梯度折射率透镜（一）梯度折射率透镜与普通透镜不同，是一种非均匀介质构成的透镜，在其内部折射率是连续变化的。1815年英国物理学家Maxwell建立的鱼眼透镜理论是近代梯折光学的基础。而光纤的问世促进了梯折光学理论的发展和梯度折射率材料的试制。1971年，英国光学家 D.T.Moore 设计了梯折单透镜的成像光组，并计算出它的初级像差，成为较早的梯折透镜设计理论。而梯度折射率材料的使用，给光学设计带来了更多的自由度，并可以使光学系统结构简化，减小了体积和重量。本篇主要介绍梯度折射率介质的分类以及梯度折率透镜的像差校正原理，下一篇则会从公式和理论方面更加详细地介绍梯度折射率介质。一、梯度折射率介质 ...
源，通过梯度折射率多模光纤（包层直径125um,纤芯直径62.5um）进行偏振分辨二次谐波生成成像。在成像之前需要用校准单元使用干涉测量的方式对通过光纤的光进行校准，此过程大约需要5分钟。校准信息得到后，可以通过将适当形状的波前耦合到光纤中产生聚焦点。每个聚焦点位置对应一个空间光调制器（SLM）上的特定图案。SLM序列显示不同的图案，实现在距多模光纤出光口15um的平面上进行聚焦点扫描（模拟激光扫描显微镜）。成像时，移除校准单元，二向色镜将后向散射回光纤的二次谐波生成信号反射进入光电倍增管进行成像。实验证明：（1）小鼠尾腱上两个区域Ⅰ和Ⅱ的线偏振二次谐波生成成像结果。（a)图从上到下分别是所有 ...
介质中的微观折射率不均匀引起的光学散射使得入射光的（行走）路径随机化，这对有效传递光强造成了巨大的挑战。为了克服这一挑战，（研究人员）正在积极开发和应用波前整形（wavefront shaping, WFS）方法来将光聚焦到或穿透散射介质。WFS通过调制入射波前使得不同行走路径的散射光子在目标位置相长干涉。WFS技术可以分为三类：基于反馈的波前整形、传输矩阵求逆、光相位共轭（optical phase conjugation, OPC）或光时间反转（optical time reversal）。前两类通过一般需要数千次测量的迭代过程来确定调制波前，这导致系统运行时间相当长。基于OPC的WFS方 ...
音传播介质的折射率的微小变化来工作。以连续波模式工作的1550nm激光二极管发出的1mW光束通过光纤发送到Fabry-Pérot标准具。腔内压力发生变化的那一刻，透射（以及反射）光强度的强度就会被相应地进行调制。因为对于许多应用来说，使用单根光纤的简单传感器设置是第1选择，所以对反射光进行监测。在普通光纤内进出传感器头的光束使用光环行器分开，从而可以监测传感器的反射光。通常介质的折射率变化是非常小的，在标准条件下（室温、环境压力），如果压力变化1Pa，空气的折射率变化约3×10-9。然而，从声学的角度来看，1Pa的交变压力（~1×10-5的环境压力）已经相当响亮了，它大致相当于有人在几厘米的近 ...
允许对具有弱折射率的结构进行成像，以及对相位结构进行定量测量。 已证明的成像方式包括：螺旋相位成像、暗场成像、相位对比成像、微分干涉对比成像和扩展景深成像。美国Meadowlark Optics 公司专注于模拟寻址纯相位空间光调制器的设 计、开发和制造，有40多年的历史，该公司空间光调制器产品广泛应用于自适应光学，散射或浑浊介质中的成像，双光子/三光子显微成像，光遗传学，全息光镊(HOT)，脉冲整形，光学加密，量子计算，光通信，湍流模拟等领域。其高分辨率、高刷新率、高填充因子的特点适用于PSF工程应用中。图1. Meadowlark 2022年新推出 1024 x 1024 1K刷新率SLM二 ...
光具有不同的折射率,波长短者折射率大。 光学系统多半用白光成像，白光入射于任何形状的介质分界面时，只要入射角不为零,各种色光将因色散而有不同的传播途径,结果导致各种色光有不同的成像位置和不同的成像倍率。这种成像的色差异称为色差。通常用两种按接收器的性质而选定的单色光来描达色差。对于目视光学系统，都选为蓝色的 F光和红色的C光。色差有两种。其中描述这两种色光对轴上物点成像位置差异的色差称为位置色差或轴向色差,因不同色光成像倍率的不同而造成物体的像大小差异的色差称为倍率色差或垂轴色差。校正了位置色差的光学系统，只能使二种色光的像点或像面重合在一起，但二种色光的焦距并不一定就此相等，使这二种色光可能 ...
液晶的电控双折射现象，在驱动电压下折射率连续变化，实现对入射光的相位调制。但由于液晶的一些特性，驱动电压改变量和相位改变量是非线性关系，实际使用中需要测量并确定相位调制特性曲线。现介绍一种相位分析方法——白光干涉法，来确定LCOS芯片的相位调制特性曲线。白光干涉法采用迈克尔孙干涉仪的结构，在参考镜前设置补偿玻璃板（同LCOS芯片前的玻璃板），消除对光路的影响，从而使参考光和反射光达成白光干涉条件。分析干涉图可得到LCOS芯片的相位轮廓，进而分析相位调制的特性曲线。上图为白光干涉法的装置示意图。白光由确定中心波长的卤钨灯发射，经毛玻璃散射。然后由线偏振片获得与LCOS液晶指向矢平行的偏振方向。然 ...
中以不同角度折射（见图1），因此光线在胶片材料中的路径长度不同。这意味着它们具有不同的相位差。一旦不同的光线组合在一起并且相位叠加在探测器上，相长干涉峰/谷和相消干涉峰/谷之间的对比度就会减弱。这种影响的严重程度取决于具体的胶片叠层和数值孔径。但是，一般来说，效果随着厚度的增加而增加。图 1 大数值孔径(NA) 的小光斑测量NA 如何影响厚度测量在硅氧化物测量示例中很容易看出效果。 200nm氧化物的UVVis反射光谱（200-1000nm）的模拟如图2 所示。它显示光谱随着NA 的增加而逐渐退化。但变化很小并且很容易纠正。然而，对2000nm 氧化物的相同模拟（图3）显示NA 的影响更为显着 ...
医疗支架图层测量有几种类型的支架用于不同的医疗条件。一类血管支架是药物洗脱支架(DES)，其设计目的是非常大限度地减少支架内再狭窄，这是裸金属支架的主要缺点。DES由标准金属支架、聚合物涂层和嵌入聚合物并随时间释放的抗增殖药物组成。涂层不均匀会导致药物分布和释放不可预测。涂层厚度和均匀性的质量控制是DES制造过程中的关键任务之一。另一类是用于血栓提取的支架，在动脉瘤或癌症的情况下限制血液流动。支架封装也用于血管应用，以部署支架。支架的覆盖物由聚氨酯、聚四氟乙烯或类似的高分子材料制成。对支架支板之间和支板上覆盖膜的厚度进行测试是非常重要的。在这两种情况下，MProbe VisHR-MSP系统为质 ...
异质结构厚度测量基于ZnO的异质结构用于LED应用。在异质结构中使用多对相同的层来放大光发射。使用MProbe UVVisSr系统(200nm -1000nm)测量层的厚度并验证其光学色散。该结构具有重复60次(ZnO/Al2O3) × 60次的ZnO和Al203层对。为了确定ZnO和Al2O3的光学常数，测量了这两种材料的两厚样品。图1 厚氧化铝样品的测量:模型与测量的拟合。测定了Al2O3的厚度和光学常数。测量厚度:269 nm(光色散见图2)图2 测量所得Al2O3的光学色散。色散用柯西近似表示图3 Al2O3薄样品。从厚Al2O3样品测定的光学色散在这里被用来验证样品的性质是有效的薄膜 ...
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