华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
成像光谱仪能够获得目标表面图像特征和频谱特性,提高目标识别分析能力,在军用、民用领域有广泛应用。红外焦平面阵列的等光程间隔采样特性是限制光谱仪分辨率的重要因素。激光干涉光路与成像系统同光路,为红外焦平面阵列提供采样触发信号,实现等光程差采样。通过搭建激光偏振移相干涉光路,对干涉信号幅值和相位差进行理论分析和实际验证,最终调试得到两路正交干涉信号,相位差范围为84.6°~93°,反射透射光强幅值比例小于1∶1.05。实验结果表明,干涉光路中1/8波片角度、偏振分光片角度、探测器位置等参数是影响干涉信号幅值和相位差的重要因素。
成像光谱仪 等光程差采样 激光偏振移相 幅值和相位差 1/8波片 偏振分光片 探测器位置 imaging spectrometer optical path difference sampling laser polarization phase-shifting error of the amplitude and phase 1/8 plate polarizing beam splitter positions of the detectors
基于迈克尔逊干涉仪能够测量微小长度变化量的原理, 自行改装并设计出利用等光程法实现对固体材料线膨胀系数精确测量的装置。基本思路是将原迈克尔逊干涉仪上的两个反射镜都改装成动镜, 并将改装后的一动镜放在新增的导轨上, 然后将其和待测金属棒的一端相连接, 当金属棒受热后会产生细微的伸长, 进而顶着动镜产生细微的移动, 通过调节并观测受热前后屏上干涉条纹“缩进”和“涌出”的分界点来确定金属棒产生的微小形变量, 然后根据公式计算出待测金属棒的线膨胀系数。该测量方法克服了传统数条纹方式的缺陷, 可实现对金属棒线膨胀系数的精确测量, 具有操作简便, 实用性强的优点。
迈克尔逊干涉原理 等光程 线膨胀系数 分界点 Michelson interference principle aplanatism coefficient of linear thermal expansion boundary point
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种可用于小口径光束波面检测的横向剪切干涉仪。该干涉仪由偏振分光棱镜、光轴与其表面平行的晶体平板、1/4波片、反射镜及CCD构成。被测光束由偏振分光棱镜进行透射起偏和反射检偏，利用反射镜的反射两次经过晶体平板、1/4波片来实现剪切光束的等光程干涉。通过晶体平板剪切复制波面以获得小的剪切量，可用于小口径光束波面的检测。晶体平板的旋转可以改变剪切量，实现了不同口径不同波前的光束波面检测。对该干涉仪进行了仿真分析，得到了不同入射角情况下的剪切干涉图，仿真结果与理论分析结果相一致。实验中，旋转晶体平板得到的剪切干涉图与仿真结果相一致，很好地验证了该剪切干涉仪的有效性。
相干光学 波面检测 横向剪切 干涉仪 等光程差
电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
针对目前532 nm波长光的分束技术在光电测控系统(如激光干涉测速)等领域的广泛应用，提出一种光分束器的设计方法，此分束器可将光纤入射的532 nm绿光分成接近等比的多束光(包括一分二、一分三、一分四)。此系统首先用非球面透镜将光纤入射的光束准直，再通过分光片分光后用同样的透镜将光束耦合进光纤，达到了77%的通光效率，附加损耗约1 dB。详细介绍了非球面透镜的设计、分束器的结构、装配及其实验结果，并对实验结果以及研制过程中影响分束器效率的各种因素进行分析。
光学设计 分束器 等光程原理 非球面透镜 optical design beam splitter equal optical path aspheric lens
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息技术研究中心, 上海 201800
空间激光通信中发射波面质量接近衍射极限, 测量波面是调整和检验发射系统的依据。传统的平板剪切干涉仪是测量波面的有效手段之一, 但应用在测量波面高度小于0.3个波长, 口径100～300 mm, 短相干长度的半导体激光器时存在一些限制。大口径横向双剪切激光干涉仪改进于马赫曾德尔结构, 可以实现这一功能。干涉仪主要由两块透射反射镜和四块反射镜组成, 其中一块反射镜结构上下分开, 形成一定的夹角, 通过干涉图上下条纹的差分求出波像差, 提高灵敏度。目前建成的仪器有效通光口径为290 mm, 等光程相干涉, 可适用于相干长度短的光源。仪器对可调谐激光器发射波面进行了测量, 通过计算机处理得到波面, 波面高度的峰谷值为1.0个波长。
测量 干涉仪 波面检测 双横向剪切 等光程
1 中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
2 中国科学院研究生院，北京 100049
3 上海恒益光学精密机械有限公司 上海 201800
基于厚波片平行分束特性，提出了一种分束量可调的等光程平行分束技术，给出透射式和反射式两种平行分束光路.透射式平行分束光路由厚波片和1/2波片组成，反射式平行分束光路由分束镜、厚波片、1/4波片和反射镜组成.通过旋转厚波片可实现分束量的调节.实验结果和理论值相吻合，验证了该技术的有效性.
平行分束 厚波片 分束量 等光程 Parallel beam splitter Thick wave plate Displacement difference Equal optical path
大功率半导体激光器(HPLD)快轴发光光束具有很大的发散角,且快慢轴发散角的差别很大,限制了其在工业加工中的直接应用。从理论上推导用于大功率半导体激光器准直面型的数学模型,在准直面型的推导过程中将微透镜的放置方式考虑进去,从符合实际应用的角度推导出目前最常用的两种准直面型的一般表达式,它们分别是椭圆面型和双曲面型。使用ZEMAX软件对所推导的两种理论模型进行模拟分析,通过比较,讨论这两种面型在应用上的优缺点,阐述两种微透镜的应用范围。结果表明,这两种准直面型对大功率半导体激光器的准直效果远远好于常规的球面准直透镜。
激光技术 大功率半导体激光器 旋转二次曲面 等光程原理 准直 ZEMAX软件
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
为了实现对激光波面的等光程测试，设计了一个新颖的相移矢量剪切干涉仪。该干涉仪以马赫曾德尔结构为基础，为等光程干涉仪。通过在相干的两路光束中分别插入楔角方向正交放置的楔板实现矢量剪切；其中一块楔板分成两块(平板部分和楔板部分)，楔板部分沿平板部分的表面移动，通过改变光程差来实现相移，2π相移所需的移动距离为几毫米的量级，该相移方法在相移精度控制上比较简单。文中还对楔板引入的横向剪切误差和相移误差进行了分析，最后给出了实验所得的一组相移干涉图。
光学器件 干涉仪 相移 矢量剪切 楔板 等光程
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
用于星间通信的激光器具有接近衍射极限的激光波面,已有的波面测量方法,在这一具体测量问题中,都存在一定限制。双剪切波面干涉测量法在雅满横向剪切干涉仪的基础上,采用四块楔形平板,将干涉图分为上下两个部分,具有不同的条纹间距,由此求出波面高度和符号,同得到单幅干涉图的其它干涉测量方法相比,它的最小可测量波高减小一倍以上。在介绍干涉仪的基本结构和原理的基础上,模拟了像差存在时的干涉图,并在实验上得到了波高为0.3λ的初步结果。双剪切波面干涉测量法,可以目视判断波差的符号和估计量值,为等光程相干,适用于半导体等相干长度小的光源。
物理光学 剪切干涉 波面检测 最小波面高度 等光程相干
1 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,华北工学院电子信息工程系,太原,030051
2 上海师范大学信息学院,200234
论述了紫外C辐照杀菌消毒原理、优点, 介绍了国内外有关技术和产品状况,并以"等光程面"原理设计了纸币紫外C消毒器光源的抛物柱面灯罩和椭圆柱面灯罩.紫外C辐照杀菌消毒应用面广,可对空气、水、固体表面进行杀菌消毒,可杀菌谱广,对SARS病毒也具有杀灭作用.使用抛物柱面和椭圆柱面灯罩纸币消毒器,可大幅度提高光能量密度,从而提高了杀菌消毒效率.
紫外C辐照 杀菌消毒 抛物 椭圆柱面 灯罩 等光程面 UV3/C radiation disinfection elliptic and parabolic cylindric lampshade equal path surface
