检索结果-内蒙古大学图书馆

中国光学 2020年第2期13卷 323-332页

作者：卢腾飞张凯宁吴志军刘永欣华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室厦门福建361021

本文采用分步相位屏方法来仿真椭圆涡旋光束在海洋中的实际传输情况,并对椭圆涡旋光束在海洋湍流中的传输光强和闪烁因子进行了仿真。研究发现,椭圆涡旋光束在海洋传输过程中,光斑会发生明显的旋转,同时光斑会产生暗核且暗核个数与光束... 详细信息

本文采用分步相位屏方法来仿真椭圆涡旋光束在海洋中的实际传输情况,并对椭圆涡旋光束在海洋湍流中的传输光强和闪烁因子进行了仿真。研究发现,椭圆涡旋光束在海洋传输过程中,光斑会发生明显的旋转,同时光斑会产生暗核且暗核个数与光束的拓扑荷数相等。一个拓扑荷数为m的相位奇点会分裂成m个拓扑荷数为1的相位奇点,并且海洋湍流越强,光斑受到的干扰越严重。研究还发现,在较弱的海洋湍流中,随着传输距离的增加,椭圆涡旋光束的闪烁因子会低于高斯光束和涡旋光束的闪烁因子,而且在远距离处拓扑荷数越大闪烁因子降低越明显,同时也发现,传播一段距离后涡旋光束的闪烁因子会低于高斯光束的闪烁因子。在较强湍流中,椭圆涡旋光束的闪烁因子会交叠在一起。对于不同强度的海洋湍流,随着均方温度耗散率的增大,椭圆涡旋光束的轴上点闪烁因子也增大。在同一传输距离处,束腰宽度越小的椭圆涡旋光束闪烁因子越小。

关键词：闪烁因子数值模拟椭圆涡旋光束海洋湍流传输特性

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双环透镜聚焦平行光产生局域空心光束

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光学学报 2015年第12期35卷 104-109页

作者：孙川何艳林吴逢铁华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

提出并展示了产生单个可调局域空心光束的一种新型元件。该元件由光罩与平凸透镜组成,结构简单,易于生产。该元件可调制平行光产生参数固定的局域空心光束,通过更换光罩可在较大范围内实现局域空心光束的尺寸调谐。从应用光学角度分析... 详细信息

提出并展示了产生单个可调局域空心光束的一种新型元件。该元件由光罩与平凸透镜组成,结构简单,易于生产。该元件可调制平行光产生参数固定的局域空心光束,通过更换光罩可在较大范围内实现局域空心光束的尺寸调谐。从应用光学角度分析了新型元件的成像原理,推出了产生局域空心光束的参数公式。依据衍射积分理论推导出了元件后方的光场分布公式并用Matlab进行数值模拟,使用He-Ne激光作为光源,实验拍摄了局域空心光束的截面光强分布,实验结果与仿真模拟基本吻合。

关键词：几何光学局域空心光束双环透镜光学设计球差效应

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用于LED广告灯箱的自由曲面大角度透镜设计与仿真

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光子学报 2016年第2期45卷 140-146页

作者：潘诗发郭震宁颜稳萍廖炫甘汝婷林木川华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

基于能量守恒定律和网格划分法,设计了一种实现LED阵列近场均匀照明的自由曲面大角度透镜,其内曲面为椭圆形曲面、外曲面为自由曲面.根据能量守恒定律建立映射关系,对光源和目标面进行网格划分,并结合折射定律,迭代求解出外自由曲面数据... 详细信息

基于能量守恒定律和网格划分法,设计了一种实现LED阵列近场均匀照明的自由曲面大角度透镜,其内曲面为椭圆形曲面、外曲面为自由曲面.根据能量守恒定律建立映射关系,对光源和目标面进行网格划分,并结合折射定律,迭代求解出外自由曲面数据点.分析了椭圆形内曲面的长短轴比值对透镜菲涅耳损耗和照度均匀性的影响.结果表明：短轴与长轴的比值在0.35~0.55时,出光效率和照度均匀性最佳.通过反馈优化法对LED阵列进行优化,重新划分网格,使叠加部分光照度减弱,提高了整体光照均匀性.仿真结果表明：仅对透镜外自由曲面的面型数据点进行优化,在目标面高度为80mm,透镜出光角度为157°时,优化后的整体光照均匀度由优化前的0.40提高到0.84,出光效率大于0.9.

关键词： LED 自由曲面透镜大角度均匀照明出光效率

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基于LED光源与聚合物光纤束的能量均匀透镜耦合器设计

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光学学报 2018年第2期38卷 87-95页

作者：张晓婷刘楚嘉漆宇蔡智辉吴逢铁庄其仁华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

研究了以大功率发光二极管(LED)作为光源的聚合物光纤束(POFB)透镜耦合器的原理和设计方法,基于能量补偿和坐标迭代法设计了一种能量均匀分布自由曲面透镜耦合器。透镜耦合器由两个折射曲面和两个反射曲面以及一个环形柱透镜面组成,折... 详细信息

研究了以大功率发光二极管(LED)作为光源的聚合物光纤束(POFB)透镜耦合器的原理和设计方法,基于能量补偿和坐标迭代法设计了一种能量均匀分布自由曲面透镜耦合器。透镜耦合器由两个折射曲面和两个反射曲面以及一个环形柱透镜面组成,折射曲面将修正的朗伯型大功率LED光束中发散角度较小的光线均匀分配在POFB端面上;反射曲面将LED光束中发散角度较大的光线作为补偿光线进行能量重新分配以提高目标面的照度均匀性,并以光纤束端面的照度均匀性和有效光利用率为优化目标对透镜耦合器结构进行优化设计。光学仿真结果表明,当采用3535规格的LED作为光源时,设计的耦合器可使直径为0.5 mm的20×20根POFB端面照度均匀性达到92%,有效光利用率达到71%。

关键词：几何光学发光二极管聚合物光纤束自由曲面光学仿真

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增大Bessel光束无衍射距离的凹透镜系统

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红外与激光工程 2016年第5期45卷 144-149页

作者：何艳林沈栋辉孙川吴逢铁华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

根据传统轴棱锥法产生Bessel光束的原理和凹透镜的几何光学效应,设计并模拟了一套提高Bessel光无衍射距离的光学系统。利用凹透镜的发散特性,将其分别放置在轴棱锥的前方与后方,使用Math CAD软件进行模拟并与传统轴棱锥法进行比较,得出... 详细信息

根据传统轴棱锥法产生Bessel光束的原理和凹透镜的几何光学效应,设计并模拟了一套提高Bessel光无衍射距离的光学系统。利用凹透镜的发散特性,将其分别放置在轴棱锥的前方与后方,使用Math CAD软件进行模拟并与传统轴棱锥法进行比较,得出结论:在轴棱锥前方放置凹透镜使Bessel光的无衍射距离从244 mm增大至638 mm,同时增大中心光斑半径。在轴棱锥后方放置凹透镜使Bessel光的无衍射距离从244 mm增大至406 mm。使用He-Ne激光作为光源进行实验验证,实验结果与理论分析及仿真模拟基本一致。可根据实际要求选择凹透镜的曲率半径和位置,得到无衍射距离较大、质量较高的Bessel光束。

关键词：光学系统设计 Bessel光束凹透镜光路优化

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轴棱锥顶点离轴加工误差对贝塞尔光束的影响

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中国激光 2016年第12期43卷 178-184页

作者：胡润吴逢铁华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

理论推导了轴棱锥顶点离轴加工误差的透射率函数。在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相近似法的基础上,推导出顶点离轴轴棱锥后的衍射光场表达式,分析了顶点离轴加工误差对贝塞尔光束的影响。对顶点离轴轴棱锥后衍射光场进行数值模拟,结... 详细信息

理论推导了轴棱锥顶点离轴加工误差的透射率函数。在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相近似法的基础上,推导出顶点离轴轴棱锥后的衍射光场表达式,分析了顶点离轴加工误差对贝塞尔光束的影响。对顶点离轴轴棱锥后衍射光场进行数值模拟,结果表明,当为理想加工轴棱锥时,轴棱锥后的光场分布为近似理想贝塞尔光束;当存在加工误差时,衍射光斑对半分离。相同距离处,分离程度随顶点离轴误差的增加而增加;相同的顶点离轴误差下,分离程度随传输距离的增加而增加。同时,还研究了这种元件的加工厚度对光斑分离程度的影响,结果表明,随着加工厚度的增加,光斑分离程度也会逐步增大。研究结果对轴棱锥加工、贝塞尔光束应用等具有一定的指导意义。

关键词：物理光学轴棱锥顶点离轴加工误差衍射积分理论透射率函数贝塞尔光束

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无散热器LED异形灯设计与实验

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光学学报 2016年第9期36卷 267-272页

作者：唐帆郭震宁林介本张佳宁李建鹏华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

为了降低发光二极管(LED)灯具的重量和生产成本,根据烟囱效应原理,设计了一种无散热器的LED异形灯。利用Solidworks软件建立三维模型,通过其插件Flow Simulation进行热仿真。并以烟囱高度为30mm,烟囱通道直径为20mm的参数为基础模型,研... 详细信息

为了降低发光二极管(LED)灯具的重量和生产成本,根据烟囱效应原理,设计了一种无散热器的LED异形灯。利用Solidworks软件建立三维模型,通过其插件Flow Simulation进行热仿真。并以烟囱高度为30mm,烟囱通道直径为20mm的参数为基础模型,研究不同烟囱高度和烟囱通道直径对LED异形灯最高温度的影响。仿真结果表明:对于烟囱高度和烟囱通道直径都为45 mm,基板重量为35.86g的LED异形灯,当输入功率为6,8,10 W时,其最高温度都低于芯片的安全结温85℃,可满足LED安全工作的要求。对8W的LED异形灯进行实验验证,结果表明LED异形灯的最高温度为73℃,与仿真结果仅相差2.06℃,验证了仿真的正确性。所设计的无散热器LED异形灯不仅可以很好地满足LED散热要求,而且重量轻、成本低、制造简单。

关键词：光学器件散热异形灯烟囱效应最高温度

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部分相干焦散光束的形成及其相干特性

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光子学报 2018年第7期47卷 169-176页

作者：杨艳飞吴逢铁胡汉青胡润朱清智华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

提出利用交叉谱密度函数描述焦散光束,将焦散光束的研究范围从相干光拓展到部分相干光领域.结合菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,导出焦散光束在自由空间中的传输表达式.理论分析了光束射入不同倾斜角度轴棱锥引起的像散对焦散光束的影响,... 详细信息

提出利用交叉谱密度函数描述焦散光束,将焦散光束的研究范围从相干光拓展到部分相干光领域.结合菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,导出焦散光束在自由空间中的传输表达式.理论分析了光束射入不同倾斜角度轴棱锥引起的像散对焦散光束的影响,并设计相关实验进行了验证,实验结果与数值模拟相吻合.进一步研究入射光场相干性对焦散光束的影响,发现随着入射光场空间相干长度的降低,焦散光强的明暗分布会慢慢变模糊,光束中心的光点阵列逐渐消失.

关键词：部分相干交叉谱密度焦散光束轴棱锥空间相干长度

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克尔介质表面缺陷对高斯-谢尔模型光束的调制

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强激光与粒子束 2014年第1期26卷 86-92页

作者：陈雪琼蒲继雄华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

利用惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,推导了高斯-谢尔模型光束经非线性克尔介质的表面缺陷调制后的交叉谱密度公式,研究了受调制高斯-谢尔光束的光强演化特性。数值模拟表明:缺陷也可导致部分相干光束在介质后表面产生一个极强点,缺陷越大,... 详细信息

利用惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,推导了高斯-谢尔模型光束经非线性克尔介质的表面缺陷调制后的交叉谱密度公式,研究了受调制高斯-谢尔光束的光强演化特性。数值模拟表明:缺陷也可导致部分相干光束在介质后表面产生一个极强点,缺陷越大,极强点越远离介质。非线性折射率为正值或负值的介质也分别使部分相干光束发生会聚或发散现象。空间相干长度越长以及附加相移和缺陷尺寸越大,光场受调制越厉害。

关键词：部分相干光缺陷菲涅尔衍射光强分布

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像散对周期性局域空心光束的影响

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光学学报 2014年第13期34卷 414-419页

作者：李冬吴逢铁李攀谢晓霞华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室福建厦门361021

无衍射贝塞尔光束经轴棱锥线聚焦后可以产生周期性局域空心光束，基于菲涅耳一基尔霍夫衍射理论分别分析了椭圆加工误差和光束斜人引起的像散对轴棱锥聚焦无衍射贝塞尔光束产生的局域空心光束的影响。当椭圆加工误差或者贝塞尔光束的倾... 详细信息

无衍射贝塞尔光束经轴棱锥线聚焦后可以产生周期性局域空心光束，基于菲涅耳一基尔霍夫衍射理论分别分析了椭圆加工误差和光束斜人引起的像散对轴棱锥聚焦无衍射贝塞尔光束产生的局域空心光束的影响。当椭圆加工误差或者贝塞尔光束的倾斜入射角度控制在一定的小范围内时，像散对周期性局域空心光束的特性影响不大，局域空心光束还保持它的周期性和封闭性，轴棱锥的折射率或底角越大这个范围就越小，局域空心光束就容易受到椭圆加工误差或者光束斜人射引入的像散的影响。该研究结果对周期局域空心光束的应用具有指导意义。

关键词：物理光学周期性局域空心光束像散椭圆轴棱锥斜入射

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