径向双折射滤波器的超分辨性能研究 被引量：10

1

作者 云茂金 刘立人 +1 位作者 孙建锋 刘德安 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期131-135,共5页

　超分辨技术因其可以超越经典的衍射极限而为人们所熟知,并且在光存储和共焦扫描成像系统中有着广泛的应用。把由两个偏振器和一个圆对称的双折射元件组成的径向双折射滤波器引入超分辨技术,借助琼斯算法推导出其光瞳函数的表达式。由... 　超分辨技术因其可以超越经典的衍射极限而为人们所熟知,并且在光存储和共焦扫描成像系统中有着广泛的应用。把由两个偏振器和一个圆对称的双折射元件组成的径向双折射滤波器引入超分辨技术,借助琼斯算法推导出其光瞳函数的表达式。由分析得出通过改变径向双折射滤波器中偏振器的偏振方向和双折射元件的主轴之间的夹角,即可实现光学系统的横向超分辨或轴向超分辨。同时对评价该器件超分辨性能的参量第一零点比、斯特尔比和旁瓣强度抑制比做了详细的讨论。该滤波器用于超分辨技术的优点在于其制作不涉及相位的变化而比较简单,且费用比较低。缺点是旁瓣能量过高,但可以通过采用共焦系统来抑制。 展开更多

关键词 信息光学 超分辨 径向双折射滤波器 光瞳函数

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共焦扫描显微术中影响轴向分辨率的因素分析 被引量：5

2

作者 丁志华 包正康 +1 位作者 刘昱 包晓晖 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期531-536,共6页

着重分析了共焦扫描术中影响轴向分辨率的各种因素 ,并给出了初步的实验结果 。

关键词 轴向分辨率 共焦扫描显微术 探测器 光瞳函数

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光学成像系统光学波前的高精度测试 被引量：7

3

作者 邵晶 马冬梅 聂真威 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2582-2588,共7页

基于扩展奈波尔-泽尼克理论,分析了不同出瞳振幅分布情况对光学系统焦面处光强分布的影响。针对光学成像系统出瞳振幅实际分布状态,提出了一种新的测试光学波前的方法,解决了相位恢复算法中出瞳振幅分布不均匀和快速傅里叶变换引入计算... 基于扩展奈波尔-泽尼克理论,分析了不同出瞳振幅分布情况对光学系统焦面处光强分布的影响。针对光学成像系统出瞳振幅实际分布状态,提出了一种新的测试光学波前的方法,解决了相位恢复算法中出瞳振幅分布不均匀和快速傅里叶变换引入计算误差的问题。通过测评实验,对一光学系统进行了测试,获得的光学系统出瞳波前(PV)值为0.196 5λ,RMS值为0.022 4λ(测试波长λ=632.8nm),此波前中主要含有像散、彗差和高阶像散等像差。该方法亦可用于分析光学系统出瞳振幅分布,数值计算其他焦面处的光强分布。测评实验证明了此方法的有效性。 展开更多

关键词 光学检测 光学成像系统 光学波前 光瞳函数 出瞳振幅分布 相位复原

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应用波前编码技术的离轴三反系统的设计及其分析 被引量：7

4

作者 闫锋 张学军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1048-1052,共5页

波前编码技术是一种新兴的"光学-数字"一体化成像技术,可以在保持光学系统相对孔径不变的情况下扩展其焦深,并控制与离焦有关的像差。这一特性使得该技术在空间相机上的应用有着广阔的前景。讨论了波前编码技术在空间用离轴... 波前编码技术是一种新兴的"光学-数字"一体化成像技术,可以在保持光学系统相对孔径不变的情况下扩展其焦深,并控制与离焦有关的像差。这一特性使得该技术在空间相机上的应用有着广阔的前景。讨论了波前编码技术在空间用离轴三反光学系统上的应用,通过建立以次镜为波前编码元件的过渡模型给出了光学设计的结果,并以调制传递函数(MTF)为评价尺度对传统系统和应用波前编码技术的新系统的成像特性进行了对比;同时讨论了焦深扩展因子对系统焦深扩展程度以及成像质量的影响。分析结果证明了波前编码技术在空间光学系统上的巨大应用价值。 展开更多

关键词 波前编码 次镜 焦深 光瞳函数 MTF

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分形结构稀疏孔径阵列的成像性能 被引量：5

5

作者 郝未倩 梁忠诚 +4 位作者 刘肖尧 赵瑞 孔梅梅 关建飞 张月 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期317-323,共7页

根据分形的自相似性理论提出一种分形稀疏孔径阵列结构.该阵列是以Golay-3 为分形结构单元,按自相似方式扩展构成的一种多层分形阵列结构.采用无量纲约化参数对其结构进行表征,给出光瞳函数和调制传递函数解析表达式.通过数值计算分形... 根据分形的自相似性理论提出一种分形稀疏孔径阵列结构.该阵列是以Golay-3 为分形结构单元,按自相似方式扩展构成的一种多层分形阵列结构.采用无量纲约化参数对其结构进行表征,给出光瞳函数和调制传递函数解析表达式.通过数值计算分形结构在不同填充因子和不同外层旋转角下的调制传递函数、实际截止频率和中频特性,比较分析了当孔径数分别为N = 3, N = 9, N = 18 阵列的MTF 及特性参数.结果表明,当填充因子为0.0952<F≤0.2246时,其变化对MTF 曲线影响较小.外层旋转具有周期性,转角的变化对实际截止频率没有大的影响.当约化孔径参数d0=1,填充因子为22.46%时, N = 18 阵列的中频特性更加平稳,实际截止频率也更高.利用分形自相似性可以在相对保持中频特性的前提下有效地扩展系统孔径.由于采用约化孔径参数,数值计算结果具有标度不变性. 展开更多

关键词 分形结构 稀疏孔径阵列 光瞳函数 调制传递函数

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改善光学扫描全息聚焦层图像效果的实验研究 被引量：5

6

作者 乐建明 周昕 +1 位作者 孙阿茜 张鹏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期332-336,共5页

为了改善光学扫描全息系统聚焦层重建图像的效果,采用随机相位光瞳替代传统针孔光瞳的方法,进行了理论的分析和实验验证,分别得到了传统光学扫描全息和基于随机相位编码的光学扫描全息系统下重建图像和原图像之间的信噪比、相关系数以... 为了改善光学扫描全息系统聚焦层重建图像的效果,采用随机相位光瞳替代传统针孔光瞳的方法,进行了理论的分析和实验验证,分别得到了传统光学扫描全息和基于随机相位编码的光学扫描全息系统下重建图像和原图像之间的信噪比、相关系数以及频谱分布比较结果。结果表明,在实验条件相同的情况下,基于随机相位编码的光学扫描全息系统重建的图像具有更高的信噪比和相关系数,且其图像频谱和原图像频谱曲线的变化趋势更相似,因而更接近于原图像。 展开更多

关键词 全息 光学扫描 随机相位编码 光瞳函数 信噪比 频谱分布

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基于宏观傅里叶叠层成像技术的光学传递函数测量 被引量：3

7

作者 浦东 何小亮 +2 位作者 戈亚萍 刘诚 朱健强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期109-116,共8页

倾斜刃边法测量光学传递函数(OTF)只能准确地获取单一方向上的调制传递函数(MTF),且无法测量Zernike像差系数。傅里叶叠层成像技术在获得超分辨图像的同时能够重建光学系统的光瞳函数,实现Zernike像差系数和二维OTF的振幅与相位的测量... 倾斜刃边法测量光学传递函数(OTF)只能准确地获取单一方向上的调制传递函数(MTF),且无法测量Zernike像差系数。傅里叶叠层成像技术在获得超分辨图像的同时能够重建光学系统的光瞳函数,实现Zernike像差系数和二维OTF的振幅与相位的测量。以往通过相机整体平移进行孔径扫描来实现宏观傅里叶叠层成像的方法难以适用于OTF测量光路中,因此提出了电控平移台带动照明光纤运动来实现光瞳在频域的平移,具有移动间距可调、亮度高和相干性好的优点。根据OTF测量光路搭建了实验平台,利用宏观傅里叶叠层成像技术对双胶合透镜及其存在遮拦的情况进行了测量,重建其光瞳函数,计算出Zernike像差系数和OTF。通过测量高清成像镜头,分析了采集步数和重叠率对准确性的影响。实验结果表明,子午方向和弧矢方向的MTF测量结果与传函仪测量结果的均方误差在10^(-4)量级。 展开更多

关键词 测量 光学传递函数 调制传递函数 傅里叶叠层成像 光学测量 光瞳函数

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辐射状多子镜阵列结构的成像特性 被引量：4

8

作者 刘肖尧 梁忠诚 +4 位作者 郝未倩 赵瑞 孔梅梅 陈陶 张月 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期150-158,共9页

根据液体透镜稀疏孔径成像的特点,提出一种辐射状多子镜阵列结构;给出稀疏孔径成像的简化模型,通过多子镜结构的光瞳函数,得出调制传递函数的解析表达式;给出此多子镜阵列结构的具体分布形式,采用无量纲方法对结构参数进行约化;讨论2种... 根据液体透镜稀疏孔径成像的特点,提出一种辐射状多子镜阵列结构;给出稀疏孔径成像的简化模型,通过多子镜结构的光瞳函数,得出调制传递函数的解析表达式;给出此多子镜阵列结构的具体分布形式,采用无量纲方法对结构参数进行约化;讨论2种辐射状多子镜阵列的结构情况,计算填充因子、冗余度、调制传递函数和其他特性参数;讨论参数扫描所表现的物理现象,并对比这2种阵列的结构特征和成像特性;对辐射状多子镜阵列结构和复合环形结构的特性指标进行比较。结果表明:在2种结构的平均调制传递函数以及调制传递函数中频特性值相接近的情况下,选择具有更大实际等效口径和实际截止频率以及更低冗余度的Ⅱ型结构;Ⅱ型结构在成像方面具有一定优势;由于基于液体透镜的多子镜阵列结构采用无量纲约化参数,因此结论普适于任意的包围圆尺寸;与复合环形结构相比,当填充因子相同时,辐射状多子镜结构有更大的实际截止频率和实际等效口径。 展开更多

关键词 成像系统 调制传递函数 液体透镜阵列 稀疏孔径 光瞳函数

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新型航空镜间快门对光学传递函数的影响分析 被引量：3

9

作者 于春风 丁亚林 +4 位作者 惠守文 于帅北 汪龙祺 施龙 远国勤 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期156-164,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 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

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调制传递函数在光学相机支撑设计中的应用 被引量：3

10

作者 吴萌源 李英才 +2 位作者 胡永明 易红伟 韩娟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期216-220,共5页

为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计,以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标,分析系统各环节MTF对整机的影响,确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下... 为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计,以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标,分析系统各环节MTF对整机的影响,确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下的光学衍射限传递函数最小值,指出光学软件不能全面评价遮拦对光学衍射限传递函数的影响,确定以光瞳函数计算不同遮拦时光学系统衍射限传递函数,得出三杆时杆直径最大为38mm,四杆时杆直径最大为26mm的遮拦分布。通过有限元计算两种结构布局下杆不同壁厚的系统静载变形及模态频率,认为直径26mm、壁厚4mm的四杆结构,支撑结构质量从现有40kg减至4kg,静载变形水平放置25μm、竖直放置0.85μm,系统基频98.9Hz,一阶扭转频率183Hz,满足卫星载荷设计要求。 展开更多

关键词 遥感 调制传递函数 遮拦 光瞳函数 支撑 有限元分析

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两区复振幅光瞳滤波器的优化设计研究 被引量：2

11

作者 南玉杰 朱化凤 +1 位作者 徐丹 云茂金 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期41-45,共5页

现在设计的超分辨光瞳滤波器大多是对光瞳函数进行设计和优化,本文在此基础上,设计了一种新的光瞳函数,具有此函数的超分辨光瞳滤波器,给设计参量b一确定的值,调节参量a或者固定参量a,调节参量b,均可以在一定程度上实现较好的横向超分辨... 现在设计的超分辨光瞳滤波器大多是对光瞳函数进行设计和优化,本文在此基础上,设计了一种新的光瞳函数,具有此函数的超分辨光瞳滤波器,给设计参量b一确定的值,调节参量a或者固定参量a,调节参量b,均可以在一定程度上实现较好的横向超分辨,且具有比较高的斯特尔比,当a=2.1,b=-0.7时,轴向光强值在一段范围内变化缓慢,扩展了焦深,为超分辨光瞳滤波器在特定领域的应用提供了一种途径. 展开更多

关键词 信息光学 横向超分辨 光瞳滤波器 光瞳函数

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物象空间正则归一化坐标理论及其在光学软件中的应用 被引量：2

12

作者 王涌天 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1991年第4期1-9,共9页

介绍了Hopkins提出的物象空间正则归一化坐标理论,具体说明了正则归一化坐标的形成方法.在象质评价中,由于该坐标系统引用了出瞳参考球面,在出瞳函数和象面复振幅分布间建立了简单而精确的傅立叶变换关系,方便了点扩散函数和光学传递函... 介绍了Hopkins提出的物象空间正则归一化坐标理论,具体说明了正则归一化坐标的形成方法.在象质评价中,由于该坐标系统引用了出瞳参考球面,在出瞳函数和象面复振幅分布间建立了简单而精确的傅立叶变换关系,方便了点扩散函数和光学传递函数的计算.在结构优化中,由于正则归一化坐标使系统的人瞳与出瞳间存在1:1的对应关系,大大降低了象差多项式的计算量,因此可以用波象差均方差作为评价函数,加强了优化计算的理论依据。 展开更多

关键词 点扩散函数 光学系统 CAD 正则归一化坐标理论 物象空间 光学传递函数 光瞳函数 傅立叶变换 光学软件

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改型Sagnac成像干涉仪的调制传递函数研究 被引量：2

13

作者 唐远河 郭挺 郜海阳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1651-1655,共5页

为了提高改型超广角Sagnac成像干涉仪的成像质量,研究其调制传递函数(MTF)fMTF。计算出改型Sagnac成像干涉仪入射光线的5个边界条件后,给出其光瞳函数。根据傅里叶变换,得到改型Sagnac成像干涉仪的调制传递函数的表达式。根据前期研究... 为了提高改型超广角Sagnac成像干涉仪的成像质量,研究其调制传递函数(MTF)fMTF。计算出改型Sagnac成像干涉仪入射光线的5个边界条件后,给出其光瞳函数。根据傅里叶变换,得到改型Sagnac成像干涉仪的调制传递函数的表达式。根据前期研究所优化出来的改型Sagnac成像干涉仪的相关参数,绘制出MTF曲线,得到奈奎斯特频率处的fMTF=0.62。而上层大气风场探测的风成像干涉仪(WINDII)中的迈克耳孙成像干涉仪的fMTF=0.35,说明改型Sagnac成像干涉仪的成像质量更好。 展开更多

关键词 光学成像 光瞳函数 调制传递函数 改型Sagnac成像干涉仪

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波前编码技术在同轴三反系统的应用及其分析 被引量：2

14

作者 郭小虎 赵跃进 吴益剑 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期2075-2079,共5页

在轨运行的空间相机受到温差或运动振动等影响导致像面离焦,成像质量下降。波前编码技术可以在保持光学系统整体参数不变的情况下扩展系统的焦深,使调制传递函数对离焦不敏感。将波前编码技术应用于空间同轴三反系统,提出在系统的出瞳... 在轨运行的空间相机受到温差或运动振动等影响导致像面离焦,成像质量下降。波前编码技术可以在保持光学系统整体参数不变的情况下扩展系统的焦深,使调制传递函数对离焦不敏感。将波前编码技术应用于空间同轴三反系统,提出在系统的出瞳面上加置掩模板,并对掩模板的面型进行优化,对原系统和应用波前编码技术的新系统的成像特性进行了分析和对比。讨论了波前编码掩模板的相位因子对系统的焦深延拓以及对像质的影响。理论及仿真结果表明:将波前编码技术应用于同轴三反系统,使系统对离焦不敏感,可以很好地扩大系统的焦深,对解决空间光学系统像面离焦问题具有很高的实用价值。 展开更多

关键词 波前编码 同轴三反系统 焦深 光瞳函数 调制传递函数

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变迹术对改善共焦系统分辨率的实验研究 被引量：1

15

作者 步扬 王桂英 +2 位作者 杨莉松 王建岗 徐至展 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第10期906-910,共5页

给出了在反射式光纤共焦扫描成像系统中 ,利用变迹术提高系统分辨率的原理 ,并做了相应的对比实验 .在加入变迹掩模后 ,系统对物体的成像响应曲线、物体直边边缘展宽量都有所改善 .实验数据证明 ,改变光瞳函数可以提高系统的横向分辨率 ... 给出了在反射式光纤共焦扫描成像系统中 ,利用变迹术提高系统分辨率的原理 ,并做了相应的对比实验 .在加入变迹掩模后 ,系统对物体的成像响应曲线、物体直边边缘展宽量都有所改善 .实验数据证明 ,改变光瞳函数可以提高系统的横向分辨率 ,同时不降低系统的纵向分辨率 . 展开更多

关键词 变迹术 光瞳函数 共焦系统 分辨率 实验

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改进型基于径向双折射晶体的超分辨滤波器(英文) 被引量：2

16

作者 朱化凤 王秀民 +3 位作者 王宁 李代林 高鸿奕 干慧菁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1876-1880,共5页

改进了现有的基于径向双折射晶体的横向超分辨滤波器.通过调整偏振器的偏振方向和晶体光轴之间的夹角,改进的滤波器可以实现更广的超分辨可调范围,并且在相同的条件下,相对于现有的连续振幅型超分辨光瞳滤波器,超分辨性能和焦深都有较... 改进了现有的基于径向双折射晶体的横向超分辨滤波器.通过调整偏振器的偏振方向和晶体光轴之间的夹角,改进的滤波器可以实现更广的超分辨可调范围,并且在相同的条件下,相对于现有的连续振幅型超分辨光瞳滤波器,超分辨性能和焦深都有较大提高.改进的超分辨滤波器,为实际应用提供了更多方便. 展开更多

关键词 衍射 横向超分辨 径向双折射晶体 光瞳函数

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模糊函数及其在光学信息处理中的一些应用

17

作者 赵端程 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 1996年第4期59-64,共6页

本文主要阐述模糊函数与光学传递函数的关系，讨论模糊函数的主要性质，并指出它在光学信息处理中的一些应用．

关键词 模糊函数 光学传递函数 离焦像差 光瞳函数

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异形遮拦光学系统衍射限MTF数值计算方法研究 被引量：1

18

作者 齐怀川 黄巧林 胡永力 《航天返回与遥感》 2010年第1期42-48,共7页

根据光学系统理想光学传递函数(OTF)与光瞳函数P(x,y)的关系,文章提出了一种求取光学系统调制传递函数(MTF)的数值计算方法,以解决不能解析求解异形遮拦光学系统调制传递函数的问题。利用该方法可在光学设计初级阶段就能对光学性能进行... 根据光学系统理想光学传递函数(OTF)与光瞳函数P(x,y)的关系,文章提出了一种求取光学系统调制传递函数(MTF)的数值计算方法,以解决不能解析求解异形遮拦光学系统调制传递函数的问题。利用该方法可在光学设计初级阶段就能对光学性能进行预估,其中结合具体光学系统给出了若干计算实例并与该光学系统的实际指标进行了对比,基本一致,表明该方法可以在光学详细设计前实现较准确的光学系统成像性能预估。 展开更多

关键词 光学遥感器 光学传递函数 光瞳函数 空间相机

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对Pickering视宁度等级判定法的补充 被引量：1

19

作者 马琳 刘忠 +1 位作者 伦宝利 金振宇 《天文研究与技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期395-399,共5页

使用望远镜目视星像评估视宁度时,常用Pickering视宁度等级(Pickering Seeing Scale)判定法,但这个等级并未仔细考虑望远镜的光瞳函数对衍射环的影响。事实上经典的Pickering视宁度等级并不非常适合目前常用的有副镜的折反射望远镜,本... 使用望远镜目视星像评估视宁度时,常用Pickering视宁度等级(Pickering Seeing Scale)判定法,但这个等级并未仔细考虑望远镜的光瞳函数对衍射环的影响。事实上经典的Pickering视宁度等级并不非常适合目前常用的有副镜的折反射望远镜,本文通过数值模拟和解析计算验证了这个问题,并在此基础上对Pickering视宁度等级判定法做了相应的补充。 展开更多

关键词 PICKERING 视宁度 衍射图样 光瞳函数

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光瞳函数对光镊捕获力影响的理论分析

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作者 张玉灵 周哲海 祝连庆 《激光杂志》 北大核心 2016年第6期41-45,共5页

光束的光瞳函数是影响粒子捕获性能的重要因素,也是光镊系统设计及结构优化的关键。简要介绍了几何光线理论模型,并基于该模型研究了五种偏振光束在三种典型光瞳函数情况下的捕获力空间分布规律,获得了不同参数光瞳函数情况下捕获效率... 光束的光瞳函数是影响粒子捕获性能的重要因素,也是光镊系统设计及结构优化的关键。简要介绍了几何光线理论模型,并基于该模型研究了五种偏振光束在三种典型光瞳函数情况下的捕获力空间分布规律,获得了不同参数光瞳函数情况下捕获效率的空间分布。结果表明,在调制因子较小的情况下,光瞳函数对不同偏振态光束的捕获效率影响较小,光束的偏振态是决定光束捕获性能的主要因素,但当光束调控因子较大时,光瞳函数的形式对于光束的捕获效率将产生很重要的影响,包括产生多个捕获平衡位置,而偏振态分布不再是主要的决定因素。研究成果为光学捕获的研究及应用提供了更为丰富的技术支持。 展开更多

关键词 光镊 捕获力 几何光线模型 光瞳函数

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