中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
利用像面数字全息显微术对光学元件表面缺陷的三维形貌测量进行了理论及实验研究。设计并搭建了相应光路系统记录全息图, 采用角谱算法数值重建物光场, 通过相位修正消除了系统误差引入的波前畸变, 获得了经过待测光学元件表面缺陷调制的物光相位分布, 并根据建立的相位分布与表面缺陷面形的关系模型计算得到缺陷三维形貌。实验以多个划痕和麻点等常见表面缺陷作为测量对象, 分别获得了它们的三维形貌, 以其中一条实际宽度为35 μm、深度为270 nm 的划痕为例, 测量得到该划痕的宽度为35.21 μm, 平均深度为267.6 nm, 与真实值相比, 横向测量误差为0.6%, 纵向测量误差为0.9%。实验结果证实该测量方法是有效、可靠的, 能够准确测量光学元件表面缺陷的三维形貌, 因而有助于判断光学元件损伤程度以及分析缺陷对系统波前的影响, 对保障高功率激光装置的安全正常运行有重要意义。
数字全息显微术 三维形貌测量 光学元件 表面缺陷 相位修正 digital holographic microscopy three-dimensional microstructure measurement optical component surface defects phase correction
针对零差正交激光干涉仪在直线运动测量中的误差来源及其影响，说明了零差激光干涉仪两路正交干涉信号中零漂、幅度误差以及相位误差等典型的非线性因素对位移测量的影响。本文采用一种简单的方法首先去除了干涉信号中的零漂与幅度误差，详细论述了正交相位误差对振动与冲击位移测量的影响，通过试验与理论分析的方式确定了相位误差引起位移测量误差的大小及误差性质。提出了对相位误差进行修正的办法，并通过装置试验验证了该方法的有效性，为整个标准装置的不确定度评估以及干涉仪的调试提供了参考。
零差激光干涉仪 正交信号 相位修正 直线运动 误差分析 homodyne interferometer quadrature signal phase correct rectilinear displacement error analysis
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术实验室， 四川 绵阳 621900
基于菲涅尔原理及卡塞格伦天线设计方法,设计了一种口面直径为200 mm的卡赛格伦菲涅耳相位修正平面天线。天线采用连续相位修正方式，由一组同心菲涅耳相位修正圆环组成，与传统卡赛格伦抛物面天线相比，该天线具有平面化结构，大大减小了天线自身重量，天线辐射性能较离散相位衍射天线有大幅度提高。在95 GHz频率下，采用物理光学法进行仿真计算，并采用近场扫描系统进行了天线性能测试，天线3 dB波束宽度分别为0.95°及1.05°，天线实测增益为44.1 dB，天线口面效率为65%。
菲涅耳相位修正平面天线 抛物面 物理光学 毫米波 衍射天线 phase-correcting Fresnel zone plate antennas paraboloid physical optics millimeter wave diffraction antenna
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术实验室, 四川 绵阳 621900
介绍了采用95 GHz准光模式转换器将TE62模式转换为高斯波束的实验测试结果。准光模式转换器由螺旋切口的Vlasov辐射器、一个准抛物柱面反射镜和两个相位修正镜组成。将半径5.62 mm圆波导内的TE62模式转换为束腰直径22.4 mm的高斯波束。实验采用毫米波天线近场扫描测试系统测试, 实验结果表明标量转换效率大于97%, 矢量转换效率大于88%。
准光模式转换器 相位修正镜 回旋管 毫米波 quasi-optical mode converter phase correcting mirror gyrotron millimeter wave
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部, 四川 绵阳 621900
高功率毫米波回旋管输出的高阶模式不利于空间传输，必须进行模式转换。由于不便采用波导模式转换器，因此对内置准光模式转换器进行了研究。内置准光模式转换器由Vlasov辐射器、准抛物柱面镜和相位修正镜组成。基于标量衍射理论和KSA算法,编制了数值模拟程序，设计了相位修正镜。计算分析了参考平面处的场分布，表明该准光模式转换器的标量转换效率大于98%，矢量转换效率大于93%。计算结果表明，该方法可以高效地指导准光模式转换器的设计。
准光模式转换 相位修正镜 标量衍射理论 TE62模 quasioptical mode converters phase correcting mirror scalar diffraction theory TE62 mode
西北工业大学 理学院光信息技术研究所,陕西省光信息技术重点实验室,陕西 西安 710072
在对合成孔径数字全息图通过分幅数值重建的过程中,数值重建平面中心的改变将会影响子全息图再现像的位置及相位分布,进而会对最终得到的合成数值再现像的质量产生不利影响。针对合成孔径数字无透镜傅里叶变换全息图,在理论分析的基础上,提出了相应的分幅再现算法。根据相应子全息图在合成孔径全息图平面上的位置,给各分幅数值再现像分别乘以相应的相位修正因子后再进行叠加,可得到准确的合成数值再现像。以采用线阵CCD推扫获得的大幅面数字无透镜傅里叶变换全息图为例,按照所述方法进行了分幅数值重建实验,获得了高质量的准确合成数值再现像。实验结果与理论分析一致。
合成孔径 数字全息术 数字无透镜傅里叶变换全息图 相位修正因子
北京理工大学信息科学技术学院光电工程系, 北京 100081
在傍轴近似条件下, 可以利用光强传播方程(ITE)对畸变波前进行相位恢复。对于衍射受限的光学系统, 很难获得相位的边界径向斜率值作为边界条件, 此外, 要获得精确的圆域边界采样值也并非易事。为了克服上述困难, 进一步研究了相位恢复改进方法, 即改变了方程的表示形式、计算区域和边界条件, 并用多重网格法进行求解获得重构相位, 最后再将其修正。为了验证算法的精确性, 搭建了实验系统对算法进行实验验证, 将由CCD探测的光强分布进行计算得到的相位分布与相位恢复算法(PR算法)的结果进行比较, 证明在光强分布非均匀的情况下, 该方法恢复的相位均方根误差能够达到017 λ, 可以适用于波前传感精度要求不是很高的相位恢复。
自适应光学 相位恢复 相位修正 光强传播方程
北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系, 北京 100081
对于圆形孔径的光学系统,利用光强传播方程进行相位恢复时很难得到相位的边界径向斜率值,另外,要获得精确的圆域边界采样值也并非易事。为了克服上述困难,提出了一种相位恢复的改进方法,即改变了方程的表示形式、计算区域和边界条件,并用多重网格法进行求解获得重构相位,最后再将其修正。为了对重构相位进行修正,还得到了重构相位与原始相位之间泽尼克系数的传递矩阵。对均匀照明的情形进行了仿真,发现该方法不仅可以避免复杂的边界条件,减少运算时间,而且还能够较好地恢复出原始波前的泽尼克系数,即便在加噪的情况下,修正相位与原始相位的均方根误差也在可以接受的范围内。
自适应光学 相位恢复 相位修正 光强传播方程 多重网格法
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
2 北京航空航天大学，北京 100083
干涉成像光谱仪干涉图的采样方式一般有两种，即单边采样和双边采样，单边采样干涉图往往保留零光程差附近的部分“短双边”采样数据以利于数据处理．本文对空间调制干涉成像光谱仪不同干涉图采样方式下的光谱复原方法进行了研究，讨论了空间调制干涉成像光谱仪单边干涉图的切趾与相位修正，提出了更为合理和准确的方法．研究发现，合理设置短双边数据在减小仪器的原始数据量的同时，能够保证复原光谱的准确度．
空间调制干涉成像光谱仪 单边干涉图 切趾 相位修正 Spatially modulated imaging fourier transform spec Single sided interferogram Apodization Phase correction
