空間光學系統(tǒng)中偏振像差的實驗分析與模擬.pdf

1、在一般的光學系統(tǒng)設計中，都假設光線服從幾何光學規(guī)律，認為系統(tǒng)會均勻地傳播所有的偏振態(tài)。但是只有在光的兩個正交偏振分量的振幅變化和波前差足夠小，以致可以忽略的時候，這種假設才會成立。對于高數值孔徑、大入射角、寬光譜的空間光學系統(tǒng)來說，上述的假設并不成立，此時偏振已經成為影響其光學系統(tǒng)性能的一個重要因素。為了減小乃至消除空間光學系統(tǒng)中的偏振像差，本課題對其進行了一系列的研究。
　　 系統(tǒng)地介紹了偏振像差的來源和一些偏振像差的基礎理論

2、，包括瓊斯算法在計算光學系統(tǒng)中的偏振像差的應用，偏振像差函數和偏振像差函數的兩種計算方法即偏振光線追跡和偏振像差函數的二次擴展式。
　　 為了驗證高數值孔徑、大入射角、寬光譜的空間光學系統(tǒng)中偏振像差的存在，在激光數字波面干涉儀上對偏振像差進行了實驗研究。用Zemax軟件和CodeV軟件對激光數字波面干涉儀光學系統(tǒng)分別進行普通光線追跡和偏振光線追跡，PV值增加了33.59％。然后第一次在該系統(tǒng)上對偏振像差進行了實驗研究。PV值增加

3、了34.48％?？梢钥闯龆呋疚呛?，從而驗證了空間光學系統(tǒng)中偏振像差的存在。
　　 系統(tǒng)地介紹了Pancharatnam—Berry相位光學元件(PBOEs)的衍射特性和用亞波長周期光柵來實現PBOE的理論。介紹了怎樣用瓊斯算法來描述亞波長周期光柵，以及亞波長周期光柵對光波的相位造成影響的公式表示形式。較系統(tǒng)地介紹了FDTD算法。
　　 用FDTD軟件和Matlab軟件設計了各種溝槽方向的光柵，并通過模擬得出了各種光柵