度的提高。为实际激光发射制式的选择提供理论依据。

摘要： 本文利用白光相干长度很短的特性,在麦克尔逊干涉仪上测量透明物质折射率,将待测物质做成多个厚度各异薄片组作为测量对象,可有效降低了白光干涉的调节难度,减小测量误差.

摘要： 光学相干层析成像技术是一种新型的成像技术,能实现对活体生物组织(透明和不透明)非接触、无伤害、高分辨率的体内断面成像.光学相干层析成像利用相干门技术,其纵向分辨率取决于光源的相干长度,要进一步提高它的纵向分辨率必须从光源入手.本文对采用不同光源提高光学相干层析成像纵向分辨率的方法进行了详细的讨论.

摘要： 该文指出：对激光器性能影响最大的是温度变化，故用于全息照像的激光器，必需作专门的技术处理，对全息拍摄光路影响最大的外界振动，研究经济论计算指出：振幅最少应控制在八分之一波长以内，才能保证全息图片再现时，有较高的衍射效率，论述了防震平台的原理和结构。指出在拍摄时间长时，采用光学双稳态和其它条纹锁定装置对干涉条纹进行锁定，可以提高全息图片的质量，降低拍摄环境的要求和拍摄的成功率。

摘要： 该文指出：对激光器性能影响最大的是温度变化，故用于全息照像的激光器，必需作专门的技术处理，对全息拍摄光路影响最大的外界振动，研究经济论计算指出：振幅最少应控制在八分之一波长以内，才能保证全息图片再现时，有较高的衍射效率，论述了防震平台的原理和结构。指出在拍摄时间长时，采用光学双稳态和其它条纹锁定装置对干涉条纹进行锁定，可以提高全息图片的质量，降低拍摄环境的要求和拍摄的成功率。

摘要： 该文指出：对激光器性能影响最大的是温度变化，故用于全息照像的激光器，必需作专门的技术处理，对全息拍摄光路影响最大的外界振动，研究经济论计算指出：振幅最少应控制在八分之一波长以内，才能保证全息图片再现时，有较高的衍射效率，论述了防震平台的原理和结构。指出在拍摄时间长时，采用光学双稳态和其它条纹锁定装置对干涉条纹进行锁定，可以提高全息图片的质量，降低拍摄环境的要求和拍摄的成功率。

摘要： 该文指出：对激光器性能影响最大的是温度变化，故用于全息照像的激光器，必需作专门的技术处理，对全息拍摄光路影响最大的外界振动，研究经济论计算指出：振幅最少应控制在八分之一波长以内，才能保证全息图片再现时，有较高的衍射效率，论述了防震平台的原理和结构。指出在拍摄时间长时，采用光学双稳态和其它条纹锁定装置对干涉条纹进行锁定，可以提高全息图片的质量，降低拍摄环境的要求和拍摄的成功率。

摘要： 本发明公开了一种星载大气相干长度测试方法及星地相干光通信方法，(1)、根据地面测试设备，测试接收随机通道的大气湍流参数；(2)、根据地面测试的大气湍流参数，在捕跟建立的过程中，地面接收星上发射的光束，自适应光学系统可以反演出上行链路中的大气预失真补偿；(3)、星载光通信接收设备根据本方法测试光波面；(4)、光波面测试可以对星地光通信的上行链路是否建立进行判断，所以达到自适应通信建立的目的。采用本发明可以在随时随地进行星地相干光通信的上行链路自适应通信建立，并且可以在激光通信链路捕跟建立的过程中得到有效的判断是否进行通信。实现了星地光通信上行链路可靠性和可行性。

摘要： 本申请涉及在全息记录中限制固态激光器有效相干长度的系统和方法。单频固态激光器的有效相干长度被限制以与全息记录相结合地减少伪二次全息图。在非常小的波长范围上以高精度改变或者“扫描”所述激光器的波长。在实施例中，所述激光器的谐振腔光具座的温度被更改，从而使所述腔的尺寸变化并且使发射波长以受控方式移动。变化波长被以高分辨率监测，并且反馈控制回路更新温度设定点以保持所监测的激光器波长通过期望范围以期望变化率移动。随着所述激光器的波长被扫描，全息干涉图样的相位被锁定在全息胶片孔径内的最大相干性/对比度的位置处。

摘要： 一种探测大气相干长度和湍流廓线的雷达系统及方法，系统包括设置在筒体内依次设置的激光发射单元、激光接收单元、信号转换单元、扫描平台，扫描平台包括平台底座，扫描平台包括驱动组件，用于驱使固定在扫描平台上的筒体相对于平台底座在方位角上转动和俯仰运动，系统还包括信号处理单元、检测单元，信号处理单元对应引脚分别与检测单元、信号转换单元、驱动组件、激光发射单元连接，对扫描后的光斑图像数据，信号处理单元按照临边扫描探测算法进行反演计算，得到任意制定路径上的大气相干长度r0。其中扫描平台能够精确提供制定路径上的角度信息，结合利用临边扫描探测算法可以快速求出不同高度的大气相干长度，同时得到大气湍流廓线。

摘要： 本发明公开了一种星载大气相干长度测试方法及星地相干光通信方法，(1)根据地面测试设备，测试接收随机通道的大气湍流参数；(2)根据地面测试的大气湍流参数，在捕跟建立的过程中，地面接收星上发射的光束，自适应光学系统可以反演出上行链路中的大气预失真补偿；(3)星载光通信接收设备根据本方法测试光波面；(4)光波面测试可以对星地光通信的上行链路是否建立进行判断，所以达到自适应通信建立的目的。采用本发明可以在随时随地进行星地相干光通信的上行链路自适应通信建立，并且可以在激光通信链路捕跟建立的过程中得到有效的判断是否进行通信。实现了星地光通信上行链路可靠性和可行性。

摘要： 本发明公开了一种测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉系统，包括激光发射单元、目标反射靶面、前置双路光学接收系统、正交偏振四路干涉系统以及信号采集与数据处理系统；通过前置双路光学接收系统用于实现光束采集和准直；通过正交偏振干涉系统对两光束偏振态的调控，输出四路不同偏振态的干涉信号；信号采集与解算系统将同步记录四路干涉信号，解算相位差并统计相位结构函数，最终获得传输路径上的大气相干长度。还公开了一种测量大气相干长度的分波面正交偏振干涉方法。本发明通过选取接收回波光场中两个对称分布的子光束，结合偏振元件和干涉系统将相位差波动转化为干涉图样强度的变化，从而实现传输路径上湍流强度信号的测量。

摘要： 本发明公开一种基于云图比对的大气相干长度仪快速搜星方法，属于大气相干长度测量技术领域。本发明通过机械旋转靶轮实现差分像运动光路和全靶面光路在同一共轴视场下的自由切换；使用差分像运动光路进行大气相干长度测量，当目标恒星不满足测量条件需要换星时，测量系统切换至全靶面光路，利用全天空成像技术获取当前视场下的实时云背景图像，再与待测恒星进行相对位置比对，找到未被云团遮挡的恒星目标，从而实现可测恒星目标的快速搜寻定位。本发明充分考虑了在外场实际测量任务中，由于大范围云团遮挡造成的大气相干长度仪持续不定位、难以稳定测量的情况，结合全天空成像技术实时获取的云图和恒星观测表，可实现目标恒星快速切换。

摘要： 一种探测大气相干长度和湍流廓线的雷达系统及方法，系统包括设置在筒体内依次设置的激光发射单元、激光接收单元、信号转换单元、扫描平台，扫描平台包括平台底座，扫描平台包括驱动组件，用于驱使固定在扫描平台上的筒体相对于平台底座在方位角上转动和俯仰运动，系统还包括信号处理单元、检测单元，信号处理单元对应引脚分别与检测单元、信号转换单元、驱动组件、激光发射单元连接，对扫描后的光斑图像数据，信号处理单元按照临边扫描探测算法进行反演计算，得到任意制定路径上的大气相干长度r0。其中扫描平台能够精确提供制定路径上的角度信息，结合利用临边扫描探测算法可以快速求出不同高度的大气相干长度，同时得到大气湍流廓线。

摘要： 本发明公开了一种大气相干长度的计算和预报方法，属于大气光学领域，一种大气相干长度的计算和预报方法，包括以下步骤：获取风场、温度廓线、压强廓线数据；计算湍流耗散率、水平风切变、位温脉动项的方差梯度、梯度理查森数、保守量位折射率的梯度中间变量；识别对流边界层高度，夜间稳定边界层高度；根据大气边界层状态，分别计算大气折射率常数；根据大气相干长度和大气折射率常数的关系，通过路径积分可以反演得到大气相干长度的，本发明根据风场、湍流动能耗散率、温压廓线计算得到大气折射率结构常数，通过大气折射率结构常数的路径积分项快速、准确计算和预报高分辨率的相干长度。

摘要： 本发明公开了一种利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，包括：S10、根据待生成特殊关联部分相干光的关联结构及其相干长度确定其在对应人工微结构区域各元胞位置处的相位；S20、计算各元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度；S30、将具有不同的旋转角度的纳米元胞在对应的元胞位置处进行排布，构建用于实现光束关联结构以及相干性调控的人工微结构；S40、将聚焦后的光束入射到构建的人工微结构表面，根据需求选取所述人工微结构的入射区域，并获得相应关联结构以及相应相干长度的部分相干光束。本发明可以实现定量地控制光束的相干结构及其相干长度，对光束能量的利用率大大提高，可以缩减器件尺寸，有利于实现光学系统的微型化。

摘要： 不均匀光束空间相干长度测量装置属于光电检测技术领域。现有技术未能测量不均匀光束空间相干长度。在本实用新型中，分光镜设置在被测光接收装置的出射光路上；干涉参考装置、延迟调控装置分别设置在分光镜的反射光路、透射光路上；成像装置设置在干涉参考装置反射的光透射分光镜的光路以及延迟调控装置反射的光被分光镜反射的光路上；成像装置中的光电探测器与控制与数据处理器电连接，控制与数据处理器还分别与延迟调控驱动机构、参考可调光阑、延迟可调光阑电连接。由光电探测器分别采集通过干涉参考装置的被测光中的反射光光强、通过延迟调控装置的被测光中的透射光光强，以及干涉强度最大值和最小值，最后据此直接计算出被测光空间相干长度。