根据双中心带输运模型,对(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体双中心非挥发全息记录进行了理论研究与优化。推导了(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体的微观参量,采用数值方法通过严格求解模拟双中心带输运方程来模拟全息记录过程。分析了记录过程中,记录与敏化光强、Ce和Cu掺杂浓度以及晶体微观参量对(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体双中心全息记录的影响。发现(Ce,Cu)∶LiNbO3晶体非挥发全息记录中实现高衍射效率与固定效率的主导因素是深中心Cu,在记录过程中,深中心Cu建立起了很强的空间电荷场。数值模拟的结果经过实验验证,最高饱和与固定衍射效率别为60.5%和53.8%。

采用双中心记录方案在双掺杂LiNbO3∶Fe∶Rh晶体中实现了近红外非挥发全息记录,研究了LiNbO3∶Fe∶Rh晶体在633 nm,752 nm,799 nm波长下的全息记录性能。结果表明,在使用近红外记录光时,其记录灵敏度随敏化光强的变化趋势与双中心短波长记录时的不同。通过和LiNbO3∶Fe∶Mn等传统双掺杂铌酸锂晶体的近红外波段记录效果对比,发现同时掺杂Fe和Rh可增强晶体对近红外光的吸收,获得更高的浅中心Fe光生伏特系数,从而能够在LiNbO3∶Fe∶Rh晶体中实现近红外波段的光折变全息记录。

与传统的相干激光光束的评价不同, 对部分相干光束质量进行评价时, 不仅要反映其远场发散特性, 而且还要能体现光源本身的部分相干性。根据部分相干光的相干模表示法, 推导了由部分相干光源所产生光束的相位空间积Q。与前人在相干光源情形下得到的结论相比, 得出的相位空简积Q不仅包含各个全相干模基元线性组合的贡献, 而且还有来自不同的全相干模基元之间相互作用的贡献。

强外加电场与大调制度在光折变效应的研究中已经得到了广泛应用。采用PDECOL算法, 严格求解光折变带输运方程, 得到外加电场时不同调制度下光折变晶体中随时间变化的空间电荷场、载流子浓度, 并讨论了外加电场对它们的影响。通过将物质方程与耦合波方程联立数值求解, 可得到光折变光栅形成过程中两波耦合增益系数以及光束条纹相位的变化。模拟结果表明, 在强外加电场作用下, 两束记录光之间的光强与相位耦合都得到了增强, 而原有的解析式忽视了强外加电场与大调制度对空间电荷场相位耦合的影响, 此时不再适用。同时发现折射率光栅与记录光束条纹均发生弯曲, 并不再保持平行。

采用有限元方法分析了单棱镜在重力作用下三个典型位置的表面变形，对棱镜表面Φ425 mm通光孔径轴向变形量进行Zernike多项式拟合，画出了相应的波差图，并确定设计方案．进一步选择Φ360mm口径光束对双棱镜在几种典型相对位置下进行光线采样、追迹，计算得到不同情况下由于双棱镜自重变形引起的总波差．

在移相法测量光学波面或物体形貌过程中,相位解包裹是条纹自动分析中的关键技术,而质量图对解包裹相位算法起着至关重要的作用。用计算机模拟干涉图获得相位导数偏差质量图,指出其在标识相位数据质量方面的不足,并根据调制度结合相位梯度构造出新的质量图(称之为调制度-相位梯度偏差质量图)来弥补此缺陷。再以新质量图数据为权值,采用加权最小二乘解包裹算法验证新质量图的可靠性。最后通过实验数据,比较新质量图和相位导数偏差质量图在解包裹相位算法中的作用,得到新质量图的解相结果均方根(RMS)值为2.652 rad,而相位导数偏差质量图的解相结果均方根值为5.151 rad,由此证明前者有更好的可靠性。

简述了利用ANSYS软件对大型光学镜子热弹性变形进行有限元分析的一般方法,强调了在分析过程中应该注意的一些问题和实用技巧,并给出了一个分析透镜重力变形的实例。