1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学
3 安徽 合肥 230026
标准色温箱光源在彩色印刷、摄影、印染和智能化仪器等领域具有重要应用。采用氪气灯作为标准色温箱A光源,通过选用29种COB集成封装大功率LED晶片为基础发光单元对标准色温箱B、C、D65光源光谱进行模拟。对各LED光谱模型采取实测线性归一化光谱功率分布数据,提出基于遗传算法的光谱匹配算法,通过该算法计算得到各LED光功率的比例系数。以冷白色LED光功率为基准,由各LED的光功率与驱动电流线性拟合方程得到各LED驱动电流控制参数。通过该方法得到的B、C、D65光源光谱与CIE标准光源光谱的相对光谱差异分别为9.1%、7.98%、8.05%,各拟合光源显色指数分别为95.5234、96.6841、99.2833。通过氪气灯得到的 A 光源显色指数为99.3330。该设计方法可很好满足指标要求。
光谱学 光谱匹配 遗传算法 标准光源 spectroscopy spectral matching genetic algorithm standard light sources LED LED
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
基于电磁场的矢量波函数展开方法和不同坐标系中矢量波函数转化关系,得到了圆对称矢量贝塞尔涡旋波束的圆柱矢量波函数展开系数;结合电磁场边界条件,获得了圆对称矢量贝塞尔涡旋波束以任意方向照射均匀单轴各向异性介质层的反射场、透射场和内部场的展开系数;数值计算了沿波束传播方向横截面上的入射、反射和透射电场强度分布以及xOz平面内传播路径方向的总电场强度分布。结果表明,圆对称贝塞尔涡旋波束入射单轴各向异性介质的反射场基本保持同心圆环结构,但强度分布不再呈圆对称;透射场出现两束交错折射光,总电场强度轮廓显著扭曲。
物理光学 贝塞尔涡旋波束 矢量波函数展开 反射和透射 单轴各向异性介质
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心, 陕西 西安 710071
利用复源点方法将厄米-高斯光束展开为球矢量波函数的形式。基于广义洛伦兹米氏理论，应用手征介质球与自由空间分界面处电磁场切向连续的边界条件以及球矢量波函数的正交性，得到手征介质球远区散射场展开系数。研究了厄米-高斯光束对手征介质球的散射特性。数值计算了厄米-高斯光束对手征介质球的远区散射场分布，分析了波束模式、手征参数和手征球尺寸等对散射特性的影响。
激光光学 手征介质 厄米高斯模 散射
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
2 Collaborative Innovation Center of Information Sensing and Understanding at Xidian University, Xi’an 710071, China
Research on light scattering from a large chiral sphere shows that the rainbow phenomenon is different from that of an isotropic sphere. A chiral sphere with certain chirality generates three first-order rainbows. In this Letter, we present a geometric optics interpretation for the phenomenon and make a calculation of the rainbow angles. The ray traces inside the sphere are determined by the reflection and refraction laws of light at the achiral–chiral interface and the chiral–achiral interface. The calculated rainbow angles achieve good agreements with those obtained by the analytical solutions. The effects of chirality and the refractive index of the sphere on rainbow angles are analyzed.
160.1585 Chiral media 080.0080 Geometric optics 290.5850 Scattering, particles Chinese Optics Letters
2015, 13(12): 121602
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
基于小波距量法(MOM)研究了微粗糙光学基片表面与上方冗余粒子的差值光散射特性。从基本电场积分方程出发,推导出冗余粒子目标与光学基片微粗糙面的积分方程,得到阻抗矩阵,进而推导出散射耦合场及差值场,给出复合散射模型双站散射截面的计算公式,数值计算并分析了不同入射角度,不同材质的单个及双个冗余缺陷粒子与微粗糙光学基片表面的双站散射截面及差值双站散射截面的散射角分布,给出冗余粒子及微粗糙面的散射贡献及差值场散射角分布。
散射 光学表面 小波距量法 差值场 冗余粒子
西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
采用强度矩量分析法得到拉盖尔高斯涡旋光束的波束宽度及发散角。利用复源点方法得到厄米高斯光束的球矢量波函数展开形式，结合厄米多项式与拉盖尔多项式的转换关系，推导得到拉盖尔高斯涡旋光束展开为球矢量波函数的表达式。利用广义洛伦兹Mie理论，研究了拉盖尔高斯涡旋光束对癌细胞的散射特性。数值分析了不同模阶数及不同传输距离的拉盖尔高斯涡旋光束在垂直于传播方向横截面的强度和相位分布。结果表明：随着径向、方位向模阶数及传输距离的增加，拉盖尔高斯涡旋光束的光斑尺寸变大，另外随着传输距离的增加，拉盖尔高斯涡旋光束的相位结构呈现不同于源平面的特点。利用拉盖尔高斯涡旋光束的强度分布特征来解释不同模光束入射的散射强度的角分布特点。
散射 拉盖尔高斯模 涡旋光束 束宽 相位分布 光学学报
2015, 35(s1): s129002
1 西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710032
2 西安电子科技大学 理学院, 陕西 西安 710071
针对光学表面冗余粒子的清除问题, 通过离轴高斯波束的球矢量波束展开方法, 研究了介质球对离轴及斜入射高斯波束的散射特性; 基于得到的结果结合连带勒让德函数的正交递推关系推导了离轴高斯波束对介质球的横向和轴向辐射力的解析表达式, 并重点分析了离轴距离和高斯波束斜入射角度分别对轴向辐射力和横向辐射力的影响。结果表明, 离轴入射时, 在束腰负半轴2 μm处出现一个总力极大值, 过束腰零点后5 μm处出现一个反向次大值点; 高斯波束斜入射时, 辐射力在束腰中心前后各出现一个极大值, 随着入射角的增大, 曲线整体下移减小, 辐射力极大值所对应的Z0位置固定。得到的结论可用于无损检测工程中, 即通过调节高斯波束束腰位置可提高对冗余粒子驱逐和控制的效率。
光学表面 冗余粒子 光散射 辐射力 高斯波束 optical surface redundant particle light scattering radiation force Gaussian beam
1 西安工业大学光电工程学院， 陕西 西安 710032
2 西安电子科技大学理学院， 陕西 西安 710071
针对基片无损检测工作中缺陷粒子的清除问题，基于广义米氏理论，结合球形缺陷粒子对激光波束的散射理论，研究了沿基片水平方向入射高斯波束对介质球缺陷粒子的辐射力。根据连带勒让德函数及三角函数的正交关系，给出作用在高斯波束中介质缺陷球体粒子上的横向以及轴向辐射力的解析表达式，并分析不同参数对辐射力的影响。结果表明，随激光束腰半径的减小，辐射力峰值变大；随束腰半径增大，光轴的能量降低，散射力减小；随粒子折射率减小，散射力逐渐减小。工程上可通过减小激光波束束腰半径加大激光能量，以便更有效地清除缺陷粒子；亦可通过对辐射力的定量分析实现缺陷材质的检测。
散射 辐射力 广义米氏理论 基片 缺陷粒子
1 四川大学 制革清洁技术国家工程实验室,四川 成都 610065
2 国家皮革质量监督检验中心,浙江 海宁 314400
在最佳反应条件下制备过氧化氢对壳聚糖的降解产物,通过测定原料及降解产物(Mw=1 500-166.53 kDa)的氮、碳含量,分析它们的红外光谱、核磁共振碳谱、X射线衍射谱及圆二色谱,考察各产物是否保持其天然结构。结果表明:各降解产物与原料的碳含量,氮含量及脱乙酰度的最大相对偏差分别为2.4%,2.3%与6.9%,且后两者随着反应时间的延长而减小;各降解样品的红外光谱及核磁共振碳谱与原料壳聚糖的相似,说明降解过程几乎不改变原料的化学结构;经相同方法处理过的原料及降解产物在2θ=10.4°和19.8°处均存在X射线衍射峰,在210 nm处均存在一个负的圆二吸收峰,表明产物的固态结构与其在溶液中的构象均没有发生变化。说明在优化的降解条件下过氧化氢氧化降解没有改变壳聚糖的天然结构。
壳聚糖 过氧化氢 降解反应 光谱分析 结构特征 Chitosan Hydrogen peroxide Degradation Spectra analyses Structure characteristic
