为了满足在夜晚低照度环境下对鱼眼镜头的需求, 利用ZEMAX光学软件设计出了一款适用于2 inch微光夜视相机的微光夜视鱼眼镜头。该结构包含窗口透镜, 共由7组10片透镜组成, 其中除窗口外, 其余全部为光学玻璃, 而且选用的玻璃材料均为常用、性能良好、价格便宜的牌号。有效焦距为9.5 mm, 相对孔径为1/1.8, 视场角为170°, 像高为21 mm, 光学系统总长为90 mm, 最大口径为56 mm, 后工作距离为10.4 mm。在分辨率46 lp/mm处, 全视场范围内的MTF值均大于0.36, 全视场f-θ畸变量的绝对值小于30%, 场曲小于0.15 mm, 镜头有较好的成像质量。

从理论上分析了偏振光束与双折射晶体粒子的相互作用过程,讨论了由于光束自旋角动量向晶体粒子的传递所导致的光致旋转效应的原理,通过MATLAB仿真分析,研究了粒子的旋转频率随激光功率的变化关系,得出粒子转动频率与激光功率成正比。利用光镊装置,采用波长为632.8 nm的He-Ne激光器,在不同的激光功率下实现对不同半径双折射粒子的旋转,测量了光致旋转的转动频率,最高转速可达5 r/s,并得出了不同粒子的旋转频率随激光功率的变化关系,实验结果和理论分析基本一致。分析了产生误差的原因,其中载波片底面的摩擦影响最大。

阐述了纳米光镊技术的特点,它将操作和探测精度从微米提高到纳米.归纳和总结了纳米光镊技术最新方面的研究进展,叙述了一些先进组合技术在改进光镊装置构造、操作精度以及校准方面的应用,并在此基础上提出了一些构想和建议.

基于几何光学原理,以射线光学计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受轴向光阱力进行了计算。在给定参量条件下,进行了数值仿真,并根据仿真结果,讨论了光束束腰半径、相对折射率、激光波长及功率等系统主要参量与光阱品质特性的关系。这些参量都是由显微镜和其他一些光学部件的特性所决定的。针对不同介质粒子合理选择上述参量,以得到较大光阱力和光阱刚度。这些仿真结果为各仪器参量的选择提供了理论依据。