基于相位物体相干成像技术的溶液热透镜效应研究开题报告

1. 研究目的与意义

非线性光学是指在物质中发生的光学现象，其特征在于光的强度与物质的响应不成比例。在线性光学中，光的传播过程可以用线性的麦克斯韦方程组来描述，其响应与光的强度成正比。而在非线性光学中，由于光强度足够强，光与物质的相互作用导致物质的极化强度不再是线性的，其响应与光的强度不成比例。

当激光入射到溶液内时，溶液吸收热量后产生折射率随温度的变化，这种折射率的变化在激光照射区域内的效果与透镜类似，进而对光束产生调制，这种效应称为热透镜效应。热透镜效应也可视作溶液中一种特殊的光学非线性效应。

本论文通过4f相位物体非线性成像技术，把溶液的热透镜效应作为频谱面上的调制，通过相位物体的引入，将热透镜效应的自散焦效应转换为像面上的光强变化。开展理论研究，基于数值模拟分析热透镜效应与相位物体所成像之间的关系，并结合溶液浓度的变化，探索基于4f 相位成像技术的溶液浓度测试方法。

2. 研究内容和预期目标

本论文通过4f相位物体非线性成像技术，把溶液的热透镜效应作为频谱面上的调制，通过相位物体的引入，将热透镜效应的自散焦效应转换为像面上的光强变化。开展理论研究，基于数值模拟分析热透镜效应与相位物体所成像之间的关系，并结合溶液浓度的变化，探索基于4f相位成像技术的溶液浓度测试方法。

本文意在通过理论模拟，并与实验进行对比，

3. 研究的方法与步骤

当激光束照射于液体时，入射光的能量将被溶液吸收并转化为热，从而使得介质的温度升高。这种周期性的热流会使得周围的介质发生热膨胀而激发声波。随着声波在液体中的传播，液体的密度会产生起伏，从而导致不同位置的折射率发生变化。而同时热量又以传导的方式向周围扩散，同样也将引起液体密度和折射率的改变。

4. 参考文献

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[11]易传祥. 基于4f泵浦探测技术研究介质热致非线性的动力学过程[D]. 苏州大学, 2011.

5. 计划与进度安排

2024年2月20日-2月24日 动员与交流 毕业论文工作动员，组织指导老师和青年教师进行交流、培训。
2024年2月20日-2月24日 下发毕业论文任务书 指导教师完成在系统中毕业论文任务书的下发，系主任审核任务书。指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求。
2024年2月20日-3月3日 学生完成开题报告 学生提交开题报告等材料（开题报告、外文翻译等），指导教师审核开题报告等材料。
2024年3月6日-5月21日 毕业论文写作 学生按开题报告撰写论文。
2024年4月10日-4月21日 中期检查 学生汇报课题进展情况，回答教师提问。各系进行自查，并配合教务处论文中期检查。
2024年5月1日-5月12日 完成论文初稿 指导教师批阅论文初稿，提出修改意见。
2024年5月15日-5月22日 论文定稿 经指导老师批阅，达到质量要求后定稿。
2024年5月22日-5月26日 毕业论文评阅 指导教师写出评语，给出成绩等第;评阅教师评阅。
2024年5月22日-5月31日 论文答辩与评分 学生答辩，答辩委员会提出终审意见，确定成绩，
填写评议书。
2024年6月5日-6月9日 结束工作 校优秀毕业设计评选，整理材料，做好总结，上报教务处。