强激光与粒子束
2021, 33(3): 031001
Author Affiliations
Abstract
School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
The unevenly distributed Lorentz–Gaussian beams are difficult to reproduce in practice, because they require modulation in both amplitude and phase terms. Here, a new linearly polarized Lorentz–Gauss beam modulated by a helical axicon (LGB-HA) is calculated, and the two various experimental generation methods of this beam, Fourier transform method (FTM) and complex-amplitude modulation (CAM) method, are depicted. Compared with the FTM, the CAM method can modulate the phase and amplitude simultaneously by only one reflection-type phase-only liquid crystal spatial light modulator. Both of the methods are coincident with the numerical results. Yet CAM is simpler, efficient, and has a higher degree of conformance through data comparison. In addition, considering some barriers exist in shaping and reappearing the complicated Lorentz–Gauss beam with heterogeneous distribution, the evolution regularities of the beams with different parameters (axial parameter, topological charge, and phase factor) were also implemented.
Lorentz-Gauss beams Fourier transform method complex-amplitude modulation spatial light modulator Chinese Optics Letters
2021, 19(2): 022602
合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
针对目前光滑表面力学性能测试困难的情况, 建立了一种改进的数字激光散斑干涉测量系统。首先通过新的散斑干涉光路设计实现散斑照射, 同时采用空间载波傅里叶变换法, 对光滑零件加载变形的动态散斑干涉图像进行处理, 最后得到光滑表面的变形场分布情况。该方法不对被测表面进行任何处理, 可实现光滑表面的高精度全场变形测量。实验结果表明: 最大变形处为镜面板的中央, 测得最大变形量分别为1936、1861和1797 μm, 与中心变形预设值接近。该方法光路简单、测量方案切实可行, 能够实现光滑表面变形的快速动态测量。
光滑表面 数字散斑干涉技术 傅里叶变换法 毛玻璃 变形测量 smooth surface digital speckle pattern interferometry Fourier transform method frosted glass deformation measurement
浙江师范大学 信息光学研究所, 浙江 金华 321004
针对带倾斜相移误差的闭合干涉图，提出一种非迭代的高精度相位提取方法.该方法用傅里叶变换估计闭合条纹的相位,并用图像分割校正相位的符号，然后利用Zernike多项式拟合确定倾斜相移量，最后用最小二乘拟合得到高精度相位.数值模拟结果表明：该方法的相位提取误差随着干涉图中条纹根数的增多而减小；当干涉图中条纹根数为4.5时，倾斜相移的估计误差为0.37%.实验结果表明该方法的残余误差均方根值为0.121 7rad.该方法精度高，且无需迭代计算，可应用于相移干涉测量.
相移干涉测量 条纹分析 傅里叶变换 闭合干涉图 倾斜相移误差 Phase shifting interferometry Fringe pattern analysis Fourier transform method Closed interferogram Tiltshift error.
内蒙古工业大学机械学院, 内蒙古 呼和浩特 010051
提出一种基于液晶偏振分光的共光路干涉测量方法来测量液晶空间光调制器(LCSLM)的相位调制特性。线偏振入射光束被LCSLM 分为两束正交线偏振光，然后沿相同方向传播至渥拉斯顿棱镜(WP)；经WP 出射的两光束产生横向剪切，同时，WP 也将会在两光束之间引入倾斜调制，从而当它们再经过检偏器后产生载频干涉条纹。用傅里叶变换法计算两帧干涉条纹之间的相对相移量。给出了透射式LCSLM 相位调制特性的实验测量结果。该方法对振动、空气扰动不敏感，能够测量得到LCSLM 的整体相位调制特性，结果更加精确、科学。
测量 液晶空间光调制器(LCSLM) 相位调制特性 共光路干涉仪 傅里叶变换法 激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021204
1 内蒙古工业大学 机械学院, 呼和浩特 010051
2 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
建立了一种基于偏振掩膜板与环形共路结构的点衍射干涉仪, 通过旋转偏振片可以改变参考光与测试光之间的相对光强, 实现干涉条纹对比度的调节, 能够获得最高对比度的干涉条纹, 并且针对条纹对比度进行了详细的理论分析; 由于系统中线性载频幅度极易调节, 可以有效地改善傅里叶变换法的相位提取精度; 验证性实验被完成。
点衍射干涉仪 光学测量 环形共路结构 条纹对比度 傅里叶变换法 point-diffraction interferometer optical measurement circular common-path setup fringe visibility Fourier-transform method
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
光学传递函数是评价光学系统成像质量的重要指标。基于为数字航空摄影相机设计的一种新型航空镜间快门的工作特性，镜间快门在控制曝光过程中改变了相机光学系统的光瞳形状，意味着点扩展函数的改变，从而改变了光学系统的传递函数。将光学系统视为一个空间频率的滤波器，以傅里叶积分变换和光的标量衍射理论为基础，将孔径光阑的变化过程与光瞳函数建立关系，应用二次傅里叶变换法得到光学传递函数，分析快门在工作周期内对光学传递函数的影响。通过对计算结果与测量结果的对比分析可知，传递函数的最大绝对误差为0.196，最大相对误差为-0.274，有较好的准确度和重复性，并且缩小镜间快门开始和关闭阶段所用时间占整个曝光时间的比例，可以提高系统的综合传递函数，为中心快门的优化设计提供理论依据。
傅里叶光学 新型镜间快门 光学传递函数 光瞳函数 傅里叶变换法 点扩展函数 光学学报
2014, 34(11): 1112005
内蒙古师范大学物理与电子信息学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
利用傅里叶变换法在自散焦LiNbO3：Fe 晶体中写入光子晶格的过程中发现，阵列光束与写入晶格相互作用产生的空间二次谐波对写入晶格的结构具有一定的影响。表现为光子晶格中空间频率的倍频现象，干涉条纹的分裂现象和布拉格带隙的展宽现象。通过对一维光子晶格中空间二次谐波的数值模拟和理论计算，证明了空间二次谐波的产生是晶格结构发生改变的主要原因。实验表明，通过控制空间二次谐波的产生情况可以有效地改变写入光子晶格的内部结构。
非线性光学 光子晶格 傅里叶变换法 空间二次谐波 激光与光电子学进展
2014, 51(7): 071901
湖北师范学院物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
对一阶自傅里叶孤子与一阶标准孤子光信号在光纤中传输的相互作用特性进行了数值模拟研究。 所用方法为算法内部不存在理论误差的分步傅立叶变换法。结果表明:同为一阶孤子,若振幅不同, 三阶色散效应导致的线性延时性不同,振幅越大,延时越多;孤子的近程相互作用会进一步改变孤子的 群速度,甚至可以依据两孤子的先后排列方向而决定减速还是增速。
纤维与波导光学 自傅里叶孤子 分步傅里叶变换方法 相互作用 fiber and waveguide optics self-Fourier soliton split-step Fourier transform method interaction
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学), 天津 300072
设计了一种基于迈克耳逊干涉光路的相位测量系统, 将单臂作为检测端完成了对玻璃平板厚度均匀性的直接测量和分析。该系统由CCD采集干涉图样, 利用傅里叶变换条纹分析术和相位解包裹技术提取干涉图中所包含的待测相位信息; 对于傅里叶变换法中频谱旁瓣中心无法准确定位的问题, 采用三角变换法去载频, 从而不需要准确地得知频谱旁瓣的中心位置就可以计算出相位结果, 消除了人为估算和垂轴方向上的微小载频分量给测量结果带来的误差。实验测量了多块玻璃平板的厚度均匀性。测量结果显示: 使用像元大小为4.65 μm×4.65 μm的CCD相机, 测量玻璃平板两表面在长度方向和宽度方向上的厚度均匀性的理论精度分别达到0.93%和0.92%, 表明本系统基本满足玻璃平板厚度均匀性测量的要求, 且对干涉图频谱旁瓣的定位精度和载频的方向精度要求较低。
干涉测量 玻璃平板检测 厚度测量 傅里叶变换法 空间载频 interferometry glass plate detection thickness measurement Fourier transform method spatial carrier
