导读:本文包含了近场散斑论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:外差,激光,自由电子,测量,表面,脉冲,横向。
近场散斑论文文献综述
姚超,陈建辉,王东,李春雷[1]（2018）在《基于近场外差散斑的自由电子激光横向相干性测量研究》一文中研究指出相干性是X射线自由电子激光(X-ray Free-Electron Laser, XFEL)最重要和显着的特点之一,在自放大自发辐射(Self-Amplified Spontaneous Emission, SASE)模式下,XFEL光输出功率极不稳定且强度分布差异较大。为能够用简单系统同时测量二维平面的横向相干性,本文提出一种基于近场外差散斑的光脉冲相干性测量方案,该方案的优点是能实现单发脉冲和平均脉冲的横向相干性测量。将光脉冲照射在做布朗运动的纳米粒子溶液上产生近场外差散斑,通过散斑信号的功率谱分析得到光脉冲的横向相干性。文章重点在理论上研究了测量方案的可行性,结合上海软X射线自由电子激光SASE模式的光场仿真,通过数值模拟的方法获得了单粒子和多粒子外差散斑信号的空间分布,以及对应的横向相干性。未来此方法可以为自由电子激光的运行和用户提供在线的相干性信息。(本文来源于《核技术》期刊2018年10期）
姚超[2]（2018）在《基于近场外差散斑的自由电子激光横向相干性测量的研究》一文中研究指出X射线自由电子激光(XFEL)具有飞秒级超短的脉冲时间结构,极高的亮度,以及极高的相干度。这些特性使得XFEL正被应用到各领域最前沿的研究中,如材料科学、环境科学、结构生物学等。伴随着XFEL在这些领域的广泛应用,其相干性研究也逐渐成为国际上的热点问题。目前测量XFEL横向相干性的实验方法主要分为两类:分波前干涉法,如杨氏双缝干涉、光栅干涉等。此类方法可直接获得光的相干性信息,但需多次改变实验参数,如双缝间距,探测距离等,以此获得空间不同位置的相干性;强度关联法,如Hanbury Brown-Twiss强度干涉仪。这种方法的测量系统简单,只需测量光的强度分布,但无法实现单发脉冲横向相干性测量,同时光强度分布容易受到光学元件表面粗糙度及其安装精度的影响。为改善这些方法的缺点,本论文主要在理论上探究基于近场外差散斑方法的XFEL单发脉冲横向相干性获取,同时提出适用于XFEL近场外差散斑提取的方案,并仿真验证了方案的合理性。论文首先结合上海软X射线FEL用户装置的设计参数,模拟分析了自放大自发辐射(SASE)模式下XFEL辐射光场的特点,并在此基础上首次在理论上研究外差散斑方法获取XFEL横向相干性的基本原理。由于外差散斑方法测量横向相干性需要准确提取散斑信号,而通常同步辐射上提取散斑信号的方法并不适用于SASE-XFEL。为此,本论文结合分束原理首次提出了“孪生测量”的实验方案,说明了该方案的优势以及理论上的合理性。结合上海软X射线SASE-FEL光场数据,通过单粒子和多粒子外差散斑信号的仿真获取,证实了方案的有效性。可以期待此测量方案在未来上海软X射线FEL以及国际上的XFEL装置上得到实际应用。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)》期刊2018-06-01）
宋洪胜[3]（2004）在《强散射体像面散斑对比度及超快激光脉冲的近场和远场散射的研究》一文中研究指出对随机表面的统计特性以及对其标定方法的研究是一个多年来倍受关注的课题，它在材料加工、工件加工和光学元件制造等许多科研技术领域有着重要的理论意义和应用价值。近场光学是研究距离介质分界面一个波长以内(即近场区域)的光学现象的新型交叉学科，随着近场光学显微镜的快速发展，对近场光学的研究也获得了相当大的进展。超快脉冲是由一系列单色光波迭加组成的持续时间非常短暂的激光脉冲。本文对粗糙随机表面光散射及像面散斑对比度、超快脉冲的近场散射以及费涅尔衍射的一些特性进行了理论上和计算模拟的研究。全文共分四章。 第一章对随机表面参量及其统计特性和标定方法、光散射的基本原理、近场光学以及超快激光脉冲的一些特性进行了综述。 第二章利用像面散斑场光波复振幅的一般形式和双重指数函数近似以及像面散斑场光波复振幅的实部和虚部的旋转变换法，得到了强散射体在4f成像系统中像面散斑对比度与随机表面统计参量以及光学成像系统参量之间相关联的直接表达式。根据这个表达式我们可以看出，在滤波孔比较小的情况下强散射体像面散斑对比度与表面均方偏差粗糙度w、横向相关长度ξ以及滤波孔径R之间都有密切的依赖关系。本章的结果与现有文献中包含随机表面相关面积或散射基元数目的隐含表达式相比具有明显的改进，而且对标定高斯相关随机表面的散斑对比度法的应用具有重要的意义。 第叁章给出了关于通过一个亚波长孔径传播的超快激光脉冲的数值解方法。首先把随时间变化的超快激光脉冲看作是一系列简单的单色谐波的迭加，对于具有单一频率的谐波光场可以用电磁波格林积分方程进行求解。然后把这种数值解方法分别运用到所有频率的单色波即可就出其对应的光场，而且对所有的这些数值解作逆付里叶变换就可以将其转换为时间领域的光场。通过计算模拟求出光波通过亚波长孔径后的强度分布，计算结果可以体现出沿着介质表面传播的光场的一些特性。本文中的方法和结果对理解近场领域中倏逝波的形成和传播是非常重要的。摘要 第四章对超快激光脉冲经随机表面在菲涅耳衍射区形成的散斑场的统计特性进行理论和计算模拟研究，首先根据超快脉冲本身的性质以及简化随机表面光场自相关的表达式求出散斑光场自相关函数，然后由它和光强的系综平均求出散斑场光强自相关函数。计算模拟的结果给出散斑场的一些与单色光照明的情况不同的特性，我们发现随着时间的推迟，散斑颗粒逐渐减小而且散斑场出现周期性振荡，并在理论上对这些特性给出合理的解释。(本文来源于《山东师范大学》期刊2004-04-22）
任晓荣[4]（2004）在《用数值格林函数研究近场散斑和超快近场散斑特性》一文中研究指出近场光学是研究距离物体表面一个波长以内(即近场区域)的光学现象的新型交叉学科。随着近场光学显微镜的快速发展，对近场光学的研究无论在理论上还是在实验上都获得了相当大的进展，但对近场散斑特性的研究还处于探索阶段。本文用数值格林函数法对随机表面的近场散斑和超快近场散斑的特性进行了计算模拟和理论研究。全文共分四章。 第一章对随机表面的描述、光散射的基本原理、随机光场的特性、近场光学和近场散斑以及超快近场散斑的特性进行了综述。 第二章提出了由格林函数法和边界条件来计算模拟随机表面产生的近场随机光场的方法，并将这一方法与基尔霍夫近似法进行比较。模拟计算了长度不同且具有不同表面参量的自仿射分形表面样本所产生的近场散斑场，得出近场散斑的许多特性，并模拟了离开表面不同距离处的近场散斑场的传播过程。格林函数法与基尔霍夫近似法相比，在随机表面粗糙度比较小时，基尔霍夫近似的精度比较高。在粗糙度相同的情况下，表面的分形维数越小，基尔霍夫近似的精度越高。 第叁章应用格林函数法计算模拟了飞秒激光脉冲通过自仿射随机表面后在近场产生的光场。我们计算并研究了不同时间宽度的飞秒激光脉冲通过不同参数的表面的近场散斑特性，我们发现飞秒激光脉冲的近场散斑与入射激光脉冲和表面都有着密切的关系。 第四章将格林函数法应用于计算超快激光脉冲的小孔衍射。我们分析了飞秒脉冲沿界面的传播过程，并且发现在该传播过程中，光波在介质的分界面上和在接近界面的区域中形成光强的节点，光波脉冲的时间宽度会发生展宽，并且在节点附近的空间点处的光强脉冲会产生时间的分裂，分裂成两个脉冲。(本文来源于《山东师范大学》期刊2004-04-20）
程传福,宋洪胜,刘春香,任晓荣,张宁玉[5]（2004）在《基于电磁场积分方程数值求解法的光学近场散斑及其一阶统计特性》一文中研究指出从简谐光波满足的Helmholtz方程出发,将由Green定理得到的介质分界面上光场的积分方程转化为以表面上的光场及其导数为未知量的线性方程组,并对其进行数值求解,实现了介质分界面上光场的严格数值计算.对光波经随机自仿射分形表面散射后在近场光学区域内产生的光强进行计算,研究了近场散斑的传播特性以及对比度和光强概率密度函数的演化特性.近场区域内的散斑与传统衍射区和成像系统中散斑场的特性具有很大的不同散斑光强分布中具有局域起伏,并且这种起伏在经过一个波长的起伏后消失;对于较小的横向相关长度的表面,散斑对比度在近场区域附近达到饱和值,而散斑场也接近Gauss散斑.当表面的横向相关长度较大时这种转化则比较缓慢.(本文来源于《中国科学G辑:物理学、力学、天文学》期刊2004年01期）
刘曼[6]（2003）在《随机表面的散斑标定法与近场散斑特性的研究》一文中研究指出粗糙随机表面统计特性的研究是一个多年来倍受关注的问题，这一问题在如动力学的材料生长界面，由大的冲击而产生的断裂面，光学元件设计等诸多物理领域具有重要的意义。近年来，随着近场光学显微镜的快速发展，对近场光学的研究无论在理论上还是在实验上都获得了相当大的进展，但对近场散斑特性的研究还处于探索阶段。本文对随机表面，光散射轮廓特性，近场光学和近场散斑的特性及表面的标定进行了理论、实验和计算模拟的研究。全文共分四章。 第一章对随机表面的描述和标定方法、光散射轮廓特性及其重要性、近场光学和近场散射的意义和近场散斑的特性进行了综述。 第二章提出了由像面散斑平均光强提取随机表面高度—高度相关函数的方法。在理论分析和实验测量中，我们采用了变孔径的傅立叶变换和成像系统，由所得到的像面光强的解析式，建立了将平均光强随孔径的数值变化关系转化为正逆傅立叶变换对，从而恢复出表面的高度—高度相关函数。我们以对叁个高斯相关的随机表面样品的实验测量为例，对该方法行了验证。所测得的结果与用原子力显微镜测量的结果符合得很好。 第叁章根据基尔霍夫近似下的光散射理论，提出了从随机表面附近衍射区内的散斑场相关函数中提取随机表面参量的方法。我们首先得出了散斑相关函数的定量表达式，该式表明散斑相关函数实际上是在Van Cittert-Zernike定理中等效地将散射轮廓函数反演到散射体平面内作为散射孔径函数的结果。采用最小方差拟合的方法，将散斑相关函数的测量结果与所得到的表达式进行拟合，可以提取出随机表面参量。我们通过模拟实验，并以自仿射分形随机表面附近散斑光强的相关函数进行数值计算为例，对该理论和方法进行了验证。所得到叁个表面参量粗糙度w，横向相关长度ξ和粗糙度指数α的值与所设定的值符合得较好。 在第四章中，我们提出了近场散斑的概念，并依据介质界面电磁波的格林积分 摘要方程对自仿射分形随机表面产生的散斑光场进行了数值计算模拟研究，发现近场散斑分形特征与自仿射分形随机表面的特性有关，且这种分形特征在非近场区域消失。同时研究了散斑特性及其对比度随表面参数及离开介质表面的距离的演化。通过把电磁场的积分方程和传统衍射理论中点扩展函数的类比，我们对近场散斑特性给出了初步的定性解释。(本文来源于《山东师范大学》期刊2003-04-28）
刘春香[7]（2002）在《随机表面的散斑与光散射标定法及近场散斑的格林函数法计算模拟研究》一文中研究指出对随机表面及其标定的研究在材料生长、工件加工和光学元件制造等科研技术的许多领域中有着重要的理论意义和应用价值。近场光学是研究距离物体表面一个波长以内(即近场区域)的光学现象的新型交叉学科，近场光学对传统的光学分辨极限产生了革命性的突破。本文对随机表面光散射及其标定和近场光学散射及近场散斑的一些特性进行了理论、实验和计算模拟的研究。全文共分四章。 第一章对随机表面的描述与测量标定方法、光散射的基本原理、随机光场的特性和近场光学的一些特性进行了综述。 第二章利用对称下降函数的傅利叶变换的半宽度与函数本身的半宽度成反比这一原理，得到了自仿射分形表面的散射轮廓半宽度在Ω的整个取值区域中的一般表达式。通过对自仿射分形随机表面光散射的计算模拟，得到在不同入射角下的散射轮廓，并由数学上的对称下降函数拟合，得到轮廓函数的半宽度及其随入射光波矢量的变化关系。利用这些关系和改变入射角的光学散射测量可以从实验测得的轮廓中提取随机表面的横向相关长度ζ和粗糙指数α。 第叁章利用随机表面的高斯相关模型和统计光学原理，得出了弱散射体在4f成象系统中象面上的散斑对比度的表达式，提出了一种可以同时无预定标地测量高斯相关的随机表面粗糙度w和横向相关长度ζ的散斑对比度方法。实验中，测量出象面散斑对比度随滤波孔径的半径的变化。用理论结果对实验测得的关系曲线进行拟合，从而得到两个表面参量，此方法所得结果与AFM测得的结果吻合的比较好。 第四章提出了由格林函数法和边界条件来计算模拟随机表面产生的近场随机光场的方法，并将这一方法应用于对小孔衍射计算和近场光散斑场特性的研究。在小孔衍射中，得出了衍射光场在亚波长尺度范围内随着离开表面距离的增加按负指数衰减 摘要生的近场散斑场，得出近场散斑的许多特性，并模拟了离开表面不同距离处的近场散斑场的传播过程，即随机光场由近场散斑向正常散斑的演化过程，发现了近场散斑不同于远场散斑的一些现象，并对近场散斑场的这些特性和现象给出了定性的解释。(本文来源于《山东师范大学》期刊2002-04-26）
近场散斑论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
X射线自由电子激光(XFEL)具有飞秒级超短的脉冲时间结构,极高的亮度,以及极高的相干度。这些特性使得XFEL正被应用到各领域最前沿的研究中,如材料科学、环境科学、结构生物学等。伴随着XFEL在这些领域的广泛应用,其相干性研究也逐渐成为国际上的热点问题。目前测量XFEL横向相干性的实验方法主要分为两类:分波前干涉法,如杨氏双缝干涉、光栅干涉等。此类方法可直接获得光的相干性信息,但需多次改变实验参数,如双缝间距,探测距离等,以此获得空间不同位置的相干性;强度关联法,如Hanbury Brown-Twiss强度干涉仪。这种方法的测量系统简单,只需测量光的强度分布,但无法实现单发脉冲横向相干性测量,同时光强度分布容易受到光学元件表面粗糙度及其安装精度的影响。为改善这些方法的缺点,本论文主要在理论上探究基于近场外差散斑方法的XFEL单发脉冲横向相干性获取,同时提出适用于XFEL近场外差散斑提取的方案,并仿真验证了方案的合理性。论文首先结合上海软X射线FEL用户装置的设计参数,模拟分析了自放大自发辐射(SASE)模式下XFEL辐射光场的特点,并在此基础上首次在理论上研究外差散斑方法获取XFEL横向相干性的基本原理。由于外差散斑方法测量横向相干性需要准确提取散斑信号,而通常同步辐射上提取散斑信号的方法并不适用于SASE-XFEL。为此,本论文结合分束原理首次提出了“孪生测量”的实验方案,说明了该方案的优势以及理论上的合理性。结合上海软X射线SASE-FEL光场数据,通过单粒子和多粒子外差散斑信号的仿真获取,证实了方案的有效性。可以期待此测量方案在未来上海软X射线FEL以及国际上的XFEL装置上得到实际应用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
近场散斑论文参考文献
[1].姚超,陈建辉,王东,李春雷.基于近场外差散斑的自由电子激光横向相干性测量研究[J].核技术.2018
[2].姚超.基于近场外差散斑的自由电子激光横向相干性测量的研究[D].中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所).2018
[3].宋洪胜.强散射体像面散斑对比度及超快激光脉冲的近场和远场散射的研究[D].山东师范大学.2004
[4].任晓荣.用数值格林函数研究近场散斑和超快近场散斑特性[D].山东师范大学.2004
[5].程传福,宋洪胜,刘春香,任晓荣,张宁玉.基于电磁场积分方程数值求解法的光学近场散斑及其一阶统计特性[J].中国科学G辑:物理学、力学、天文学.2004
[6].刘曼.随机表面的散斑标定法与近场散斑特性的研究[D].山东师范大学.2003
[7].刘春香.随机表面的散斑与光散射标定法及近场散斑的格林函数法计算模拟研究[D].山东师范大学.2002
论文知识图
