1、在光譜分析中，人們一直假定光在自由空間傳播過(guò)程中，其歸一化光譜是保持不變的。在許多情況下，這個(gè)被稱為光傳輸光譜不變性的假定被實(shí)驗(yàn)證明是正確的。然而，1986年Wolf教授證實(shí)，只有從滿足所謂定標(biāo)定律的光源發(fā)出的光，其歸一化光譜在傳播過(guò)程中才會(huì)保持不變。如果光源不滿足定標(biāo)定律，由該光源所發(fā)出的光即使在自由空間中傳播時(shí)，其歸一化光譜也將發(fā)生變化。人們將這種現(xiàn)象稱為相關(guān)誘導(dǎo)光譜變化或“Wolf 位移”。近年來(lái)的研究表明，當(dāng)部分相干光經(jīng)光闌衍射

2、后，光場(chǎng)的歸一化光譜也會(huì)發(fā)生變化。這種由衍射效應(yīng)引起的光譜變化現(xiàn)象被稱為衍射誘導(dǎo)光譜變化。 本文運(yùn)用部分相干光基礎(chǔ)理論和廣義衍射理論，從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了多色部分相干光經(jīng)過(guò)一定光學(xué)系統(tǒng)后的光譜變化和光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象。主要工作包括： 1.從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了多色部分相干光在消色差透鏡幾何成像系統(tǒng)中經(jīng)單縫衍射的光譜變化現(xiàn)象，并對(duì)透鏡的色差效應(yīng)對(duì)衍射光光譜變化現(xiàn)象的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 2.從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了

3、多色部分相干光在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的光譜變化和光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象，并從實(shí)驗(yàn)上成功的觀測(cè)到了光譜變化和光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象。 3.從實(shí)驗(yàn)上研究了多色部分相干光在色差透鏡幾何成像面處的光譜變化和光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象，觀測(cè)到了高光強(qiáng)的光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象。 4.從實(shí)驗(yàn)上研究了多色部分相干光經(jīng)光柵衍射的光譜變化現(xiàn)象，并從理論上進(jìn)行了分析。 研究結(jié)果表明，多色部分相干光經(jīng)過(guò)以上四種光學(xué)系統(tǒng)后，與光源光譜相比其歸一化光譜均會(huì)發(fā)生變化，并且光譜變化現(xiàn)象還受

4、到光譜相干度、單縫縫寬、色差系數(shù)和入射光光譜寬度等參數(shù)的影響。這種光譜變化表現(xiàn)為光譜紅移或光譜藍(lán)移，在某些特定的條件下，光譜會(huì)從藍(lán)移（紅移）迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榧t移（藍(lán)移），即出現(xiàn)光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象。這一現(xiàn)象已經(jīng)被Kandpal教授從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)。 此外，理論研究表明，光譜奇異現(xiàn)象與奇點(diǎn)光學(xué)有著密切的聯(lián)系。在現(xiàn)代物理光學(xué)中，人們把光場(chǎng)中振幅為零的點(diǎn)稱為奇點(diǎn)。2002年，Gbur、Visser和Wolf等人在一項(xiàng)研究中闡明，當(dāng)多色完全空間相干光被聚

5、焦后，在聚焦光場(chǎng)中的奇點(diǎn)附近會(huì)發(fā)生光譜奇異現(xiàn)象。在本文中，還討論了多色完全空間相干光經(jīng)菲涅耳波帶片衍射后，光學(xué)奇點(diǎn)附近的光譜變化和光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象。理論研究表明，在衍射場(chǎng)中的奇點(diǎn)附近會(huì)出現(xiàn)光譜藍(lán)移和紅移現(xiàn)象，在光學(xué)奇點(diǎn)處光譜發(fā)生光譜開(kāi)關(guān)現(xiàn)象。這與Gbur等人描述的光譜奇異現(xiàn)象類似。此外，還討論了不同菲涅耳波帶片的光譜奇異現(xiàn)象，以及軸上點(diǎn)的光強(qiáng)分布。 最后，根據(jù)以上理論和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，提出了光譜變化和光譜開(kāi)關(guān)在信息編碼和傳輸中的潛在應(yīng)