度的光线经其折射以后,具有不同的轴向位移。这就是平行平板的球差。显然,它就是实际光线与近轴光线的轴向位移量之差,如下图所示,即,从而可以得到平行平板的实际球差公式,下式中I1即为该光线的孔径角U1.平行平板的初级球差公式则可以从初级球差的一般表达式来得到,可见,平行平板恒产生正球差,其大小随平板厚度d和入射光束孔径角U1的增大而增大。在下图所示的双筒棱镜望远镜系统中,如果物镜的相对孔径为1/3.5,二块转像棱镜相当于厚度为86毫米的平行平板,其折射率为1.5696,按上面所示的公式可以算出此系统的初级球差和实际球差分别为0.3322和0.3360。可以看出此时高级球差很小,但是该物镜系统的球差 ...
的连线称为该折射球面的辅轴 (secondary optical axis) ;轴外点发出通过某孔径带上边缘的光线称某孔径带的上光线;轴外点发出通过某孔径带下边缘的光线称某孔径带的下光线;轴外点发出通过某孔径带前边缘的光线称某孔径带的前光线;轴外点发出通过某孔径带后边缘的光线称某孔径带的后光线。二、轴外像差概述如下图中B为物平面上一远离光轴的点,它总可认为在辅轴上。B0’是B点的高斯像,B’是B点的近轴像,由于像面弯曲,它并不与B0’重合。对辅轴而言,B点仅产生球差,但因 B点的成像光束中,各光线相对于辅轴有不同的高度,球差不同,使折射光束失去对主光线的对称性,造成聚焦缺陷。这些缺陷通常用子午 ...
样品之间介质折射率(n)与物镜孔径角的一半(θ/2)的正弦值的乘积决定,可表示成:NA=n×sinθ/2。其中n为物镜中透镜工作介质的折射率(如空气的折射率是1.0,水的折射率是1.33,油类的折射率则可高达1.56)。θ则是光进出透镜时一半的最大角度,或者可以表述为是从物在光轴上一点到光阑边缘的光线与光轴的夹角。由于数值孔径的定义中考虑了折射率的因素,因此一束光在通过平面由一种介质进入另一种时,数值孔径仍是一个常量。在空气中,透镜的孔径角大小近似等于数值孔径的两倍(在近轴近似的条件下)。数值孔径是相对于物或像上的特定一点而言的,因此其大小也会随着该点的移动而改变。在显微学领域,如不特加注明, ...
生多次反射和折射,这些相同频率的光会发生干涉,形成多光束干涉。光从折射率为n_0的物质中,以角度为θ_1的入射角进入间隔距离为d的平行板中,平板中的折射率为n_1,由此光在板内的折射率为θ_2,在两块平板间经过多次反射和折射,光程差相同的同频光会发生干涉。光程差引起的相位差使投射光强和反射光强遵从干涉强度分布的公式,即艾里公式。测量反射光强可测量d的大小,这就是光纤法珀腔压力传感器的基本原理。而从结构上来看,法珀干涉仪的结构如下图所示:上图的结构解释,G_1和G_2是两块相互平行的高反膜,间距依然设为d,反射光强I_R由入射光强I_0、高反膜反射率、相位差、入射光波长和板间物质折射率所决定,同 ...
;另一方面,折射球面产生的彗差还与光阑位置、即主光线的入射角ip有关。如果光阑位于球心,相当于主光线与辅轴重合,即ip=0,则不论球差如何,都不会产生彗差。实际上,光学系统的各种像差总同时存在,所以在计算彗差时,并不能像定义的那样,真正求出一对对称光线的交点相对于主光线的偏离,而是以这对光线与高斯像面交点高度的平均值与主光线交点高度之差来表征的。如上图所示,对于子午彗差,可表示为对于弧矢彗差,因一对对称的弧矢光线与高斯像面的交点在y方向的坐标必相等,故有彗差是轴外点成像时产生的一种宽光束像差,是与视场和孔径均有关系的。为全面了解光学系统对彗差的校正情况,需要计算设置多个特征视场和特征孔径来计算 ...
成电场,晶体折射率会随着电场的改变而改变。光束经过晶体,相位随之发生改变。当一个相位调制器和马赫泽德干涉仪或者调制器相互组合,光束经过干涉仪被分成两路,其中一路中放置了扑克尔效应。当两路光束再次汇聚后相互相长或者相消,以此达到光强调制的效果。电光吸收调制电光吸收的方法时建立于Fraz-Keldysh和Stark效应,由于施加外部电场导致光的吸收,而且随着外部电压的改变,吸收率发生变化。吸收体对于入射光透明的,但是当外部施加电压,能带间隙变小,当光的能量超过能打间隙时吸收光子,衰减光的传输效率。当外加电压被调制后,材料的吸收率和输出光强也会被调制。因为大部分能量被转化为热量,因此为了确保精确的调 ...
响,所以介质折射率的变化只影响光波的相位,即光波通过介质折射率大的部分时,光波波阵面将延迟,通过介质折射率小的部分时,光波波阵面将超前,由此导致光波波阵面产生了凹凸,由原来的平面变为一个折皱曲面,同时改变了光的传播方向,如下图所示。在介质另一侧,光波波阵面上各子波源的相干作用使光波被分列成一组离散型的衍射光,上述过程即拉曼-纳斯衍射。拉曼-奈斯衍射的结果是光波在远场分为若干级衍射光,各级衍射光对应不同的衍射角和衍射强度,它们以 0 级光为轴成对称分布,且同级次衍射光的强度相等。2,布拉格衍射采用较高的声波频率,增大声光互作用长度,并且使光束与声波波面成一定角度入射,则光波通过介质时会与多个声波 ...
是由高功率光折射率的变化,从而导致光学相位的改变。三、COTDR性能参数通常将信号功率与探测器输出的噪声功率之差定义为动态范围,动态范围可通过提升探测光功率来增加,但由于非线性效应存在,,探测光的功率提升有限。空间分辨率从设备角度上来说由光脉冲宽度决定,而从系统角度上而言,是和探测器噪声,相干瑞利噪声等相关的。而对付这些噪声,有各不相同的方法,比如,通过降低探测器温度降低热噪声,稳定电路控制散粒噪声,设置带通滤波降低ASE噪声,扰动偏振态用以控制偏振噪声,等等。四、COTDR的应用最近汤加火山爆发,随后较长时间内,汤加与外界“失联”,起因是火山活动使汤加海底电缆损坏。这个事情告诉我们,对于各大 ...
该不会产生双折射,并且光纤的偏振态在传播过程中是不会改变的。然而,在实际中,常规光纤在生产过程中,会受到外力作用等原因,使光纤粗细不均匀或弯曲等,就会使其产生双折射现象。当光纤受到任何外部干扰,例如波长、弯曲度、温度等的影响因素时,光的偏振态在常规光纤中传输时就会变得杂乱无章。而保偏光纤的应用则是可以解决这一偏振态变化的问题,但它并不是消除光纤中的双折射现象,而是通过在光纤几何尺寸上的设计,产生更强烈的双折射, 来消除应力对入射光偏振态的影响。保偏光纤在拉制过程中,当线偏振光沿光纤的一个特征轴传输时,部分光信号会耦合进入另一个与之垂直的特征轴,最终造成出射偏振光信号偏振消光比的下降,从而影响了 ...
同性,产生双折射现象,即当一束光线通过有内应力的玻璃时,将产生传播速度不同的两束光线,分别称为寻常光线和非常光线。钢化玻璃产品是表面应力为 70 MPa 或更高。电视面板的内应力要低得多,但这些应力可以增强面板抵抗玻璃因典型阴极射线管的真空而损坏的能力。汽车挡风玻璃或电视面板等退火产品具有低或中等的表面应力(小于或约 7 MPa)。所生产制品内的应力分布在很大程度上取决于工艺条件,因此该参数表示玻璃生产过程的控制。玻璃成型模型可以预测产品内的最终应力分布。因此,应力分布的准确测量可以提供有关此类模型准确性的信息,并可以指导改进模型的开发。应力引起的双折射是众所周知的。当光照射到各向异性晶体(单 ...
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