搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

孪生光束干涉法测量光源的空间相干性

满天龙 万玉红 江竹青 王大勇 陶世荃

引用本文:
Citation:

孪生光束干涉法测量光源的空间相干性

满天龙, 万玉红, 江竹青, 王大勇, 陶世荃

Measurement of the spatial coherence of extended light source by twin beams-interference method

Man Tian-Long, Wan Yu-Hong, Jiang Zhu-Qing, Wang Da-Yong, Tao Shi-Quan
PDF
导出引用
  • 定量测定光源空间相干性在部分相干光成像, 非相干全息术及光信息处理领域具有重要的研究价值. 本文基于三角全息干涉光路提出了一种测量光源空间相干性的新方法. 利用三角干涉全息光路系统中分束镜产生的孪生光束进行干涉获得干涉图, 通过调整光源中心位置在写入平面内偏离光轴的量, 改变两孪生光束空间分离量的大小, 采集对应的一系列干涉图, 计算干涉图样的对比度, 从而对光源照明空间的波前上一系列不同距离的点对之间的空间复相干度进行测量. 实验系统光路配置较为简单且不需要使用特殊加工的光学元件. 针对一个准单色的扩展光源设计并进行实验, 结果表明利用文中提出的方法可以准确的测量光源的空间相干性, 实验结果相对于理论计算值的误差仅为3.8%.
    The coherence of light source have been employed in many aspects, such as optical processing and optical coherence holography. For this reason it has attracted vast interest in developing quantitative methods for measuring the spatial coherence characteristics of an optical field. We propose a novel method for measuring the spatial coherence degree of optical fields based on the triangular interferometer. Spatially separated twin beams are formed by an interferometer, and the interferogram formed by the twin beams is captured by an image detector. Because the separation of the twin beams is related to the coordinate position of the input beam, a series of positions are sampled by moving a pinhole and corresponding interference patterns are recorded. Then the visibilities of the interference patterns are calculated for measuring the spatial coherence degree. Experimentally measured and theoretically calculated values of spatial coherence degree fit well. The measurement error is 3.8%. Experimental results show the method proposed here is effective, simple, and robust without any special optical elements.
    • 基金项目: 国家自然科学基金项目青年科学基金 (批准号: 61107002)、北京工业大学基础研究基金 (批准号: X4006111201301)和北京工业大学研究生课程建设(批准号: CR2012-B-010)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61107002), the Basic Research Foundation of Beijing University of Technology, China (Grant No. X4006111201301), and the Graduate Course Construction Foundation of Beijing University of Technology (Grant No. CR2012-B-010).
    [1]

    Zhuang S L, Yu F T S 1982 Appl. Opt. 21 2587

    [2]

    Heylal M, Jeffrey M G 2011 Opt. Lett. 36 900

    [3]

    Winston R, Sun Y, Littlejohn R G 2002 Opt. Commun. 207 41

    [4]

    Agarwal G S, Gbur G, Wolf E 2004 Opt. Lett. 29 459

    [5]

    Ji X L, Xiao X, L B D 2004 Acta Phys. Sin. 53 3996 (in Chinese) [季小玲, 肖希, 吕百达 2004 物理学报 53 3996]

    [6]

    Ji X L, Huang T X, L B D 2006 Acta Phys. Sin. 55 978 (in Chinese) [季小玲, 黄太星, 吕百达 2006 物理学报 55 978]

    [7]

    Eyyubbogiu H T 2005 Opt. Commum. 245 37

    [8]

    Takeda M, Wang W, Duan Z H, Miyamoto Y 2005 Opt. Express 13 9629

    [9]

    Naik D N, Ezawa T, Miyamoto Y, Takeda M 2009 Opt. Express 17 10633

    [10]

    Naik D N, Ezawa T, Singh R K, Miyamoto Y, Takeda M 2012 Opt. Express 20 19658

    [11]

    Born M, Wolf E 1999 Principle of Optics (Seventh Edition) (London: Cambridge University Press) p472

    [12]

    Iaconis C, Walmsley I A 1996 Opt. Lett. 21 1783

    [13]

    Santarsiero M, Borghi R 2006 Opt. Lett. 31 861

    [14]

    González A I, Mejía Y 2011 J. Opt. Soc. Am. A 28 1107

    [15]

    Mashaal H, Goldstein A, Feuermann D, Jeffrey M G 2012 Opt. Lett. 37 3516

    [16]

    Cho S, Alonso M A, Brown T G 2012 Opt. Lett. 37 2724

    [17]

    Gray C 1966 J. Opt. Soc. Am. 56 1513

  • [1]

    Zhuang S L, Yu F T S 1982 Appl. Opt. 21 2587

    [2]

    Heylal M, Jeffrey M G 2011 Opt. Lett. 36 900

    [3]

    Winston R, Sun Y, Littlejohn R G 2002 Opt. Commun. 207 41

    [4]

    Agarwal G S, Gbur G, Wolf E 2004 Opt. Lett. 29 459

    [5]

    Ji X L, Xiao X, L B D 2004 Acta Phys. Sin. 53 3996 (in Chinese) [季小玲, 肖希, 吕百达 2004 物理学报 53 3996]

    [6]

    Ji X L, Huang T X, L B D 2006 Acta Phys. Sin. 55 978 (in Chinese) [季小玲, 黄太星, 吕百达 2006 物理学报 55 978]

    [7]

    Eyyubbogiu H T 2005 Opt. Commum. 245 37

    [8]

    Takeda M, Wang W, Duan Z H, Miyamoto Y 2005 Opt. Express 13 9629

    [9]

    Naik D N, Ezawa T, Miyamoto Y, Takeda M 2009 Opt. Express 17 10633

    [10]

    Naik D N, Ezawa T, Singh R K, Miyamoto Y, Takeda M 2012 Opt. Express 20 19658

    [11]

    Born M, Wolf E 1999 Principle of Optics (Seventh Edition) (London: Cambridge University Press) p472

    [12]

    Iaconis C, Walmsley I A 1996 Opt. Lett. 21 1783

    [13]

    Santarsiero M, Borghi R 2006 Opt. Lett. 31 861

    [14]

    González A I, Mejía Y 2011 J. Opt. Soc. Am. A 28 1107

    [15]

    Mashaal H, Goldstein A, Feuermann D, Jeffrey M G 2012 Opt. Lett. 37 3516

    [16]

    Cho S, Alonso M A, Brown T G 2012 Opt. Lett. 37 2724

    [17]

    Gray C 1966 J. Opt. Soc. Am. 56 1513

  • [1] 孙思彤, 丁应星, 刘伍明. 基于线性与非线性干涉仪的量子精密测量研究进展. 物理学报, 2022, 71(13): 130701. doi: 10.7498/aps.71.20220425
    [2] 刘兆斌, 李凯, 曾天海, 王锋, 宋新兵, 邵彬, 邹健. 类氢原子核质量对电子状态的影响. 物理学报, 2021, 70(7): 070301. doi: 10.7498/aps.70.20201754
    [3] 周光照, 胡哲, 杨树敏, 廖可梁, 周平, 刘科, 滑文强, 王玉柱, 边风刚, 王劼. 上海光源硬X射线相干衍射成像实验方法初探. 物理学报, 2020, 69(3): 034102. doi: 10.7498/aps.69.20191586
    [4] 黄军超, 汪凌珂, 段怡菲, 黄亚峰, 刘亮, 李唐. 光纤1/f 热噪声的实验研究. 物理学报, 2019, 68(5): 054205. doi: 10.7498/aps.68.20181838
    [5] 张洪波, 张希仁. 用于实现散射介质中时间反演的数字相位共轭的相干性. 物理学报, 2018, 67(5): 054201. doi: 10.7498/aps.67.20172308
    [6] 孙腾飞, 卢鹏, 卓壮, 张文浩, 卢景琦. 基于单一分光棱镜干涉仪的双通路定量相位显微术. 物理学报, 2018, 67(14): 140704. doi: 10.7498/aps.67.20172722
    [7] 苗银萍, 靳伟, 杨帆, 林粤川, 谭艳珍, 何海律. 光纤光热干涉气体检测技术研究进展. 物理学报, 2017, 66(7): 074212. doi: 10.7498/aps.66.074212
    [8] 贺寅竹, 赵世杰, 尉昊赟, 李岩. 跨尺度亚纳米分辨的可溯源外差干涉仪. 物理学报, 2017, 66(6): 060601. doi: 10.7498/aps.66.060601
    [9] 彭博栋, 宋岩, 盛亮, 王培伟, 黑东炜, 赵军, 李阳, 张美, 李奎念. 辐射致折射率变化用于MeV级脉冲辐射探测的初步研究. 物理学报, 2016, 65(15): 157801. doi: 10.7498/aps.65.157801
    [10] 刘国栋, 许新科, 刘炳国, 陈凤东, 胡涛, 路程, 甘雨. 基于振动抑制高精度宽带激光扫频干涉测量方法. 物理学报, 2016, 65(20): 209501. doi: 10.7498/aps.65.209501
    [11] 王峰, 彭晓世, 薛全喜, 徐涛, 魏惠月. 基于神光III原型的整形激光直接驱动准等熵压缩实验研究. 物理学报, 2015, 64(8): 085202. doi: 10.7498/aps.64.085202
    [12] 许新科, 刘国栋, 刘炳国, 陈凤东, 庄志涛, 甘雨. 基于光纤色散相位补偿的高分辨率激光频率扫描干涉测量研究. 物理学报, 2015, 64(21): 219501. doi: 10.7498/aps.64.219501
    [13] 王峰, 彭晓世, 单连强, 李牧, 薛全喜, 徐涛, 魏惠月. 基于神光Ⅲ原型装置的激光加载条件下准等熵压缩实验研究进展. 物理学报, 2014, 63(18): 185202. doi: 10.7498/aps.63.185202
    [14] 靳爱军, 王泽锋, 侯静, 郭良, 姜宗福. 光子晶体光纤反常色散区抽运产生超连续谱的相干特性分析. 物理学报, 2012, 61(12): 124211. doi: 10.7498/aps.61.124211
    [15] 靳爱军, 王泽锋, 侯静, 郭良, 姜宗福, 肖瑞. 复自相干度度量超连续谱相干性. 物理学报, 2012, 61(15): 154201. doi: 10.7498/aps.61.154201
    [16] 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 李永升, 蒋小华, 丁永坤. 超高压下冲击波速度直接测量技术. 物理学报, 2011, 60(2): 025202. doi: 10.7498/aps.60.025202
    [17] 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 徐涛, 丁永坤, 张保汉. 三明治靶型在间接驱动冲击波实验中的应用. 物理学报, 2011, 60(11): 115203. doi: 10.7498/aps.60.115203
    [18] 蔡元学, 掌蕴东, 党博石, 吴昊, 王金芳, 袁萍. 基于Ⅲ-Ⅴ与Ⅱ-Ⅵ族半导体材料色散特性的高灵敏度慢光干涉仪. 物理学报, 2011, 60(4): 040701. doi: 10.7498/aps.60.040701
    [19] 柴路, 何铁英, 杨胜杰, 王清月, 张志刚. 光谱位相干涉仪参数的优化选取. 物理学报, 2004, 53(1): 114-118. doi: 10.7498/aps.53.114
    [20] 胡建芳, 韦钦, 张志三. 锗红外干涉仪. 物理学报, 1964, 20(11): 1164-1171. doi: 10.7498/aps.20.1164
计量
  • 文章访问数:  5462
  • PDF下载量:  463
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-06
  • 修回日期:  2013-06-27
  • 刊出日期:  2013-11-05

/

返回文章
返回