維射線傳輸和折射方程在光學中，要在系統(tǒng)中追蹤任意光線，我們需要兩個基本的三維方程:傳遞方程和折射方程。射線從表面j-1到下面的表面j的傳遞方程為這里分別是射線與前一個曲面j?1和下一個曲面j相交的點。為兩個曲面頂點之間的軸上距離，為兩個曲面之間的射線方向余弦，如下圖所示。由斯涅爾定律推導出三維射線折射方程。斯涅爾定律指出，入射光線和折射光線在入射點與表面法線共面，它們之間的關(guān)系為這里n，n'是材料在折射面前后的折射率，I，I'是入射光線和折射光線與表面法線的夾角。斯涅爾定律可以寫成向量形式這里，r，r'是沿入射射線和折射射線的單位向量，而n是沿入射點表面法線的單位向量。 ...

失。首先光在折射面上折射時總伴隨著少量的反射損耗，光經(jīng)多模光纖纖芯傳輸時還有吸收存在，此外，光纖端面磨光不良和疵病還會造成光的漫反射和漫折射。這些是主要的光能損失因素。下面將主要討論折射時光能的反射損失，又稱為菲涅爾反射損耗。如下圖，光線從折射率為n的介質(zhì)進入折射率為n^'的另一介質(zhì)中，期間發(fā)生反射和折射，入射角為i，折射角為i^'，反射角為-i。對于非鍍膜面，折射時光能的反射損失，可根據(jù)菲涅爾公式計算，即另外，折射定律如下：nsini= n' sini'上述公式中，ρ稱為反射率，表示光傳播到二透明介質(zhì)分界面上時，有多少光能從界面損失掉。結(jié)合兩個公式可以看出，反 ...

的光有不同的折射率，便造成了多波長的光束通過透鏡后傳播方向分離。簡單來說，色差就是顏色分離帶來的光學系統(tǒng)的像差。色差分兩種，一種叫做軸向色差，另一種叫做垂軸色差。本章我們只詳細介紹垂軸色差。二、垂軸色差的概念垂軸色差，Lateral Color，也叫做倍率色差、橫向色差，指軸外視場不同波長光束通過透鏡聚焦后在想面上高度各不相同，也就是每個波長成像后放大率不同，故稱為倍率色差。多個波長的焦點在像面高度方向一次排序，最終看到的像面邊緣將產(chǎn)生彩虹邊緣帶。如圖所示三、軸向色差產(chǎn)生的原因由于不同顏色的光波長不同，則通過同一透鏡后的放大率不同，而造成的垂軸色差。四、消除軸向方法使用具有不同折射率和色散率凸 ...

效。六、利用折射球面的反常區(qū)。在一個光學系統(tǒng)中，負的發(fā)散面或負透鏡常是為校正正透鏡的像差而設(shè)置的,它們只能是少數(shù)。因此,讓正的會聚面處于反常區(qū),使其在對光束起會聚作用的同時，產(chǎn)生與發(fā)散面同號的像差就顯得特別有利。設(shè)計者應善于利用這一性質(zhì)。七、利用透鏡或透鏡組處于特殊位置時的像差性質(zhì)。例如處于光闌位置或與光闌位置接近的透鏡或透鏡組，主要用于改變球差和彗差（用整體彎曲方法）；遠離光闌位置的透鏡或透鏡組，主要用來改變像散、畸變和倍率色差。在像面或像面附近的場鏡可以用來校正像面彎曲。八、對于對稱型結(jié)構(gòu)的光學系統(tǒng)，可以選擇成對的對稱參數(shù)進行修改。作對稱性變化以改變軸向像差，作非對稱性變化以改變垂軸像差。 ...

，從而使材料折射率產(chǎn)生移動的周期性變化。這在材料中充當布拉格衍射光柵，使輸入到器件的激光束以適當?shù)慕嵌绕D(zhuǎn)。根據(jù)AOM的配置，多達90%的入射功率可以分配到布拉格光柵的①級衍射。調(diào)制是通過改變使用的射頻信號來實現(xiàn)的。在AOM中，通過壓電換能器在材料中形成布拉格光柵。技術(shù)比較對于大多數(shù)應用，EOM和AOM之間的選擇是基于幾個關(guān)鍵的性能和成本考慮。由于AOM通常是一個成本較低的選擇，除非應用方面對EOM的關(guān)鍵優(yōu)勢之一有重大需求，一般AOM都是不錯的選擇。與AOM相比，EOM具有更大的孔徑、更高的功率和脈沖能量兼容性、非常高的對比度和快速的上升時間。而AOM則可以提供更高的調(diào)制速度。下表中總結(jié)了一些 ...

芯通常是不同折射率的石英材料，恰好這兩種石英材料的適用溫度又較高，工程師們會將光纖布置在溫度較高的地方，此時涂覆層的機械強度就可能降低。在這些惡劣的環(huán)境中，震動，氣流，水壓，油霧，鹽霧等會使光纖容易破損從而斷裂失效。問題在于，就是這些環(huán)境惡劣的地方，施工和維修都變得困難。因此在高溫環(huán)境下，樹脂類涂覆層可能并不是很好的選擇。第②個問題就是低溫，上文講到，高溫會使膠失效，同樣的，低溫也會。在較低的溫度下，例如零下30℃，這個溫度通常是我國北方冬季夜晚的溫度。工程師通常利用地下敷設(shè)的方式來降低這種影響。由于低溫的存在，樹脂材料或聚合物往往變得很脆，結(jié)合石英本身脆性的增加，光纖更加容易破碎。現(xiàn)代通信光 ...

為扭曲角和雙折射函數(shù)的扭曲向列液晶顯示器的特征值和特征向量的理論表達式已被推導出 。在這份手稿中，作者還討論了實現(xiàn)僅幅度調(diào)制以及耦合幅度和相位調(diào)制的技術(shù)。使用瓊斯矩陣描述其偏振的另一種技術(shù)，還進行了反射 Holoeye LC-R 2500 SLM 的表征 [10]，并應用于全息光鑷裝置。此外，針對相位主要調(diào)制的 LCoS SLM 的完整表征已經(jīng)完成，表明穆勒矩陣的J性分解決定了器件的J化特性。校準過程將液晶 SLM 的相位響應確定為某個控制參數(shù)的函數(shù)，例如，施加到設(shè)備每個像素的電壓信號。 輸出相位值和輸入信號之間的關(guān)系，例如顯示圖像中包含的 256 個灰度級，就是所謂的校準曲線/函數(shù)。 在光學 ...

n表示介質(zhì)的折射率，表示真空磁導率，c表示光波傳播速度。光強在光軸位置Z大，越遠離光軸，光強越小。通常情況下，光強是圓柱對稱的高斯分布。表示為：表示光軸（r=0）處的光強，定義為光束半徑，r為光束橫截面內(nèi)，距離光斑質(zhì)心的長度。二、光束束寬圖2光束切面高斯分布圖光束的寬度定義一般分以下幾種。（1）定義在光強分布曲線E(r)上，r為徑向坐標，光強Z大值的處兩點間的距離的一半定義為束寬表示為：(2) 86.5% 環(huán)圍功率（能量）定義以光斑質(zhì)心為中心畫圓，圓中包含的能量與光斑總能量的比值為86.5％,此時，圓的半徑定義為束寬表示為：(3)刀口法按照能量定義光束寬度，總能量的10%-90%之間距離的一半 ...

透鏡是由兩個折射球面或一個折射球面和一個平面所限定的透明體；球面反射鏡則只包括一個反射球面，其共同特性是能夠?qū)θ我馕恢玫奈矬w按設(shè)計倍率成像。平面光學元件指工作面均為平面的光學零件，包括平面反射鏡、平行平板、反射棱鏡和折射棱鏡等。其作用是改變光路方向，使倒像轉(zhuǎn)換為正像，或產(chǎn)生用于光譜分析的色散現(xiàn)象。下面討論這些光學元件的成像特性。球面光學元件的成像特性球面透鏡因為球面易加工，便于大量生產(chǎn)和檢驗曲面，所以球面透鏡已成為大多數(shù)光學系統(tǒng)中的基本成像元件。按照透鏡對光纖的作用可以分為兩大類：對光線起會聚作用的稱為會聚透鏡，光焦度為正值，又稱正透鏡；對光線起發(fā)散作用的稱為發(fā)散透鏡，光焦度為負值，又稱負透鏡 ...

O材料特定的折射率。圖2.不同制造階段的磁光（MO）傳感器：（從左到右）初始基片，涂有MO層，涂有反射層。三、磁場的可視化磁光傳感器技術(shù)是一種用于磁場分析和可視化的繪圖方法。為了對磁場進行光學可視化，MO-傳感器被放置在與感興趣的磁性材料的直接接觸中，并用偏振光進行照明。光線穿過透明的MO-傳感器層，被鏡面涂層反射，并再次通過MO-傳感器層。來自傳感器的平面旋轉(zhuǎn)的結(jié)果光被檢測出來，可以分析出與雙通道層厚度成比例的法拉第效應。基于每個波的不同旋轉(zhuǎn)角度，通過分析器-極化濾波模塊創(chuàng)建一個強度對比圖像，它代表了被測材料的磁場分布的精確圖形（圖3）。其結(jié)果是一個光學圖像，代表了測試對象的磁雜散場的兩個方 ...