针对金属微纳结构在表面增强拉曼光谱领域的应用，研究了金属基底亚波长单槽结构产生的电磁场增强。采用全矢量方法严格计算了平面波照明下金属槽外部区域电磁场的分布情况。建立了法布里-珀罗(F-P)半解析模型，该模型能够精确预言全矢量方法的计算结果，能够节省设计最优槽深的计算量。基于该模型分析了金属槽外部区域电场增强的物理机制，结果表明达到相长叠加共振状态的金属槽内基模在槽外空间中激励的透射电场是金属槽外空间中电场增强的主要来源。研究了槽外空间电场增强的范围，结果表明对于不同的槽宽和入射波长，在垂直距离槽口0.1倍波长的范围内电场增强较为明显，在该范围之外，电场增强因子迅速衰减到1的数量级。

离轴非球面元件的应用可以使光学系统在成像质量和轻量化程度上得到最大限度的提高。但最接近球面以及研磨去除量的求解仍然是加工环节中极为重要的问题,为此, 提出了一种同时考虑研磨去除量最小准则和研磨变化量要求的最接近球面及研磨去除量的求解方法, 可适用于二次及高次离轴非球面最接近球面及研磨去除量的精确求解, 具有普遍意义。通过编程实例计算了最接近球面的半径、最大研磨去除量和研磨去除总量, 与经验公式计算结果的比较表明了该方法求解结果的优势, 同时离轴非球面加工中的实际应用也证明了该方法的正确性。该方法的提出对离轴非球面加工具有一定的理论和实际指导意义。

以Kooijman眼模型为基础, 根据Jimenez的理论及临床上应用的Munnerlyn理论, 分析了激光在角膜前表面的斜入射和反射对角膜屈光手术后人眼成像质量的影响。研究表明, 激光的斜入射和反射会引起一定的术后欠矫, 但是影响不大, 对于-9D的术前屈光不正, 由激光能量损失引起的欠矫也只有-0.6D; 激光角膜手术本身会使术后角膜前表面的非球面系数变大。随着术前屈光不正的增大, 非球面系数由术前的负值变为正值, 使得术后的人眼球差增大。考虑了激光斜入射和反射后的术后非球面系数与Munnerlyn公式的预期值差别不大, 术后非球面系数的大小与光区的关系不大。

本文作为前文《光学相干层析系统噪音分析(Ⅰ)》的后续,对时域OCT和频域OCT的噪音和灵敏度进行了详细的分析和计算,证明与时域OCT系统不同,频域OCT系统的信噪比与光源带宽和纵向扫描深度无关,频域OCT系统可以在高速率图像采集的情况下仍然保持探测系统的大动态范围.

为了提高光学相干层析系统的性能,本文主要从理论上分析研究光学相干层析系统噪音和灵敏度的相关计算原理.比较了无杂散光的理想情况与非理想情况下,平衡探测与非平衡探测光学相干层析系统的噪音特性,并给出了相应计算公式,为设计和研制光学相干层析系统提供一个较为系统的理论分析依据.

设计了一种针对个人用户使用的微型投影机光学引擎,系统为单片式数字光线处理器结构,采用红绿蓝三色大功率高亮度发光二极管作为光源,使用X棱镜作为合色元件,从而实现38.1～50.8 cm的彩色投影显示。对设计结果进行理论分析后可知,设计结果满足投影显示对颜色的要求,光学引擎的理论效率为16.1%。同时利用Light Tools仿真软件对系统进行建模分析,300万条光线追迹仿真的结果表明,光学引擎的效率为14.6%,与理论分析结果基本符合,屏幕上光通量为22.8 lm,其美国国家标准协会规定的九点照度均匀性达到91.55%和-93.36%,满足设计要求。

以色度学的基本理论为基础,结合数字光处理光学引擎的工作原理,探讨了单片式数字光处理光学引擎的彩色显示原理和色温调节原理.提出了单片式数字光处理光学引擎色度学特性的理论计算公式,并利用该公式对夏新DL52HWT型投影电视光学引擎的显示三原色色度坐标、白场平衡的色度坐标和相关色温以及颜色复现误差等色度学特性进行了计算和分析,并对理论计算公式进行了验证.

介绍了采用脉冲数字全息技术对空气电离中等离子体形成和传播过程进行全息纪录和数字再现的最新成果。由于在获取子脉冲串的过程中采用了创新的空间角分复用设计方案, 实现了物波视角不变和具有飞秒时间分辨的多幅动态强度和相位图像。

分析了离轴、大视场角透视型头盔显示器光学系统的设计方法，提出了利用衍射光学的独特性质设计了大视场、宽波段、离轴折／衍混合透视型头盔显示器光学系统．该系统具有10mm的出瞳直径和22mm的出瞳距离，且满足人因素要求．另外，该系统色差仅14μm，系统口径小于46mm，满足双目视觉要求．整个系统适合具有15mm对角直径SVGA分辩率的彩色液晶显示器(LCD)．