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具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器
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作者 黄诚 姜夕梅 +3 位作者 白成林 房文敬 范鑫烨 牛慧娟 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期791-796,共6页
针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光、集成耦合效率低的问题,本文设计了一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器件上层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下... 针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光、集成耦合效率低的问题,本文设计了一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器件上层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波前相位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计的器件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种偏振光的总透射率在1550nm处超过了76.5%,偏振消光比为14.0dB。因此通过该偏振分束器不但可以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向光纤通信的集成光电器件中。 展开更多
关键词 亚波长光栅 偏振分束器 光束偏转 波前相位控制 光栅衍射
聚合物基全息光栅对乙醇响应性能研究 预览
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作者 唐红霞 于丹 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第7期62-65,71共5页
为实现乙醇类有机蒸气的探测,多孔沸石纳米粒子被掺杂进入有机光敏聚合物材料,并研制出新型光栅。实验测试了反射式与透射式全息光栅的光谱及光栅强度的响应特性。波长发生蓝移是由于蒸气分子渗透导致的平均折射率降低,光谱发生红移是... 为实现乙醇类有机蒸气的探测,多孔沸石纳米粒子被掺杂进入有机光敏聚合物材料,并研制出新型光栅。实验测试了反射式与透射式全息光栅的光谱及光栅强度的响应特性。波长发生蓝移是由于蒸气分子渗透导致的平均折射率降低,光谱发生红移是由于材料的膨胀导致光栅间距增加。可逆性实验结果证实,对于有机蒸气,该全息光栅是完全可逆的,能够用于多次重复测量。聚合物基全息光栅能够于演示实验教学,使学生了解全息光学的应用。 展开更多
关键词 聚合物全息光栅 光栅衍射 乙醇
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平面衍射光栅实验仿真研究 预览
3
作者 崔海瑛 夏玉民 《大庆师范学院学报》 2019年第6期37-41,共5页
从理论上研究了光栅衍射强度分布公式,运用MATLAB模拟了光栅衍射条纹分布及相对光强分布。讨论了狭缝宽度、狭缝数目、光栅常量与狭缝宽度比值变化对光栅衍射条纹的影响。当狭缝宽度变小时,在单缝衍射零级衍射范围内,光栅光谱级次增多;... 从理论上研究了光栅衍射强度分布公式,运用MATLAB模拟了光栅衍射条纹分布及相对光强分布。讨论了狭缝宽度、狭缝数目、光栅常量与狭缝宽度比值变化对光栅衍射条纹的影响。当狭缝宽度变小时,在单缝衍射零级衍射范围内,光栅光谱级次增多;当狭缝数目增多时,光栅光谱级数不变,光谱细化程度高;光栅常量与狭缝宽度比值不同时,光栅衍射光谱不同级次出现缺级现象。 展开更多
关键词 光栅衍射 单缝衍射 光谱 相对光强
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基于分光计的光栅衍射和双棱镜综合实验设计 预览
4
作者 黄魏 唐召军 +2 位作者 周小虎 贾欣燕 樊代和 《大学物理》 2019年第10期37-40,60共5页
分光计的调整和使用实验、光栅衍射实验以及双棱镜干涉实验是目前国内大多数高校开设的实验项目,同时这3个实验也是全国中学生物理竞赛的实验考试内容.本文通过将这3个实验进行有机融合,提出了一套在分光计上实现光栅及双棱镜参数测量... 分光计的调整和使用实验、光栅衍射实验以及双棱镜干涉实验是目前国内大多数高校开设的实验项目,同时这3个实验也是全国中学生物理竞赛的实验考试内容.本文通过将这3个实验进行有机融合,提出了一套在分光计上实现光栅及双棱镜参数测量的综合实验方案.该实验方案可以实现诸如双棱镜楔角及折射率、光栅常数等物理参数的测量.本文还对提出的综合实验方案进行了可行性分析.本文提出的综合性实验方案,一方面可加强学生对常用光学仪器的掌握和使用能力;另一方面,针对计划参加全国中学生物理竞赛的中学生而言,也可以作为一套实验技能检验的方案. 展开更多
关键词 分光计 光栅衍射 双棱镜 综合实验方案设计
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超短激光脉冲的空间展宽及其啁啾特性研究 预览
5
作者 曹宇祥 李沁 +1 位作者 阎晓娜 戴晔 《大学物理》 2019年第10期61-65,共5页
本文讨论了具有一定频谱宽度的超短激光脉冲经过一对平行光栅后的空间展宽特性.首先应用经典的光栅方程推导了脉冲光经过光栅对后在空间上展宽的计算公式.结果表明随着光栅对之间距离的增加,输出脉冲光斑的横轴长度会随之增加,理论结果... 本文讨论了具有一定频谱宽度的超短激光脉冲经过一对平行光栅后的空间展宽特性.首先应用经典的光栅方程推导了脉冲光经过光栅对后在空间上展宽的计算公式.结果表明随着光栅对之间距离的增加,输出脉冲光斑的横轴长度会随之增加,理论结果与实验结果基本一致.最后利用光纤光谱仪逐点测量了展宽后脉冲光斑的空间光谱分布特性,验证了其空间啁啾特征的出现. 展开更多
关键词 超短激光脉冲 光栅衍射 空间展宽 空间啁啾 光谱特性
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白光衍射相位成像应用于生物活细胞定量相位成像的研究 预览
6
作者 张佳恒 马利红 应朝福 《浙江师范大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第2期143-148,共6页
为实现生物活体细胞的高分辨率定量相位成像,设计和组建了一套白光(卤素灯)作为照明光源的衍射显微相位成像系统.在未放置样品的时候测得系统的空间噪声低于0.60nm,时间噪声低于0.04nm;用标准聚苯乙烯微球作为样品验证了系统测量的准确... 为实现生物活体细胞的高分辨率定量相位成像,设计和组建了一套白光(卤素灯)作为照明光源的衍射显微相位成像系统.在未放置样品的时候测得系统的空间噪声低于0.60nm,时间噪声低于0.04nm;用标准聚苯乙烯微球作为样品验证了系统测量的准确性.最后,以活体血红细胞与大肠杆菌细胞为样品,获得了准确的定量相位像;并对霉菌孢子进行了长时间的观察,获得了其在水中萌发的序列动态定量相位像.实验结果表明,建立的系统成像精度高,且具有长时间观察生物活细胞的能力. 展开更多
关键词 定量相位成像 共路离轴 白光 光栅衍射 生物细胞
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利用光谱仪原理检测橄榄油品质的研究报告 预览
7
作者 陈飞扬 王军(指导) +1 位作者 袁梦 阮涛 《科学技术创新》 2019年第1期57-58,共2页
由于品质不同的橄榄油吸光度曲线不同,差别非常明显,因此可以用光谱仪测量吸光度的方法鉴别橄榄油品质。我设计了一种生活用简易用光谱仪。它是利用光栅衍射原理,结合USB摄像头的图像采集功能,自编软件进行橄榄油彩色光谱图像、光谱曲... 由于品质不同的橄榄油吸光度曲线不同,差别非常明显,因此可以用光谱仪测量吸光度的方法鉴别橄榄油品质。我设计了一种生活用简易用光谱仪。它是利用光栅衍射原理,结合USB摄像头的图像采集功能,自编软件进行橄榄油彩色光谱图像、光谱曲线的显示和光谱数据的处理,从而达到对橄榄油品质鉴定的目的。 展开更多
关键词 光栅衍射 光谱仪 光谱数据
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从光栅衍射到现代纳米晶体观测技术 预览
8
作者 胡泊 孙祖尧 崔凤全 《物理与工程》 2018年第4期113-118,共6页
本文从工科大学生现有的光学物理基础知识出发,拓展了大学物理教学内容,逐渐深入介绍现代科研纳米观测技术、X射线衍射以及电子衍射。以开阔大学物理教师的视野为目的,为大学物理教师更好地理解电子衍射和X射线衍射提供帮助,利于教师在... 本文从工科大学生现有的光学物理基础知识出发,拓展了大学物理教学内容,逐渐深入介绍现代科研纳米观测技术、X射线衍射以及电子衍射。以开阔大学物理教师的视野为目的,为大学物理教师更好地理解电子衍射和X射线衍射提供帮助,利于教师在工科大学生现有物理基础上讲解现代科研技术,把前沿科学引入教学,把最新科技知识传授给学生,也可以实现教学与科研相长,培养学生的科学素养,以此让学生认识到基础物理学习的重要性,认识到大学物理是前沿科学研究和工程技术的基础,从而提高学生学习大学物理的兴趣。 展开更多
关键词 光栅衍射 X射线衍射 电子衍射 纳米技术
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基于CD/DVD光盘的光栅衍射演示实验 预览 被引量:1
9
作者 单会会 马书炳 +2 位作者 张辉 麻晓敏 史博 《物理实验》 2018年第2期34-35,46共3页
以CD/DVD光盘作为反射光栅,当激光照射在光盘上,CD光盘可观测到中央明条纹、1级主极大和2级主极大;DVD光盘只可观测到中央明条纹和1级主极大.分别测量了CD和DVD光盘的光栅常量,实验结果符合国家工业标准值.
关键词 光盘 光栅衍射 光栅常量
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衍射光栅移相定位检测方法研究
10
作者 王鹤 时轮 王池平 《机电一体化》 2018年第9期9-16,共8页
在光栅干涉仪传统的定位检测技术的基础上,通过在检测视场中的两条纹之间加入光电传感器的移相运动,改变了信号的接收相位,从而提高光栅干涉仪定位检测技术的定位精度。基于该方法搭建了试验平台并分别进行了PI精密位移台基于传统的光... 在光栅干涉仪传统的定位检测技术的基础上,通过在检测视场中的两条纹之间加入光电传感器的移相运动,改变了信号的接收相位,从而提高光栅干涉仪定位检测技术的定位精度。基于该方法搭建了试验平台并分别进行了PI精密位移台基于传统的光栅检测定位试验和移相检测定位试验。试验结果表明,所提出的超精密定位检测方法能够显著提高PI精密位移台自身的定位精度,并且相较于传统的光栅检测定位方法,其定位精度能够提高70%以上。 展开更多
关键词 超精密检测 光栅衍射 移相检测 光栅干涉 位移测量
利用马赫-曾德干涉光路制作二维全息光栅 预览 被引量:2
11
作者 李文昌 周敏 +5 位作者 周梦洁 刘泽文 朱怡 郭嘉豪 朱江转 罗锻斌 《大学物理实验》 2018年第4期49-53,共5页
全息光栅是一种重要的分光元件,而全息光栅的制作实验也是目前国内很多高校开设的一个综合性设计性实验。利用马赫-曾德干涉光路进行全息光栅的制作。通过改变全息记录光束的夹角以及旋转全息干板进行多次曝光的方式,制作了具有不同光... 全息光栅是一种重要的分光元件,而全息光栅的制作实验也是目前国内很多高校开设的一个综合性设计性实验。利用马赫-曾德干涉光路进行全息光栅的制作。通过改变全息记录光束的夹角以及旋转全息干板进行多次曝光的方式,制作了具有不同光栅常数的二维全息光栅结构。通过光栅衍射光斑,可以验证各种二维光栅结构的存在。 展开更多
关键词 马赫-曾德干涉 多次曝光 全息光栅 光栅衍射
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CD光盘轨道间距测量 预览
12
作者 高范平 沈范申 沈自达 《农村经济与科技》 2018年第4期271-271,249共2页
从合适的角度看光盘,在日光下可见彩色的辐射光带,而且不同的观察角度,光带的色彩不同。当白光照射到这种反射光栅上时,由于光栅衍射的作用,产生彩色光带,其色彩取决于光栅常量和观察角度。本实验就用一种简单的方法来测量CD光盘的光栅... 从合适的角度看光盘,在日光下可见彩色的辐射光带,而且不同的观察角度,光带的色彩不同。当白光照射到这种反射光栅上时,由于光栅衍射的作用,产生彩色光带,其色彩取决于光栅常量和观察角度。本实验就用一种简单的方法来测量CD光盘的光栅常量。 展开更多
关键词 激光发射系统 光栅常量 光栅衍射
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简易手机光谱仪的设计及应用 预览 被引量:1
13
作者 王军 王振亚 +2 位作者 陈宝华 吴泉英 朱爱敏 《实验室研究与探索》 北大核心 2018年第2期87-89,共3页
基于光栅衍射原理和手机的图像采集、数据处理、显示功能,设计了一款简易手机光谱仪。光谱仪主体为一暗盒,其两端分别为狭缝和透射光栅,手机摄像头采集衍射光谱图像,经开发的手机APP计算、显示光谱和吸光度曲线。利用设计的手机光谱仪... 基于光栅衍射原理和手机的图像采集、数据处理、显示功能,设计了一款简易手机光谱仪。光谱仪主体为一暗盒,其两端分别为狭缝和透射光栅,手机摄像头采集衍射光谱图像,经开发的手机APP计算、显示光谱和吸光度曲线。利用设计的手机光谱仪测量橄榄油的吸光度,发现优质橄榄油的吸光度曲线在波长600 nm处存在明显峰值,而伪劣橄榄油的吸光度在此波长处不存峰值,从而实现了真伪橄榄油的鉴别。此外,由于其结构简单易制、成本低、可视化效果好等特点,还可将其应用到设计性实验和演示实验教学中。 展开更多
关键词 光谱仪 手机 光栅衍射 吸光度 橄榄油 演示实验
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MATLAB可视化程序在大学物理教学中的应用——以光栅衍射教学内容为例 预览
14
作者 董少光 朱传云 谭鹏 《江苏工程职业技术学院学报》 2018年第3期104-108,共5页
在大学物理课程光学内容的教学中, 利用MATLAB软件的可视化程序演示较为复杂的光栅衍射教学内容, 学生对光栅衍射的理解变得简易, 思路变得清晰, 从而更易理解光栅衍射的物理意义.对可视化程序的模拟结果进行分析, 有助于把握复杂物理... 在大学物理课程光学内容的教学中, 利用MATLAB软件的可视化程序演示较为复杂的光栅衍射教学内容, 学生对光栅衍射的理解变得简易, 思路变得清晰, 从而更易理解光栅衍射的物理意义.对可视化程序的模拟结果进行分析, 有助于把握复杂物理问题产生的本质和在实际生活中的具体应用. 展开更多
关键词 大学物理课堂教学 MATLAB软件 可视化程序设计 光栅衍射
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基于Origin的光栅衍射仿真实验 预览 被引量:1
15
作者 唐小村 《大学物理实验》 2018年第6期101-103,共3页
依据多缝夫琅禾费衍射的基本原理,用Origin软件对光栅衍射现象进行了模拟仿真。通过改变入射光的入射角以及光栅常数等参量,得出了在不同条件下的衍射谱线特征。仿真实现过程具有良好的灵活性和可控性,仿真图像细致逼真,能够展现出具体... 依据多缝夫琅禾费衍射的基本原理,用Origin软件对光栅衍射现象进行了模拟仿真。通过改变入射光的入射角以及光栅常数等参量,得出了在不同条件下的衍射谱线特征。仿真实现过程具有良好的灵活性和可控性,仿真图像细致逼真,能够展现出具体实验中不容易观察到的光学现象和状态,其结果和方法在光学实验教学中具有应用价值。 展开更多
关键词 仿真实验 光栅衍射 ORIGIN
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基于双光栅衍射的规则涡旋光阵列产生方法 预览
16
作者 张新宇 魏炜 孙平 《山东师范大学学报:自然科学版》 CAS 2018年第1期61-68,共8页
本文提出了一种利用双光栅衍射获得规则涡旋光阵列的方法,将设计的两光栅分别加载到两个空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)上,平面光波依次垂直通过两光栅,通过改变两光栅的衍射距离获得相位分布不同的涡旋光阵列,推导... 本文提出了一种利用双光栅衍射获得规则涡旋光阵列的方法,将设计的两光栅分别加载到两个空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)上,平面光波依次垂直通过两光栅,通过改变两光栅的衍射距离获得相位分布不同的涡旋光阵列,推导得出涡旋光阵列光场强度的表达式.针对两光栅的不同衍射距离产生涡旋光阵列的峰值强度进行了分析,得出了产生高质量涡旋光阵列的最佳衍射距离.模拟实验表明.利用双光栅衍射的方法可获得高质量的规则涡旋光阵列.该方法装置简单容易实现,为产生规则涡旋光阵列提供了一种新途径. 展开更多
关键词 物理光学 涡旋光阵列 光栅衍射 空间光调制器 规则
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教学用简易光谱仪的研制及其实验项目的开发
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作者 王军 唐运海 +2 位作者 陈宝华 范君柳 吴泉英 《物理教师》 北大核心 2018年第8期56-59,共4页
为解决商用光谱仪难以用于高校开展公共实验课的问题,设计了一种简易教学用光谱仪.利用光栅衍射原理和USB摄像头的图像采集功能构建了光谱仪主体结构,自编软件实现彩色光谱图像、光谱曲线的显示和光谱数据的处理,实现了低成本、演示效... 为解决商用光谱仪难以用于高校开展公共实验课的问题,设计了一种简易教学用光谱仪.利用光栅衍射原理和USB摄像头的图像采集功能构建了光谱仪主体结构,自编软件实现彩色光谱图像、光谱曲线的显示和光谱数据的处理,实现了低成本、演示效果好的教学用光谱仪的研制.在此基础上开发了光谱仪波长标定、食用油吸光度检测、波片延迟量测量和薄膜厚度测量4个实验项目.通过公共实验、专业实验或演示实验课程的开设,学生可掌握光谱仪的原理及常用的光谱检测技术. 展开更多
关键词 光栅衍射 光谱仪 光谱数据 实验教学
卤素灯照明光栅衍射共路数字全息显微定量相位成像 被引量:1
18
作者 张佳恒 马利红 +1 位作者 李勇 金洪震 《中国激光》 CSCD 北大核心 2018年第6期247-253,共7页
数字全息显微术是数字全息术和光学显微术相结合的定量相位成像技术。为克服高相干光源(激光)照明产生的散斑噪声和寄生条纹噪声,以及参物光路分离系统结构的不稳定性(易受外界震动干扰),实现了白光照明(卤素灯照明)的基于光栅衍... 数字全息显微术是数字全息术和光学显微术相结合的定量相位成像技术。为克服高相干光源(激光)照明产生的散斑噪声和寄生条纹噪声,以及参物光路分离系统结构的不稳定性(易受外界震动干扰),实现了白光照明(卤素灯照明)的基于光栅衍射的共路离轴数字全息显微定量相位成像。首先基于理论分析和计算,得出系统可采用的光学元件参数和系统结构参数;然后建立了一套卤素灯照明的光栅衍射共路数字全息显微成像系统;最后对系统的成像准确度和时空噪声进行了测量。实验结果表明,该系统具有高准确度的成像性能,并具有非常高的时空敏感性(空间噪声为0.6nm,时间噪声为0.04nm)。 展开更多
关键词 全息 定量相位成像 白光 共路离轴 光栅衍射
二维光栅制备及衍射特性研究 预览 被引量:1
19
作者 尤玉军 刘佐濂 +3 位作者 李冠霖 练诚 李明谦 张成云 《大学物理实验》 2018年第4期26-30,共5页
利用飞秒激光微加工平台,结合激光直写技术,在50 nm厚的金膜上制备出了二维光栅,研究了扫描速度和扫描间距固定时,飞秒激光能量密度的改变对二维光栅结构的影响。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)对制备的二维... 利用飞秒激光微加工平台,结合激光直写技术,在50 nm厚的金膜上制备出了二维光栅,研究了扫描速度和扫描间距固定时,飞秒激光能量密度的改变对二维光栅结构的影响。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)对制备的二维光栅的形貌进行表征,并准确测量了光栅参数。利用氦氖激光分析了二维光栅的衍射效果,并与数值模拟得到的图案进行比较,分析了条纹缝宽和栅格尺寸对衍射点阵列光强分布的影响。研究表明飞秒激光直写技术可以方便快速地通过加工参数的改变制备不同尺寸分布的二维光栅。 展开更多
关键词 微纳加工 飞秒激光 光栅衍射
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基于Matlab的光栅衍射仿真研究 预览
20
作者 郑小波 周国庆 张丹妹 《科技风》 2018年第25期255-255,259共2页
衍射实验在光学实验中尤为重要,首先根据惠更斯-菲涅耳原理,计算出衍射光强的表达式,使用Matlab软件,通过调整缝数N、波长λ、光栅常数d这些参数,对衍射光栅的光强分布及谱线特征做了仿真实验,仿真结果与原有的实验结果基本保持一致。因... 衍射实验在光学实验中尤为重要,首先根据惠更斯-菲涅耳原理,计算出衍射光强的表达式,使用Matlab软件,通过调整缝数N、波长λ、光栅常数d这些参数,对衍射光栅的光强分布及谱线特征做了仿真实验,仿真结果与原有的实验结果基本保持一致。因此,把仿真模拟作为教学的辅助工具非常有帮助,可以使学生进一步加强对光栅衍射的理解和认识,并掌握其规律和特征,对于研究以衍射光栅为关键元件的光谱仪器意义重大。 展开更多
关键词 MATLAB 光学实验 光栅衍射 仿真
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