物理光学
学报.—2005,24(6).—4552458
按Tchebycheff积分方法计算垂轴像差曲线面积,进而建立基于这种面积的像质指标,以模拟阻尼最小二乘法
中评价函数的构思,并将其融合于适应法光学设计程序
中,实现两种优化思想的“复合”。借助这种复合优化能迅
速改善初始结构,促进鱼眼镜头自动设计过程快速收敛。
提出光学自动设计中的虚拟现实技术和多链节—可循环
的“病态”处理方法。表3参5(严寒)
T H7032006020844大口径反射光学系统装调装置设计研究=Research on ad2 justing device of large aperture reflective optics system[会,中]/刘磊(中科院长春光机所.吉林,长春(130033)),李景
林…∥中国仪器仪表学会2005年第五届精密工程学术研讨会.—中国,深圳,2005,11.—1342137
提出了一种应用于大口径、长焦距反射光学系统的光
学件装调装置的设计方案,并进行了研制和应用。该设计
方案采用具6自由度的装调装置,通过对该装置的精度、
稳定性、灵敏度的测试和实验应用,能够满足光学系统装
调的需要,对光学系统的像质影响很小。从满足装调精度
要求的角度出发,对该装置的组成、工作原理、系统布置进
行了详细介绍。图3参5(严寒)
光学镜头、光学零部件
T H7032006020845全景环形透镜三维空间成像展开算法的研究=Research on image processing of the three2dimensional image of pan2 oramic annular lens[刊,中]/侯慧杰(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室.浙江,杭州(310027)),白剑…∥光学仪器.—2005,27(6).—43247
全景环形透镜(PAL)利用平面圆柱投影法(FCP),将
三维空间成像在一个环形区域,由于其成像原理不同于人
眼习惯的中心投影法(CCP),故不利于人眼的观察以及测
量,极大地限制了PAL的应用领域。现提出了一种新的
展开方法,实现了从FCP到CCP的转换,结果表明,三维
立体空间环形像的展开效果良好,更符合人的观察习惯,
极大地拓展了PAL的应用领域。图8参4(杨妹清)
T H7032006020846复眼透镜阵列应用于均匀照明系统的特性研究=Charac2 teristics of fly2eye lens in uniform illumination system[刊,中]/匡丽娟(华中科技大学光电子工程系.湖北,武汉(430074)),翟金会…∥光学与光电技术.—2005,3 (6).—29231
研究了复眼透镜阵列实现均匀照明的原理,模拟分析
了复眼透镜的列数、入射光发散角、光源尺寸对照明效果
的影响。仿真表明,入射光的发散角越小,光源尺寸越小,
照明效果越好,而且适当地选取复眼透镜的列数能提高照
明效果。图8表1参4(严寒)
T H7032006020847
MEMS反射镜建模及其控制实验研究=Modeling of M EMS reflecting mirror and its control experimental re2search[刊,中]/宋镜明(华中科技大学光电子工程系.湖北,武汉(430074)),阮玉…∥华中科技大学学报(自然科学版).—2005,33(11).—36238
从经典二阶振荡系统的传递函数入手,根据M EMS 反射镜的开环瞬态响应实验,对模型的参数进行辨识,考察了模型在静态状况下静电力和弹簧扭矩的关系。推导了阻尼系数和实验曲线之间的关系,这个关系对阻尼系数的辨识不需要考察微镜的尺寸和空气压力,从而可以减轻计算量并且保证了精度。最后,通过仿真和实验结果验证了参数辨识的正确性。图6参6(王淑平)
T H7032006020848 PMMA材料制作X射线组合透镜技术研究=Fabrication of PMMA compound X2ray lenses[会,中]/梁静秋(中科院长春光机所应用光学国家重点实验室.吉林,长春(130033)),乐孜纯∥中国仪器仪表学会2005年第五届精密工程学术研讨会.—中国,深圳,2005,11.—60264
给出了基于衍射理论的评价X射线聚焦组合透镜三维聚焦性能的理论方法。利用该理论方法分析得出X射线组合透镜的聚焦性能与透镜的工作波长、透镜材料、单元透镜数量及凹面半径等参数之间的关系。用L IGA技术中的软X射线光刻方法制作了PMMA材料X射线组合透镜。该组合透镜由40个平凹折射单元依次排列而成,相邻的两透镜单元彼此相切,凹面半径分别为200, 400,500,600,700μm。图7参16(严寒)
T H7032006020849光学镜头结构智能化设计系统=Development of intellec2 tualized design system for structural design of optical lens [会,中]/杨近松(中科院长春光机所.吉林,长春(130033)),胡君∥中国仪器仪表学会2005年第五届精密工程学术研讨会.—中国,深圳,2005,11.—21224
开发了光学镜头结构智能优化设计系统,以黑盒构件技术为主导设计思想,采用VC++语言自主开发了光学设计软件和机械设计软件,利用AutoCAD/Auto IS系统提供的接口函数,实现光学、机械设计软件和AutoCAD/Au2 to IS系统的集成与链接,应用多数据库通信技术实现系统各数据表间的数据通信。通过系统自动完成的设计实例验证了系统的有效性.图1参6(严寒)
T H7612006020850卫星角反射器的设计=Design of satellite laser retro2re2 flector[刊,中]/周辉(武汉大学测绘科学与技术学院.湖北,武汉(430079)),李松…∥光电工程.—2005,32 (11).—25229
以角反射器远场衍射理论为依据,提出了利用角反射器参数补偿速差的技术方案。即通过改变角反射器参数的大小,使得接收光斑的极值中心刚好回到测站位置,以弥补速差效应的影响。以德国Champ卫星上角反射器为例,运用角反射器衍射光学理论进行了设计,设计所得的单角误差-3.70″与Champ卫星提供的- 3.8″非常相近,而且按两者结果模拟得到的接收强度仅相差0.6%,从而验证了设计方法的正确性和可靠性。图8参5(严寒)
物理光学
光的干涉与衍射
O348.122006020851形貌影栅云纹法中各光场设置比较及其误差分析=Com2 parison and error analysis of optica field arrangements in shadow Moire topography[刊,中]/云海(大连理工大学工程力学系.辽宁,大连(116024)),云大真∥大连理工大学学报.—2005,45(6).—7812784
形貌影栅云纹测量中主要有4种光场:平行照射2平行观察、平行照射2点观察、等距点照射2点观察和不等距点照
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射2点观察光场。光场的选择与布置直接影响测量结果中系统误差的大小。为此通过对上述4种光场的特点进行分析比较,给出了通常采用的光场参数下的误差分析。分析结果表明,平行照射2平行观察光场是影栅云纹法中的基本光场,其他光场均受非平行光因素的影响,不可避免地引入误差。本研究对采用影栅云纹法进行测量时,合理选择光场和光场参数以及对测量结果的误差评估都有重要的指导作用。图1表2参6(严寒)
O436.12006020852受光阑限制贝塞耳2高斯光束的衍射特性=Diff raction characteristics of Bessel2G auss beams limited by apertures [刊,中]/刘永欣(四川大学激光物理与化学研究所.四川,成都(610064)),葛卫国…∥光电工程.—2005,32 (12).—17220
对贝塞耳2高斯光束经不同几何构形光阑的衍射作了比较研究。结果表明,在选取合适的光阑参数情况下,锯齿光阑能减弱所关心区域(F=20)轴上光强的衍射调制,而超高斯光阑能抑制大部分菲涅耳区(F>3.7)的衍射调制。锯齿光阑和超高斯光阑都有较大的填充因子,使用合适的超高斯光阑可得到有较大填充因子(如f Super2G aussian= 0.25)又更平滑的横向光强分布。图4参4(严寒)
O436.12006020853振幅矢量叠加法分析X射线波带片加工误差对效率的影响=Analysis of the influence of fabrication errors on the efficiency of X2ray zone plates by summing up the wavelets [刊,中]/肖凯(中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽,合肥(230026)),刘颖…∥光学精密工程.—2005, 13(6).—6432649
使用振幅矢量叠加法,通过叠加X射线波带片每一对环带对焦点的贡献,计算和分析了随机环带位置误差、宽度误差、扩散和粗糙度对波带片效率的影响。用Strehl比来量化和衡量与理想波带片有偏差的波带片的性能,对两个波带片实例分别用Strehl极限确定了能容许的4种误差的最大值。计算了Ni软件X射线波带片的随机环带位置误差及宽度误差对主焦点效率的影响;计算了SiO2/Ni 硬X射线溅射切片波带片的两种材料的相互扩散和粗糙度对衍射效率的影响,给出了分析结果。图4参12(严寒) O436.12006020854单轴晶光轴干涉图成因的理论分析=Theoretic analysis of uniaxial optical axis interference patterns[刊,中]/赵爽(曲阜师范大学激光研究所.山东,曲阜(273165)),吴福全∥光学与光电技术.—2005,3(5).—59261
从理论上解释了单轴晶光轴干涉图的成因,并给出了在白光照射下的干涉花样。搭建了实验光路,结果表明,若用单色光照射,干涉图为明暗相间圆环;若用白光照射,则为一个套一个的环状等色曲线。愈向视域边缘,干涉色级数愈高,等色曲线的数目愈多,密度愈大,表示晶体的双折射率愈大。实验结果与理论分析相吻合。图4参3(严寒)
O436.12006020855无衍射J0光束的理论分析=Theoretical analysis of non2 diff racting J0beam[刊,中]/邢笑雪(华侨大学信息科学与工程学院.福建,泉州(362021)),吴逢铁…∥华侨大学学报(自然科学版).—2006,27(1).—31234
由同一锥面上的平面波叠加,给出无衍射第一类零阶贝塞尔光束(无衍射J0光束)的解。利用衍射积分理论,导出平面波通过轴棱锥后的光场分布。数值模拟轴上光强和横截面光强的分布,结果证明无衍射光束的最大准直距离的模拟结果与几何光学近似完全吻合。同时,讨论了光束半径和轴棱锥棱角对最大准直距离的影响。图4参10(于晓光)O436.12006020856椭球模型的夫琅和费衍射的研究=Research of Fraunhofer diff raction f rom the ellip soid model[刊,中]/吴大建(江苏大学理学院.江苏,镇江(212013)),王亚伟∥激光技术.—2005,29(5).—4812483
基于夫琅和费衍射理论,应用MA TL AB软件进行模拟,对不同形体因子的标准椭球模型进行讨论,并与实验结果进行比较。证实了对于真实微粒测量模型,椭球模型比球模型更具优越性,能够更准确地获得非球形微粒的粒度分布,并从椭球模型的衍射图像反演得到微粒的形体因子。图4参15(严寒)
O436.12006020857色分离光栅对光束近场调制影响实验研究=Experiment research of the effect of the color separating grating on the near field modulation of the beam[刊,中]/王成程(中物院激光聚变研究中心.四川,绵阳(621900)),郑万国…∥激光技术.—2005,29(5).—5552557
介绍了一种用于惯性约束聚变研究的CSG衍射光栅研制情况,衍射光栅的制作采用离子束刻蚀的方法,光栅刻蚀面积为80mm×80mm。利用星光Ⅱ高功率固体激光装置实验平台对光路中插入衍射光栅后的光束近场调制变化进行了实验测试。实验结果表明,在低功率密度条件下(0.005GW/cm2)光路中插入CSG衍射光栅后,光束近场调制度没有明显的增加,相对于光束本身的调制来说,由光栅带来的调制为细微的小量调制。图5表1参9 (严寒)
O436.12006020858推导光栅衍射暗纹和次级亮纹位置公式的一种新方法=A new method of educing grating diff raction minimum and secondary maximum stripe location formula[刊,中]/谢甫珍(电子科技大学.四川,成都(610054)),文光俊…∥激光杂志.—2005,26(6).—47248
用菲涅耳半波带法推出光栅衍射缝间干涉因子暗纹和次极亮纹位置公式,其中次极大位置公式在算次极大强度时有着非常重要的作用。图4参6(杨妹清)
O436.12006020859旋转剪切频闪散斑干涉法测量物体的固有频率=Meas2 urement of resonant f requencies of objects by rotating shearing stroboscopic speckle interferometry[刊,中]/陈炳泉(苏州大学物理系.江苏,苏州(215006))∥激光杂志.—2005,26(6).—54,57
提出一种测量物体固有频率的新方法—旋转剪切频闪散斑干涉法。该方法能方便地测量振动物体的固有频率,具有较高的精度、全场显示、条纹可见度好等优点。给出了理论分析和实验结果。图4参6(杨妹清)
O436.12006020860双折射楔对干涉条纹的偏振匀滑=Polarization smoothing of biref ringent wedge for interference speckles[刊,中]/刘波(四川大学物理科学与技术学院.四川,成都(610064)),王文义…∥四川大学学报(自然科学版).—2005,42 (6).—118021184
对双折射楔及其阵列匀滑随机相位板所产生干涉条纹的特性进行了理论分析和数值模拟,计算了当光楔在选取不同楔角时远场光斑的二维光强分布,以及具有不同单元数目的双折射楔列阵对光束的匀滑效果。计算结果表明,当光楔使两焦斑图样分开足够大时,光楔对远场光斑具有良好的匀滑效果。图4参12(王淑平)
O436.12006020861衍射光强分布规律数值模拟和测量=Numerical simula2 tion and measurement of distribution of diffraction intensity [刊,中]/朱筱玮(西安工业学院数理系.陕西,西安
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(710032)),王晓颖…∥西安工业学院学报.—2005,25 (6).—5612564
利用MA TL AB软件作数值模拟和CCD系统测量两种方法,分别对几种典型的衍射单元的衍射光强分布规律进行了对比研究。数值模拟方法适用于较规则形状,能精确得到衍射强度分布公式的衍射单元;通过计算机处理输入的衍射光图像表明,这两种方法适用于研究光的衍射强度分布规律。图3参6(于晓光)
O436.12006020862衍射光学元件加工中的对心研究=Research on the align2 ment of the diff ractive element axes with the mask center [会,中]/康福增(中科院长春光机所应用光学国家重点实验室.吉林,长春(130033)),卢振武…∥中国仪器仪表学会2005年第五届精密工程学术研讨会.—中国,深圳, 2005,11.—124
设计了一套进行套刻对准的实验路径。以机械轴为参考基准,使掩模板的环带中心和器件球面的对称轴分别与之对准,最终实现套刻过程中掩模板和器件对称轴的对准。最后根据加工实际情况进行了计算,对于口径是92 mm的衍射元件,得到的对准误差为2.125μm,能够满足系统的要求。图3参7(严寒)
O436.12006020863纳米级微间距的多波长干涉测量方法=Multi2wavelength interferometry for nanometer scale spacing[会,中]/沈邦兴(湖北工业大学机械工程学院.湖北,武汉(430068)),汪威…∥中国仪器仪表学会2005年第五届精密工程学术研讨会.—中国,深圳,2005,11.—1032108
以包含多种波长的复合入射光照射薄膜,入射光被空气薄膜分成两部分,一部分穿过薄膜,另一部分则被反射回来。利用一种特殊的方法测得该薄膜的光强反射率,进而根据薄膜厚度与入射光波长和相应的光强反射率之间的函数关系建立方程组。通过对方程组求解,计算出薄膜的厚度。多波长干涉测量法能够避免移相干涉法中移相器所带来的误差,并且可根据不同波长的光波测出的结果相互校正,提高了测量精度。图5参5(严寒)
T H744.32006020864探测微弱信号的双楔形干涉仪的结构分析=Structure an2 alyzing of orthogonal two2wedge interferometer to detect weak laser signal[刊,中]/严高师(电子科技大学光电信息学院.四川,成都(610054)),张志勇∥电子科技大学学报.—2005,34(5).—6842687
针对楔形多光束干涉仪产生等间距细锐条纹的特性,结合双路探测系统相减可消去背景噪声的优点,提出一种新型的正交双楔形干涉仪结构。该结构中所有部分都相对固定,且两路楔形板厚度差为一定值,激光入射时,两路干涉仪产生相位差为π/2的等间距条纹,条纹信号叠加在背景噪声信号之上,通过差分放大,使背景非相干光信号相减为零,提高了系统在强噪声背景下弱信号探测能力。该结构可用于微弱激光信号的探测,并能通过条纹间距计算出入射激光的波长。根据该干涉仪的基本原理,通过计算机仿真设计了其结构参数。图6参6(严寒)
光的吸收、透射与散射
O436.22006020865空间目标可见光散射特性与可视条件研究=Visible light scattering characteristics and visibility of spatial objects [刊,中]/李道勇(临沂师范学院物理系.山东,临沂(276005)),王增玉…∥光学与光电技术.—2005,3 (5).—528
采用椭偏法和总体积分散法分别测量和计算了空间目标包层材料和太阳能板的材料参数,以及相应的双向反射分布函数,并根据此参数对空间简单体目标可见光谱散射特性进行了理论计算和实验校模。结合目标的几何建模和轨道理论,利用Modtran大气传输模型计算了不同时刻的背景辐射,和在不同地面观测站观测时空间目标的亮度变化以及背景辐射的影响,分析了目标的可视条件。计算表明,清晨或傍晚,背景辐射小于空间目标的散射,是观测的最佳时段。图5参7(于晓光)
O436.22006020866一维Weierstrass分形粗糙表面光散射特性研究=Charac2 teristic study of light scattering on12D Weierstrass f ractal rough surface[刊,中]/刘亮元(电子科技大学物理电子学院.四川,成都(610064)),杨小丽∥激光杂志.—2005,26 (6).—43244
采用Weierstrass2Mandelbort分形函数模拟实际粗糙表面,从简谐光波满足的亥姆荷兹方程出发,利用基尔荷夫近似推导出Weierstrass2Mandelbort分形粗糙表面的光散射场的积分公式,数值计算并分析了表面散射光强的角分布特性。图3参8(杨妹清)
光的偏振与色散
O436.32006020867偏振光干涉强度到椭圆偏振光电矢量的变换=Transfor2 mation f rom interference intensity of polarized light to elec2 tric vector of the elliptic polarized light[刊,中]/倪重文(江苏工业学院信息科学系.江苏,常州(213016)),是度芳∥光电子技术与信息.—2005,18(6).—10212
研究了偏振光干涉与椭圆偏振光电矢量之间的转换关系,解决了椭圆偏振光电矢量的测量问题。图4参3(于晓光)
O436.32006020868动态偏振控制器的复位分析与实现=Analysis and realiza2 tion of dynamic polarization controller′s endless polariza2 tion control[刊,中]/肖远(华中科技大学光电子工程系.湖北,武汉(430074)),孙军强…∥光学与光电技术.—2005, 3(5).—49252
利用琼斯矩阵分析了适合高速应用的四通道挤压光纤型偏振控制器的复位原理,根据复位原理设计了以两通道为主延迟器,另两通道为辅助复位延迟器的复位方案,并以40Hb/s的PMD补偿系统为实验平台进行了验证,反馈信号及四通道控制电压和时间的关系曲线表明复位效果良好且复位未对PMD补偿产生不良影响。图4参5 (严寒)
O436.32006020869格兰2泰勒棱镜透射光强分布研究=Distribution of trans2 mitted light of a G lan2Taylor prism[刊,中]/朱化凤(曲阜师范大学激光研究所.山东,曲阜(273165)),宋连科…∥光子学报.—2005,34(12).—188121884
从棱镜的结构特点出发,结合菲涅耳定律和等厚干涉原理,导出了格兰2泰勒棱镜透射光强分布的有关公式,分析了在平面光波和会聚光束入射时的光强分布特征,并进行了实验测试,测试结果与理论结果相一致。理论和实验结果表明,平面光波入射时,产生等间距和等相衬度的条纹;发散光束入射时一般产生不平行的、宽度和相衬度连续变化的条纹。图9参5(严寒)
O436.32006020870非共线声光可调谐滤光器(AOTF)偏振光波长的研究= Study on polarized lights′wavelength of non2collinear a2 cousto2optic tunable filters(AO TF)[刊,中]/余桂英(中国
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计量学院计量技术工程学院.浙江,杭州(
310018)),王洁…∥红外技术.—2005,27(5).—4262429 对经非共线声光可调谐滤光器(AO TF )后衍射出的±1级偏振光波长进行了分析,理论和实验结果基本一致,相对误差<±2%。在2～4μm 波段,两级光的波长差为0.2～0.3μm 。图6表2参6(于晓光)
O 436.3
2006020871
随机分布群体粒子场侧向散射光偏振度研究=Study on the polarization degree of radiation side 2scattered by the multiple particles distributed randomly[刊,英]/袁兴起(南京理工大学光学工程系.江苏,南京(210094)),赵琦…∥红外与毫米波学报.—2005,24(6).—4012404 由直径0.22μm 或0.494μm 的粒子与过滤的蒸馏水混合构成不同浓度的悬浮液,作为研究粒子侧向散射光偏振特性的散射介质。实验结果表明,粒子侧向散射光的退偏振对粒子直径的变化非常敏感:直径小的粒子其侧向散射光水平方向偏振度远大于直径大的粒子,而其侧向散射光垂直方向的偏振度却远小于直径大的粒子。图2表5参9(严寒)
T H 744.2
2006020872
旋光测量系统的新设计=New design of optical activity measurement system[刊,中]/赵培涛(曲阜师范大学激光
研究所.山东,曲阜(273165)),李国华…∥激光技术.—2005,29(5).—5042506 设计了一种利用偏振光干涉法测量物质旋光率的新系统,并对石英晶体旋光性质进行了测定,测量结果的相对误差小于1%,实验证明其测试精度和使用效果都比传统方法有了明显的提高。图3表3参7(严寒)
T H 744.21
2006020873
一种新型偏振态综合仪的实验研究=Experimental inves 2tigation of a novel polarization synthesizer[刊,中]/王军利(西安交通大学现代物理研究所.陕西,西安(710049)),方强…∥光电子?激光.—2005,16(10).—117521177 提出一种新型的偏振态综合仪的实现方案。该方案通过激光光源、线性起偏器、可旋转的1/4波片(QWP )和可旋转的1/2波片(HWP )的组合实现任意偏振态(SOP )的产生。利用二维平面几何方法,从理论上分析了该方案的正确性并推导出了相应的控制算法。实验结果表明,该仪器可以高精度产生任意SOP ,且具有成本低、易于实现和控制算法简单等优点。该仪器在研究偏振相关效应对光纤通信系统和光器件的影响具有重要应用价值。图4表3参11(于晓光)
光谱学
光谱分析、光谱测量
O 433
2006020874
K 2C r 2O 7溶液红移现象研究=Study on the red 2shift of
K 2Cr 2O 7solution[刊,中]/刘桂香(宁波大学物理系.浙江,宁波(315211)),陶卫东∥光学仪器.—2005,27(6).—67271 通过对酒石酸钾为溶剂的K 2Cr 2O 7溶液在不同浓度下的圆二向色性进行测试,显示出该溶液对波长在500～700nm 范围内的光表现出明显的圆二向色性,而且其圆二向色性随溶液浓度的降低而减弱,同时也发现该溶液的最大吸收波长出现红移现象,波长漂移量可达5.5nm 。图4表2参5(杨妹清)
O 433.12006020875
甲醇溶液吸收光谱与荧光光谱的研究=An experiment
study of methanol absorption and fluorescent spectra in 2
duced by UV 2light [刊,中]/朱拓(江南大学理学院.江苏,
无锡(214036)),陈国庆…∥激光技术.—2005,29(5).—4702472
采用紫外光度计和多功能光谱系统对甲醇溶液的紫
外吸收光谱和紫外光激励下产生的荧光光谱进行了研究。研究结果表明,甲醇溶液能较好地吸收波长短于260nm
的紫外光,且随着溶液体积分数的变化,荧光强度的变化
呈现出一定的规律;甲醇分子吸收入射光光子的能量后向
外发射峰值位于340nm 处的荧光,随着激励光波长的变
化,甲醇溶液发射荧光光谱略有差异。对甲醇分子吸收和
发射光谱的机理进行了理论研究,该研究结果将为甲醇微
量含量的测试提供理论依据,为甲醇分子的诊断技术提供
参考。图5参9(严寒)
O 433.42006020876
在银胶体系中罗丹明B 单分子水平上喇曼光谱的研究=
Study on the Raman spectrum of single 2molecular level of rhodamine B adsorbed on the silver colloid[刊,中]/马文强(首都师范大学北京纳米光电子学重点实验室.北京(100037)),方炎∥光电子?激光.—2005,16(10).—125321256 采用表面增强喇曼散射(SERS )技术,比较了单分子水平上银胶纳米体系中罗丹明B (Rh B )浓度为10-11m ol/L 以下的喇曼光谱和通常单分子水平上罗丹明6G (Rh 6G )浓度在10-11mol/L 的喇曼光谱,无论自由沉积在玻璃表面还是在液体环境下的结果都显示,单分子水平上Rh B 的喇曼光谱灵敏度是Rh 6G 的2倍多。因此,利用Rh B 作为探测试剂将能够提供更加丰富的信息,这对单分子的光谱研究以及高灵敏度探测试剂的应用研究具有重要的意义。图4表1参18(杨妹清)
O 433.4
2006020877
基于相融性度量的光谱分类方法=A novel spectral classi 2fier based on coherence measure[刊,中]/李乡儒(中科院自动化所国家模式识别实验室.北京(100080)),吴福朝…∥光谱学与光谱分析.—2005,25(11).—188921892 提出了一种相融性度量的概念,该度量能够刻画一个样本与训练样本集融合为一体的程度。在此基础上给出
了一种基于相融性度量的k 2近邻分类方法,该方法不仅能够实现较准确的分类,而且还具有相当好的知识发现能力。通过对活动星系与活动星系核实验表明,该方法无论
对分类还是对知识发现都是非常有效的。图2参9(严寒)O 433.42006020878荧光偏振光谱法探测光动力过程中癌细胞膜的流动性=Fluorescence polarization used to derive cell membrane flu 2idity during photodynamic therapy[刊,中]/魏荣慧(华东师范大学光谱学与波谱学教育部重点实验室,华东师范大学物理系.上海(200062)),黄燕萍…∥光谱学与光谱分析.—2005,25(11).—182721829 以DP H 作荧光探剂,用荧光偏振光谱法研究了金属酞菁配合物苯硫基钛菁锌(C 56H 32N 8S 4Zn )在光动力过程—
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物理光学第一章答案
第一章 波动光学通论 作业 1、已知波函数为：?? ? ???-?=-t x t x E 157 105.11022cos 10),(π，试确定其速率、波长和频率。 2、有一张0=t 时波的照片，表示其波形的数学表达式为 ?? ? ??=25sin 5)0,(x x E π。如果这列波沿负 x 方向以2m/s 速率运动， 试写出s t 4=时的扰动的表达式。 3、一列正弦波当0=t 时在0=x 处具有最大值，问其初位相为多少？ 4、确定平面波：?? ? ??-+ + =t z k y k x k A t z y x E ω14314 214 sin ),,,(的传播方向。 5、在空间的任一给定点，正弦波的相位随时间的变化率为 s rad /101214?π，而在任一给定时刻，相位随距离 x 的变化是 m rad /1046?π。若初位相是 3 π ，振幅是10且波沿正x 方向前进， 写出波函数的表达式。它的速率是多少？ 6、两个振动面相同且沿正x 方向传播的单色波可表示为： )](sin[1x x k t a E ?+-=ω，]sin[2kx t a E -=ω，试证明合成波的表达式可 写为?? ??? ???? ? ??+-?? ? ???=2sin 2cos 2x x k t x k a E ω。 7、已知光驻波的电场为t kzcoa a t z E x ωsin 2),(=，试导出磁场),(t z B 的表达式，并汇出该驻波的示意图。
8、有一束沿z 方向传播的椭圆偏振光可以表示为 )4 cos()cos(),(00π ωω--+-=kz t A y kz t A x t z E 试求出偏椭圆的取向 和它的长半轴与短半轴的大小。 9、一束自然光在30o 角下入射到空气—玻璃界面，玻璃的折射率n=，试求出反射光的偏振度。 10、过一理想偏振片观察部分偏振光，当偏振片从最大光强方位转过300时，光强变为原来的5／8，求 (1)此部分偏振光中线偏振光与自然光强度之比； (2)入射光的偏振度； (3)旋转偏振片时最小透射光强与最大透射光强之比； (4)当偏振片从最大光强方位转过300时的透射光强与最大光强之比． 11、一个线偏振光束其E 场的垂直于入射面，此光束在空气中以45o 照射到空气玻璃分界面上。假设n g =，试确定反射系数和透射系数。 12、电矢量振动方向与入射面成45o 的线偏振光入射到两种介质得分界面上，介质的折射率分别为n 1=1和n 2=。（1）若入射角为50o ，问反射光中电矢量与入射面所成的角度为多少？（2）若入射角为60o ，反射光电矢量与入射面所成的角度为多少？ 13、一光学系统由两片分离的透镜组成，两片透镜的折射率分别为和，求此系统的反射光能损失。如透镜表面镀上增透
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含答案
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含答案 一、选择题 1．如果把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端，如图所示．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了( ) A ．光的全反射 B ．光的衍射 C ．光的干涉 D ．光的折射 2．半径为R 的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O ，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB ＝60°，若玻璃对此单色光的折射率n ＝3，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为（ ） A ．3R B ．2R C ． 2R D ．R 3．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（ ） A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B ．小球所发的光能从水面任何区域射出 C ．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 4．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（ ）． A ． B ．
C．D． 5．两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（a>）。下列结论中正确的是（） A．光束的频率比光束低 B．在水中的传播速度，光束比小 C．水对光束的折射率比水对光束的折射率小 D．若光束从水中射向空气，则光束的临界角比光束的临界角大 6．有一束波长为6×10－7m的单色光从空气射入某种透明介质，入射角为45°，折射角为30°，则 A．介质的折射率是 2 B．这束光在介质中传播的速度是1.5×108m／s C．这束光的频率是5×1014Hz D．这束光发生全反射的临界角是30° 7．如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（） A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长 B．光电效应实验时，用A光比B光更容易发生 C．A光的频率比B光的频率高 D．用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 8．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一
大学物理光学练习题及答案
光学练习题 一、 选择题 11. 如图所示，用厚度为d 、折射率分别为n 1和n 2 (n 1＜n 2)的两片透明介质分别盖住杨氏双缝实验中的上下两缝, 若入射光的波长为, 此时屏上原来的中央明纹处被第三级明纹所占 据, 则该介质的厚度为 [ ] (A) λ3 (B) 1 23n n -λ (C) λ2 (D) 1 22n n -λ 17. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片厚度为d 1的透光云母片将双缝装置中的上面一个缝挡住; 再用一片厚度为d 2的透光云母片将下面一个缝挡住, 两云母片的折射率均为n , d 1＞d 2, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距减小 (B) 条纹间距增大 (C) 整个条纹向上移动 (D) 整个条纹向下移动 18. 如图所示，在杨氏双缝实验中, 若用一片能透光的云母片将双缝装置中的上面一个缝盖住, 干涉条纹的变化情况是 [ ] (A) 条纹间距增大 (B) 整个干涉条纹将向上移动 (C) 条纹间距减小 (D) 整个干涉条纹将向 下移动 26. 如图(a)所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长λ＝500nm(1nm = 10-9m)弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分的切线相切．则工件的上表面缺陷是 [ ] (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm 43. 光波的衍射现象没有声波显著, 这是由于 [ ] (A) 光波是电磁波, 声波是机械波 (B) 光波传播速度比声波大 (C) 光是有颜色的 (D) 光的波长比声波小得多 53. 在图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，将单缝K 沿垂直光的入射光(x 轴)方向稍微 平移，则 [ ] (A) 衍射条纹移动，条纹宽度不变 (B) 衍射条纹移动，条纹宽度变动 (C) 衍射条纹中心不动，条纹变宽 (D) 衍射条纹不动，条纹宽度不变 K S 1 L L x a E f
物理光学梁铨廷答案
第一章光的电磁理论 在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为Ex=0，Ey=0，Ez=，（各 量均用国际单位），求电磁波的频率、波长、周期和初相位。 解：由Ex=0，Ey=0，Ez=，则频率υ= ==×1014Hz，周期T=1/υ=2×10-14s， 初相位φ0=+π/2（z=0，t=0），振幅A=100V/m，波长λ=cT=3×108×2×10-14=6×10-6m。 .一个平面电磁波可以表示为Ex=0，Ey=，Ez=0，求： （1）该电磁波的振幅，频率，波长和原点的初相位是多少（2）波的传播和电矢量的振动取哪个方向（3）与电场相联系的磁场B的表达式如何写 解：（1）振幅A=2V/m ，频率υ=Hz，波长λ==，原点的初相位φ0=+π/2；（2）传播沿z轴，振动方向沿y 轴；（3）由B=，可得By=Bz=0，Bx= .一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为Ey=0，Ez=0，Ex=， 试求：（1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。 解：（1）υ===5×1014Hz； （2）λ=； （3）相速度v=，所以折射率n= 写出：（1）在yoz平面内沿与y轴成θ角的方 向传播的平面波的复振幅；（2）发散球面波和汇聚球面波的复振幅。 解：（1）由，可得 ； （2）同理：发散球面波 ， 汇聚球面波 。 一平面简谐电磁波在真空中沿正x方向传播。其频率为Hz，电场振幅为m ，如果该电磁波的振动面与xy平面呈45o，试写出E ，B表达式。解：，其中 = = = ， 同理：。 ，其中 = 。 一个沿k方向传播的平面波表示为 E=，试求k 方向的单位矢。 解：， 又， ∴=。
证明当入射角=45o时，光波在任何两种介质分界面上的反射都有。 证明： = === 证明光束在布儒斯特角下入射到平行平面玻璃片的上表面时，下表面的入射角也是布儒斯特角。证明：由布儒斯特角定义，θ+i=90o ， 设空气和玻璃的折射率分别为和，先由空气入射到玻璃中则有，再由玻璃出射到空气中，有， 又，∴， 即得证。 平行光以布儒斯特角从空气中射到玻璃 上，求：（1）能流反射率和；（2）能流透射率和。 解：由题意，得， 又为布儒斯特角，则=.....① ..... ② 由①、②得，，。 （1）0， ， （2）由，可得， 同理，=。 证明光波在布儒斯特角下入射到两种介质的分界面上时，，其中。 证明：，因为为布儒斯特角，所以， =，又根据折射定律，得，则，其中，得证。 利用复数表示式求两个波 和 的合成。 解： = = = =。 两个振动方向相同的单色波在空间某一点产生的振动分别为和 。若Hz，V/m ，8V/m，，，求该点的合振动表达式。 解：= = = =。 求如图所示的周期性三角波的傅立叶分析表达式。解：由图可知， ， =， =）=，（m为奇数），，
物理光学考试题
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 《物理光学》考试题（90分钟） 开卷 总分100分 考试日期 2010年11月 4 日 一、 选择题（每小题2分，共30分） 1. 自然光正入射，其反射光为 D 。 A ．椭圆偏振光 B ．线偏振光 C ．部分偏振光 D ．自然光 2. 自然光在界面发生反射和折射，当反射光为线偏振光时，折射光与反射光的夹角必为 D 。 A ． B θ B ． C θ C ． 3π D ．2 π 3．全反射时，在折射率小的介质中的电场 B 。 A ．等于零 B ．随离界面距离的增加按指数规律衰减 C ．等于常数 D ．随离界面距离的增加按指数规律增加 4. 当光波在两种不同介质中的振幅相等时， D 。 A. 其强度相等 B. 其强度不相等 C. 不确定 D. 其强度比等于两种介质的折射率之比 5. 光从折射率中小介质中正入射到折射率大的介质表面时，相对于入射光的电场和磁场，反射光的 C 。 A ．电场和磁场都无相位变化 B. 电场和磁场都有π相位突变 C. 电场有π相位突变，磁场无相位变化 D. 电场无相位变化，磁场有π相位突变 6. 平行平板的等倾干涉图样定域在 A 。 A ．无穷远 B ．平板上界面 C ．平板下界面 D ．自由空间 7. 在白光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是 A 。 A ．由外到里 B ．由里到外
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… C ．不变 D ．随机变化 8. 在对称平板双光束干涉中，无论是等厚干涉还是等倾干涉，也无论是21n n >还是12n n <，两反射光束间的附加相位突变总是 A 。 A ．等于π B ．等于0 C ．可以为π也可以为0 D ．在0和π之间 9. 把一平凸透镜放在平玻璃上构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环 B 。 A. 向中心收缩， 条纹间隔不变 B. 向中心收缩，环心呈明暗交替变化 C. 向外扩张，环心呈明暗交替变化 D. 向外扩张，条纹间隔变大 10．对于单层光学薄膜，增透膜和增反膜的光学厚度 C 。 A ．分别为 2λ和4λ B ．分别为4λ和2λ C ．都等于4λ D ．都等于2 λ . 11．单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为h ， 且n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在n 1中的波长，则两束反射光的光程差为 C 。 A. 2n 2h B. 2n 2h +)112n λ C. 2 n 2h + 1112n λ D. 2 n 2h +211 2 n λ 12． F-P 腔两平行腔面间的距离增加时，其 A 。 A ．分辨能力增强 B ．分辨能力降低 C ．自由光谱范围λ?增大 D ．最小可分辨波长差δλ增大 13. 在F-P 腔腔面无吸收的情况下，当反射率R 增加时，其干涉图样中亮线的亮度 C 。 A ．增加 B ．减弱 C ．不变 D ．趋于无穷大 14. 关于光的空间相干性，下列说法不正确的是 D 。 A. 光场的空间相干性来源于普通扩展光源不同部分发出的光的不相干性
中国科学院大学《高等物理光学》期末知识点总结
20讲题目：平面波与球面波；空间频率；角谱：波的叠加；空间频率的丢失：卷积的物理意义；抽样定理；衍射与干涉；透过率函数；近场与远场衍射；“傅里叶变换与透镜”；対易：衍射的分析法：空品対易；全息；阿贝成像原理（4f 系统）；泽尼克相衬显微镜；CTF;OTF;非相干与相干成像系统；衍射的计算机实验；衍射的逆问题；叠层成像（Ptychography ）；如何撰写科技文章 抽样定理：利用梳状函数对连续函数 抽样，得 抽样 函数 ,由 函数的阵列构成，各个空间脉冲在 方向和 方向的间距分别为 。每个 函数下的体积正比于该点g 的函数值。利用卷积定理，抽样函数 的频谱为 空间域函数的抽样，导致函数频谱 的周期性复 现，以频率平面上 点为中心重复 见图。假定 是限带函数，其频谱仅在频率平面一个有限区域R 不为0.若 ， 分别表示包围R 的最小矩形，在 ， 方向上的宽度，则只要 ，X,Y 为抽样间隔。 中各 个频谱区域就不会出现混叠现象。这样就 有可能用滤波的方法从 中抽取出原函数频谱G ，而滤除其他各项，再由G 求出原函数，因而能由抽样值还原原函数的条件是1） 是限带函数2）在x ，y 方向上 抽样点最大允许间隔分别为 ， 通常 称为奈奎斯特间隔。显然，当函数起伏变化大，包含的细节多、频带范围较宽时，抽样间隔就应当较小。抽样数目最小应为 这是空间带宽积（函数在空域和频域中所占面积之积） 2.10若只能用 表示的有效区间上的脉冲点阵对函数进行抽样，即 试说明，及时采用奈奎斯特间隔抽样，也不在能用一个理想低通滤波器精确恢复 。解：因为表示的有限区域以外的函数抽样对精确恢复，也有贡献不可省略。用 表示的有限区间上的脉冲点阵对函数进行抽样，即 ，抽样函数 对应的频谱为 ,上式右端大 括号中的函数，是以 点为中心周期性重复出现的函数频谱 。对于限带函数，采用奈奎斯特间隔抽样， 中的各个频谱区域原本不会发生混叠现象，但是和二维 函数卷积后，由于 函数本身的延展性，会造成各函数频谱间发生混叠现象，因而不再能用低通滤波的方法精确恢复原函数 。从另一角度看，函数 被矩形函数限制范围后，成为 ,新的函数不再是限带函数，抽样时会发生频谱混叠，可以得出同样的解释。 2.11如果用很窄的矩形脉冲阵列对函数抽样（物理上并不可能在一些严格的点上抽样一个函数）即 式中， 、 为每个脉冲在 方 向的宽度。若抽样间隔合适，说明能否由 还原函数 。解：用很窄的矩形脉冲阵列对函数进行抽样，例如当采用CCD 采集图像，每个像素都有一定的尺寸大小。这时抽样函数 对应的频谱为 , )] sinc sinc ,由于 、 尺寸很小，二维 函数是平缓衰减的函数， 对 中各个以 点为中心的函数频谱 的高度给以加权衰减。上式也可以看成是用经 函数加权衰减的脉冲序列与 卷积，结果是一样的。由于各个重复出现的频谱 形状不变，带宽不变，不发生混叠，因而只要抽样间隔合适，仍然能通过低通滤波还原 . 空间频率的理解：传播矢量位于 平面时，由于 , 平面上复振幅分布为 等位相线方程为 与不同C 值相对应的等位相线是一些垂直于 轴的平行线，图画出了位相依次相差 的几个波面，与 平面相交得出的等位相线，这些等位相线接近相等，由于等位相线上的光振动相同，所以复振幅在xy 平面周期分布的空间周期可以用位相相差 的两相邻等位相线的间隔X 表示， 所以 用空间周期的倒数表示x 方向单位长度内变化的周期数，即 , 成称为复振幅分布在x 方向上的空间频率。 角谱理解： ， ， ， 称 作 平面上复振幅分布的角谱，引入角谱的概念，进一步理解复振幅分解的物理含义：单色光 波场中某一平面上的场分布可看做不同方向传播的单色平面波的叠加，在叠加时各平面波成分有自己的振幅和常量位相，它们的值分别取决于角谱的模和辐角。 泰伯效应：用单色平面波垂直照射一个周期性物体，在物体后面周期性距离上出现物体的像。这种自成像效应就称为泰伯效应，是一种衍射成像。 3.3余弦型振幅光栅的复振幅透过率为 式中， 为光栅的周期； 。 观察平面与光栅相距为z 。当z 分别取下述值时，试确定单色平面垂直照明光栅时在观察平面上产生的强度分布。解：1） 为泰伯距离，光栅透射光场为 式中，A 为平面波振幅值。该透射光场对应的空间频率为 根据菲涅尔衍射 的传递函数 可写出观察平面上得到广场的频谱为 当 时 则式（A ）变为 对上式做傅里叶逆变换可得到 观察平面上的光场复振幅分布为 强度分布为 强度分布与光栅透射场 分布相同。结论：在泰伯距离处，可以观察到物体的像；在 处观察到的是对比度反转的泰伯 像；在 处观察到的是泰伯副像，条纹频率变为原来的两倍。 3.4孔径的透过率函数表示为 ,用向P 点汇聚的单色球面波照射孔径 ，P 点位于孔径后面有限短距离z 处得观察平面上，坐标是 .求观察平面上的光强分布，并说明该光强分布与孔径是什么关系;若该孔径是两个矩形孔，求观察平面上的光强分布，并画出沿y 轴方向的 光强分布曲线。解：孔径平面上透射波的光场分布为 把它代入菲涅尔衍射方程，得到衍射光场为 其 强 度 分 布 为 即证明了观察平面上强度 分布是以P 点为中心的孔径的夫琅禾费单缝衍射图样。以上分析表明，若采用向观察平面汇聚 的球面波照明孔径，在近距离上就可以观察到孔径的夫琅禾费单缝衍射分布。 双圆孔:振幅透过率表示 透射光场 傅里叶变换 夫琅禾费光场分布 强度分布 可双孔衍射图样的强度分布是单孔的衍射图样与双光束干涉图样相互调制结果。 双矩形：振幅透过率表示 透射光场 傅里叶变换 夫琅禾费光场分布 强度分布 可双矩形孔衍射图样的强度分布是单矩形孔的衍射图样与双光束干涉图样相互调制结果。 傅里叶透镜和普通透镜的区别：傅里叶变换透镜与普通透镜并无本质区别，只是根据作用的不同将透镜分为傅里叶变换透镜与普通透镜。为了能在较近的距离观察到物体的远场夫琅禾费衍射图样，通常是利用传统的光学元件----透镜，也就是说透镜可以用来实现物体的“傅里叶变换”，我们把实现这种功能的这类透镜称为傅里叶变换透镜。 4.2楔形棱镜，楔角为 ，折射率为n ，底边厚度为 .其位相变换函数，并利用它来确定平行光束小角度入射时产生的偏向角 。解：如图所示，棱镜的厚度函数为 则棱镜的位相调制可以表示为 忽略常系数，则棱镜的位相变换函数可表示为 对于小角度入射的平行光束（假设入射角为 ），其复振 幅分布为 与入射光相比，其传播角度发生了偏转，角度为 CTF:把相干脉冲响应的傅里叶变换定义为相干传递函数，即 }, OTF:非相干成像系统的光学传递函数，强度的传递函数，它描述非相干成像系统在频域的效应。 联系：CTF 与OTF 分别是描述同一个成像系统采用相干照明和非相干照明时的传递函数，它 们都取决于系统本身的物理性质，沟通二者的桥梁是 CTF 和OTF 分别定义为 } 利用傅里叶的自相关定理得到 因此，对 于同一系统来说光学传递函数 等于相干传递函数 的归一化自相关函数。 区别：截止频率：OTF 的截止频率是CTF 截止频率的两倍，但前者是对强度而言，后着是对复振幅而言的，两者由于对应物理量不同，不能从数值上简单比较，成像好坏也物体本身有关。两点分辨率：根据瑞丽分辨率判据，对两个等强度的非相干点光源，若一个点光源产生的艾里斑中心恰好与第二个点光源产生的艾里斑的第一个零点重合，则认为这两个点光源刚好能分辨，高斯像面的最小可分辨间隔是 ，l 是出瞳的直径，对于想干成像系统能否分辨两个 点光源，主要考虑两点间距外，还必须考虑他们的位相关系。相干噪声：想干成像系统在像面上会出现激光散斑或灰尘等产生的衍射斑，这些相干噪声对成像不利。非相干成像系统不产生相干噪声。 5.2一个余弦型光栅，复振幅透过率为 放在图上所示的成像系统的物面上，用单色平面波倾斜照明，平面波传播方向在 平面内，与z 轴夹角为 。透镜焦距为 ，孔径为 。1)求物体透射光场的频谱2)使像平面出现条纹的最大 角等于多少？求此时像面强度分布3）若 采用上述极大值，使像面上出现条纹的最大光栅频率是多少？与 时截止频率相比结论如何？解：1)倾斜单色平面波入射，在物平面上产生的入射光场为 （ ）则物平面的透射光场为 其频谱为 其频谱如图，物体有三个频率分量，与垂直入射 的情况相比，其频谱沿 轴整体平移 。本题 中简化计算， 。2)物体的空间频谱包括三个分量，其中任意一个分量都对应空间某一特 定传播方向的平面波。如果仅让一个分量通过系统，则在像面上不会有强度起伏，因此为了在像面上有强度起伏，即有条纹，至少要让两个频率分量通过系统。对于想干成像系统，其截止 频率为 ,式中 为透镜直径； 。因此选取的 角必须至少保证最低的两个 频率分量能通过系统，即最低的两个频率分量都在系统的通频带内，即要求 同时满足上述条件，需要 ， 角可以选取的最大值为 当 取该值时，只有两个频率分量通过系统，像的频谱为 对应的复振幅分布为 强度分布为 3）当 取该最大值时，要求光栅频率满足如下关系 即要求 或者是说 当 时，要求光栅频率不大于系统截止频率，即要求 或者是说 可见，当采用 倾斜角的平面波照明时，系统允许通过的物光栅的频 率比垂直照明时提高了一倍。 5.12图所示成像系统，双缝光阑缝宽为a ，中心间距为d 照明光波长为 求系统的脉冲响应和 传递函数并画出他们的截面图。1)相干照明2)非相干照明。解： 时间相干性：假定光源发出的光是由一个有限长度的波列所组成的，将波列在真空中的传播的长度称为相干长度 。单个波列持续的时间 称为相干时间。通常用相干长度和想干时间来衡量时间相干性的好坏。当时间延迟 远大于 或光程差远大于 观察不到干涉条纹。相干时间和光源谱宽之间的关系（时间相干性的反比公式）为 ， 为谱线宽度。谱线 越窄，相干时间和相干长度就越长，时间相干性越好，可以得到 ；讨论在空间某一点，在两个不同时刻光场之间的相关性.(同地异时)例如迈克尔孙干涉仪。同一光源形成 的光场中，同一地点不同时刻的光之间的相干性。 空间相干性：讨论在同一时刻 , 空间中两点光场之间的相关性。(同时异地)例如杨氏双缝干涉实验。同一光源形成的光场中，不同地点同一时刻的光之间的相干性。 6.7在图所示的杨氏干涉实验，采用宽度为a 的准单色缝光源，辐射强度均匀分布为 ， 。试1)写出计算 两点空间相干度 的公式。2)若a=0.1mm ，z=1m ，d=3mm ，求观察屏上杨氏干涉条纹对比度的大小。3)若z 和d 仍取上述值，欲使观察屏上干涉条纹对比 度下降为0.4，求缝光源宽度a 应为多少？解：1）缝光源的强度分布为 （
物理光学第二章答案
第二章光的干涉作业 1、在杨氏干涉实验中，两个小孔的距离为1mm，观察屏离小孔的垂直距离为1m，若所用光源发出波长为550nm和600nm的两种光波，试求： （1）两光波分别形成的条纹间距； （2）两组条纹的第8个亮条纹之间的距离。 2、在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为100cm，当用一片折射率为1.61的透明玻璃贴住其中一小孔时，发现屏上的条纹系移动了0.5cm，试决定该薄片的厚度。 3、在菲涅耳双棱镜干涉实验中，若双棱镜材料的折射率为1.52，采用垂直的激光束（632.8nm）垂直照射双棱镜，问选用顶角多大的双棱镜可得到间距为0.05mm 的条纹。 4、在洛埃镜干涉实验中，光源S1到观察屏的垂直距离为1.5m，光源到洛埃镜的垂直距离为2mm。洛埃镜长为40cm，置于光源和屏的中央。（1）确定屏上看见条纹的区域大小；（2）若波长为500nm，条纹间距是多少？在屏上可以看见几条条纹？ 5、在杨氏干涉实验中，准单色光的波长宽度为0.05nm，
平均波长为500nm ，问在小孔S 1处贴上多厚的玻璃片可使P ’点附近的条纹消失？设玻璃的折射率为1.5。 6、在菲涅耳双面镜的夹角为1’，双面镜交线到光源和屏的距离分别为10cm 和1m 。设光源发出的光波波长为550nm ，试决定光源的临界宽度和许可宽度。 7、太阳对地球表面的张角约为0.0093rad ，太阳光的平均波长为550nm ，试计算地球表面的相干面积。 8、在平行平板干涉装置中，平板置于空气中，其折射率为1.5，观察望远镜的轴与平板垂直。试计算从反射光方向和透射光方向观察到的条纹的可见度。 9、在平行平板干涉装置中，若照明光波的波长为600nm ，平板的厚度为 2mm ，折射率为 1.5，其下表面涂上高折射率（1.5）材料。试问：（1）在反射光方向观察到的干涉圆环条纹的中心是亮斑还是暗斑？（2）由中心向外计算，第10个亮环的半径是多少？（f=20cm ）（3）第10个亮环处的条纹间距是多少？ P P ’
物理光学第一章习题
1.在真空中传播的平面电磁波，其电场为0=x E ，0=y E ， ]2 )(10cos[10014ππ+-?=c x t E z ，问：（1）该电磁波的频率、波长、振幅和原点的初位相为多少？（2）波的传播和电矢量的振 动取哪个方向？（3）与电场相联系的磁场B 的表达式如何 写？ 2．平面电磁波在真空中沿x 方向传播，Hz 14104?=ν，电场振幅为m V /14.14，若振动平面与xy 面成45 度，写出E 和B 的表达 式。 3．已知k ,ω，ABC O -为一正方体，分别求沿OC OB OA ,,方向传播的平面波的实波函数、复振幅及z y x ,,方向的空间频率和空间周期。 4.有3列在xz 平面内传播的同频率单色平面波，其振幅分别为：321,,A A A ，传播方向如图，若设振幅比为1：2：1，21θθ=，求xy 平面上的光强分布（假设初相位均为0）。 5. 维纳光驻波试验中，涂有感光乳剂的玻璃片的长度为1cm ，起一端与反射镜接触，另一端与反射镜面相距10m μ，测出感光片上两个黑纹的间距为250m μ，求所用光波波长。 6．确定正交分量由下面两式表示的光波的偏振态， )](cos[),(t c z A t z E x -=ω ]4 5)(c o s [),(πω+-=t c z A t z E y 7．让入射光连续通过两个偏振片，前者为起偏片，后者称为检偏片，通过改变两者透振方向之间的夹角可调节出射光强。设入射光为自然光，通过起偏片后光强为1，要使出射
光强减弱为8 1,41,21，问两偏振片透振方向的夹角各为多少？ 8.一束自然光入射到折射率3/4=n 的水面上时反射光是线偏振的。一块折射率2/3=n 的平面玻璃浸在水下，若要使玻璃表面的反射光N O ''也是线偏振的，则玻璃表面与水平面夹角α应为多大？ 9．s 光波从5.11=n 的玻璃以入射角0120=i 入射到0.12=n 的空气界面，求菲涅耳透射系数，光强透射系数，能流透射系数？ 10.一束自然光从空气射到玻璃，入射角o 30，玻璃折射率5.1=n ，求反射光的偏振度。 11. 假设窗玻璃的折射率为1.5，斜照的太阳光（自然光）的入射角为600，求太阳光的光强透射率。 12.线偏光从0.11=n 的空气以入射角0145=i 入射到5.12=n 的玻璃表面，已知线偏光的振动面和入射面夹角为060=θ，试计算： 1）总的能流反射率R 和总能流透射率T 2）以自然光入射，又如何？
高二物理光学试题及答案详解
O P ’P Q ’Q a b 光学单元测试 一、选择题 1．光线以某一入射角从空气射人折射率为3的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角 等（） A.30° B.45° C.60° D.75° 2．红光和紫光相比，（） A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图所 示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ， 则（） A ．n a >n b B ．n a
大学物理 光学答案
第十七章 光的干涉 一. 选择题 1．在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ，若A ，B 两点的相位差为3π，则路径AB 的长度为：（ D ） A. 1.5λ B. 1.5n λ C. 3λ D. 1.5λ/n 解： πλπ ?32==?nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。 2．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将 （ A ） A. 变密 B. 变稀 C. 不变 D. 消失 解：条纹间距d D x /λ=?，所以d 增大，x ?变小。干涉条纹将变密。 本题答案为A 。 3．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E 上的P 处是明条纹。若将缝S 2盖住，并在S 1、S 2连线的垂直平分面上放一平面反射镜M ，其它条 件不变(如图)，则此时 ( B ) A. P 处仍为明条纹 B. P 处为暗条纹 C. P 处位于明、暗条纹之间 D. 屏幕E 上无干涉条纹 解 对于屏幕E 上方的P 点，从S 1直接入射到屏幕E 上和从出发S 1经平面反射镜M 反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增π，因此原来是明条纹的将变为暗条纹，而原来的暗条纹将变为明条纹。故本题答案为B 。 4．在薄膜干涉实验中，观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑，则此时透射光的等倾干涉条纹中心是（ B ） A. 亮斑 B. 暗斑 C. 可能是亮斑，也可能是暗斑 D. 无法确定 解：反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。 本题答案为B 。 5．一束波长为λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 ( B ) A. λ/4 B. λ/ (4n ) C. λ/2 D. λ/ (2n ) 6．在折射率为n '=1.60的玻璃表面上涂以折射率n =1.38的MgF 2透明薄膜，可以减少光的反射。当波长为500.0nm 的单色光垂直入射时，为了实现最小反射，此透明薄膜的最小厚度为（ C ） A. 5.0nm B. 30.0nm C. 90.6nm D. 250.0nm 选择题3图
物理光学作业答案
3.13 波长为589.3nm 的钠黄光照在一双缝上，在距离双缝100cm 的观察屏上测量20个条纹共宽2.4cm,试计算双缝之间的距离。 解：设孔距l ，观测屏到干涉屏的距离为d ，条纹间距为e,所用光波的波长为λ； 条纹间距24 1.220mm l mm = = 根据d e l λ=可知：589.310.491.2d nm m l mm e mm λ?= == 3.18 在菲涅尔双面镜试验中，若单色光波长为500nm ，光源和观测屏到双面镜棱线的距离 分别为0.5m 和1.5m ，双面镜的夹角为10-3弧度：（1）、求观察屏上条纹间距。（2）、问观察屏上最多可以看到多少条两纹。 菲涅耳双面镜 l 解：根据已知条件， 条纹间距等于()933 500100.5 1.51101220.510 d e m mm s λα---??+===?=?? 能看到条纹的区域为P1P2，设反射镜棱至观察屏的距离为B 可以看出 ()312 102tan 2 1.5tan 1800.00333.1415926PP B m mm α-?? ==???== ??? 可看到条纹数：12 331 PP N e = == 3.21 在很薄的楔形玻璃板上用垂直入射光照射，从反射光中看到相邻暗纹的间隔为5mm ， 已知光的波长为580nm ，波的折射率为1.5mm ，求楔形角。 解：相邻条纹的间距2e n λ θ ≈ 知： 953 58010 3.861022 1.5510m rad ne m λ θ---?≈==???? 3.24 为了测量一条细金属丝的直径，可把它夹在两块玻璃片的一段，如图所示，测得亮条
(完整版)物理光学-第一章习题与答案
v= 物理光学习题 第一章波动光学通论 、填空题(每空 2分) 1、. 一光波在介电常数为￡,磁导率为卩的介质中传播，则光波的速 度 【V 1】 【布儒斯特角】 t ],则电磁波的传播方 向 ____________ 。电矢量的振动方向 _______________ 【x 轴方向 y 轴方向】 4、 在光的电磁理论中，S 波和P 波的偏振态为 __________ ，S 波的振动方向为 ______ ， 【线偏振光波 S 波的振动方向垂直于入射面】 5、 一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的透振方向夹角为 45°则通 过两偏振片后的光强为 ____________ 。 【I 0/4】 6、 真空中波长为入。、光速为c 的光波，进入折射率为 n 的介质时，光波的时间频率和波长 分别为 ______ 和 ________ 。 【c/入o 入o /n 】 7、 证明光驻波的存在的维纳实验同时还证明了在感光作用中起主要作用是 __________ 。 【电场E 】 &频率相同，振动方向互相垂直两列光波叠加，相位差满足 _____________ 条件时，合成波为线偏 振光波。 【0或n 】 9、 会聚球面波的函数表达式 ____________ 。 A -ikr 【E(r) e 】 r 10、 一束光波正入射到折射率为 1.5的玻璃的表面，则 S 波的反射系数为 _____________ , P 波 2、一束自然光以 入射到介质的分界面上，反射光只有 S 波方向有振动。 13 10 3、一个平面电磁波波振动表示为 E x =E z =0, E y =cos[2
八年级物理光学测试题
八年级物理《光学》测试题 一、选择题 1、关于光的传播，下列说法是正确的（） A、光只在空气中才沿直线传播 B、光在任何情况下都沿直线传播 C、光在玻璃中不是沿直线传播的 D、光在同种均匀介质中沿直线传播 2、关于小孔成像的下列说法，正确的是（） A、小孔成像是光的折射现象形成的 B、小孔成像相对于物来说不一定是倒立的 C、小孔成的像是虚像 D、当把小孔前后移动时，像的大小会改变 3、人走近镜子时，人在镜中的像与原来相比（） A、变大 B、变小 C、不变 D、都不对 4、小轿车前的挡风玻璃不竖直安装的主要原因是（）
90°， ） ） B、眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些 C、放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍近些 D、放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍远些 14、四块透镜分别放在蜡烛前20cm处，实验结果是：用透镜甲可成倒立缩小的像；用透镜乙可成正立放大的像；用透镜丙可成倒立放大的像；用透镜丁可成正立缩小的像，可以判定透镜焦距在10～20cm 的凸透镜（） A、甲 B、乙 C、丙 D、丁 16、蜡烛从到凸透镜距离为3f的地方移到距离凸透镜为1.5f的地方，凸透镜所成的像（） A、始终是放大的 B、始终是缩小的 C、逐渐变大 D、逐渐变小 17、下列关于凸透镜成像特点的说法中，错误的是（） A、实像都是倒立的，虚像都是正立的 B、缩小的都是实像，放大的都是虚像 C、缩小的像都是倒立的、放大的像可能是正立的，也可能是倒立的 D、实像和物体分别在凸透镜的两侧，虚像和物体在凸透镜的同一侧 18、用不透光的纸遮住透镜的上半部分，则在光屏上出现的像与不用纸遮住透镜形成的像区别是（） A、像的上半部分消失 B、像的下半部分消失 C、像全部消失 D、仍有原来大小的像，但亮度变暗 19、下列事例中观察到的是物体虚像的是（）
()“物理光学”期中考试试题(答案)
()“物理光学”期中考试试题(答案)
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3 / 5 学院 班级 姓名 学号 …………………密……………封……………线……………密……………封……………线………………… 嘉应学院物理与光信息科技学院2012-2013学年第2学期期中考试试卷 《物理光学》试题 （考试形式：闭卷，考试时间：100分钟） 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 复核人 得分 评卷人 一、 填空题（每题3分，共21分） 1．已知为波长600nm 的单色光波在真空中的传播速度为 3.0x108m/s ，其频率ν为5x 1014Hz ；在折射为 1.5的透明介质中传播速度v 为 2.0x108m/s ，频率为5x 1014Hz ，波长为 400nm ； 2.一平面单色光波的圆频率为ω、波矢为k ，其在真空中的光场E 用三角函数表示为 )cos(t r k E E ω-?=0，用复数表示为)(exp t r k i E E ω-?=0；若单色汇聚球面光波的圆频率为ω、波矢为k ，其在真空中的光场E 用三角函数表示为)cos()(t r k r E E ω-?-=1，用复数表示为)(exp t r k i r E E ω-?-=1； 3.一光波的波长为500nm ，其传播方向与x 轴的夹角为300 ，与y 轴的夹角为600 ，则其与z 轴的夹角为900 ，其空间频率分别为1.732x106m -1 、 1x106m -1 、 0 ； 4．光的干涉现象是两光波相遇时，在相遇区域内出现稳定的明暗条纹(光强强弱分布) ；出现此现象要求的条件是频率相同 、 振动方向基本相同 和 观察时间内相位差恒 定 ； 5．在实验室中获得相干光波的方法有分振幅 、分波面 、 分振动面 等三种，杨氏双缝干涉属于分波面 ，迈克耳孙干涉属于分振幅 ； 6.光在介质中的传播速度 小于 真空中的速度，且随 介质的折射率 而变化，这称为光的色散现象。正常色散特点 随光波长的的增大，折射率减小 ，反常色散特点随光 波长的的增大，折射率增大 7．光源影响干涉条纹对比度的因素有 光源的单色性 、 光源的线度 和 振幅比 ； 二、 简述题（每题5分，共25分） 1. 自然界因何而五彩缤纷？试用所学的光学知识解释之。 原因：(1)太阳光本身具有不同波长(颜色)成分； (2)物体对不同波长光波的选择性吸收。 ……3分 颜色：(1)透明物体颜色是太阳光经物体选择性吸收后，透射光的颜色； (2)不透明物体颜色是太阳光经物体选择性吸收后，反射光的颜色。..….2分 2.“晴朗的天空呈浅蓝色，早、晚的太阳呈红色，正午的太阳呈白色。”试用所学的光学知识解释之。 1)晴朗的天空呈浅蓝色这主要是大气层对太阳光散射的结果。由瑞利散射定律可知，在由大气散射的太阳光中，短波长占优势，所以，太阳散射光在大气层内层，蓝色的成分比红色多，故天空呈浅蓝色。………………2分 (2)早、晚的太阳呈红色，正午的太阳白色大气层对太阳光的散射结果。早、晚太阳斜射，穿过大气层的厚度比正午时厚得多，被大气散射掉的短波成分也多得多，仅剩下长波成分透过大气到达观察者，所以旭日和夕阳呈红色。正午时太阳光衩大气散射较少，故太阳光呈白色。………………3分 3、何谓“半波损失”？产生“半波损失”的条件是什么？ “半波损失”是指，在光的反射过程中，反射光的振动方向与入射光的振动方向发生反向， 即相当于光在反射过程中突变π相位差，或称损失半个波长的光程差。…3分 条件：（1）光由光疏媒质射向光密媒质；（2）正射或掠射 …………2分 4．用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，在光波的叠加区域内有无干涉条纹？为什么？ 无。…………1分 白光经纯红色的滤光片后透射光为红光，经纯蓝色的滤光片后为蓝光，红、蓝光频率 不同，(……2分) 叠加时不满足干涉条件，故无干涉条纹。(……2分)