菲涅耳双棱镜干涉在相衬成像和全息显微术中有重要应用。为了促进其应用, 本文从信息光学角度研究双棱镜干涉, 首先利用光场与脉冲响应函数之间的关系, 理论导出了菲涅耳双棱镜干涉条纹强度公式, 分析并讨论了狭缝缝宽及狭缝到双棱镜距离对菲涅耳双棱镜干涉条纹的影响, 狭缝宽度大于01 mm时, 干涉条纹分辨率变差。接着给出了改变狭缝宽度(变化量为008 mm)和改变狭缝到双棱镜的距离(从8 cm变化到12 cm)的实验结果, 理论分析和实验结果一致。该结果有助于促进菲涅耳双棱镜干涉在相衬成像等领域的应用。

由Van Cittert-Zernike提出的部分相干光定理出发，研究了大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其列阵器件的空间相干特性。采用杨氏双缝干涉实验装置得到980 nm波段VCSEL单管器件的干涉条纹图样，再将干涉图样转换进行灰度读取处理得到光强分布图样，最后分别采用积分法和平均值法对光强图样进行计算，所得结果与由Van Cittert-Zernike定理所得的空间相干度理论值进行对比，并讨论了VCSEL器件发光孔径对其空间相干度的影响。实验结果表明提出的积分法计算出的空间相干度与理论值的误差在2.5%～37.4%。而常用的平均值法所得结果与理论值的误差为7.5%～120.5%。可见，传统算法误差普遍大于积分算法1.5～27倍。出光孔径在200～500 μm的单管VCSEL器件相干度在0.731~0.426之间，且发光孔径越小，其相干度越大。分析了积分平均值法和传统平均值法的优劣及VCSEL器件出光孔径对相干特性的影响，为VCSEL相干列阵的设计提供了必要的理论和实验依据。

为了测试德国HOLOEYE公司LC-R2500型1024像素×768像素反射式空间光调制器的纯相位调制特性,采用了基于双光束干涉原理的测量方法,得到了输入图像灰度与相移量对应关系。将相位恢复算法编码后的纯相位图像作为空间光调制器的输入信息,进行了理论分析和实验验证。结果表明,光学再现像与数值模拟结果相吻合,验证了纯相位调制特性测量的准确性。

研究了平面波经过螺线型相位板后产生的涡旋光束, 经双缝干涉后在干涉场中干涉条纹的分布情况。详细介绍了涡旋光束的拓扑荷数对干涉条纹分布的影响。发现同平面波的竖直干涉条纹相比较, 涡旋光束的干涉条纹, 从顶部向底部看去, 沿着横向出现移动, 并且移动的大小和方向与拓扑荷数的取值有关。通过观测干涉条纹, 可以得到涡旋光束的拓扑荷数。涡旋光束由于携带轨道角动量可应用于新型的光信息编码与传输, 研究结果可望在这种新型的光信息编码与传输中得到应用。

研究了完全相干光和部分相干光分别照射双缝时,杨氏双缝干涉实验中干涉场区的光谱变化现象.根据干涉场中光谱标准矩定义了光谱的相对光谱移动和相对光谱增宽,并利用相对光谱位移和相对光谱增宽分析了光谱奇异现象的特性.研究结果表明,入射光的某些光谱参量(如源光谱宽度Γ0,中心拦截比∈,相对空间相干度△0)对相对光谱增宽的影响相当大.结果还表明了光谱标准矩方法是定量研究光在传输中的光谱变化以及光谱奇异现象的有效工具.

利用杨氏双缝干涉原理讨论了平行光垂直照射下光栅的Tablot及分数Tablot现象.在成像平面上所观察到的光栅衍射条纹实质上是光栅中一定缝距的许多双缝对的杨氏干涉条纹的可除相干叠加条纹,其条纹间距和明暗中心位置都未变化;但是像相对于光栅即条纹分布相对于光栅刻线可能有半个周期的偏移,这可由双缝对参数α的奇偶决定,如果α为偶数则没有偏移,如果α为奇数则有偏移.

用Feynman泛函积分(路径积分)方法分析了电子双缝干涉,结论与光的双缝干涉完全一致.在将Vierbein表述的局域Lorentz群引力规范理论、狭义相对论(SR)与量子论协调成统一体系的基础上,澄清了对电子双缝干涉的众说纷纭的诠释.